储罐液体晃荡问题的有限元分析

采用有限元方法数值求解了任意容器内液体晃动的固有频率、模态和地震响应动力学问题。基于液体晃动的泛函极值原理,在晃动自由面上忽略液体的表面张力,对液体晃动有限元方程进行静态缩聚,计算了矩形容器内液体晃动的特征频率,并与解析解进行比较。研究表明,利用该方法计算的结果具有较高精确度,可以为研究储罐晃动动力特性分析提供参考。     

水沸腾相变过程的数值模拟

为了解沸腾换热的机理,掌握相变换热的数值模拟方法,本文分别对大容器沸腾和竖直通道内的强制对流沸腾进行了数值模拟。通过定义汽液两相的质量传递和能量传递,计算得到了速度场、压力场、温度场和蒸汽体积比例分数等参数的分布情况。结合沸腾换热理论和模拟结果,分析了两种不同情况下水的沸腾换热过程。     

40m游艇艇艏砰击压力有限元分析

为了研究艇艏横倾时的砰击状况,采用数值模拟的方法对一艘长40 m钢制游艇的艇艏砰击性能进行了分析.在验证有限元方法模拟船舶入水砰击的基础上,利用ANSYS/LS-DYNA软件建立船艏二维有限元模型,分析了游艇不同入水速度和横倾角对艇艏砰击压力的影响规律,数值模拟结果为预报艇艏的砰击压力状况提供依据,为游艇的结构设计提供参考价值.     

非定常欠膨胀射流的间断有限元模拟

采用间断有限元方法对非定常欠膨胀射流进行了数值模拟,将二维守恒方程的间断有限元方法发展到轴对称Euler方程,对欠膨胀射流问题进行了数值计算。计算结果表明,采用间断有限元方法能够有效地捕捉到包括激波、滑移线、涡环和多级马赫盘等复杂流场结构,与实验照片反映的流动特征吻合较好。此外,两个马赫盘的位置与其他数值结果和实验测量结果吻合很好,表明该方法具有很好的鲁棒性,对非定常欠膨胀燃气射流的数值模拟是有效的。     

基于有限元的辊式制粉磨辊温度场分析及试验验证

[目的]研究小麦制粉生产中的磨辊温度场分布和变化的规律.[方法]试验以制粉中的磨辊为研究对象,建立磨辊二维瞬态温度场数值模型,利用有限元分析软件ANSYS对磨辊瞬态温度场进行求解分析,并通过磨辊表面温度实测数据与模拟结果的对比,验证数值模型和模拟结果的可靠性.[结果]在制粉开始阶段,辊体表面温度由25℃迅速升高至60℃...     

钢板笼混凝土节点滞回性能的数值模拟

钢板笼混凝土是一种新型的混凝土结构,具有整体性好、施工快速、较好的延性和耗能能力等优点。采用ABAQUS有限元程序,对钢板笼混凝土边节点和钢筋混凝土边节点进行非线性分析,建立了三维有限元数值模型,分别计算和分析了节点构件在往复荷载下的荷载-位移响应。计算模型对混凝土在反复荷载作用下的损伤、节点构件的几何非线性以及梁端钢筋和混凝土之间的粘结滑移加以考虑。数值模拟结果表明,有限元结果和试验结果吻合较好,基本能满足工程实际的需要。     

铝合金7050切削过程的数值模拟与试验

为研究铝合金7050切削过程的切削机理,建立了正交直角切削有限元模型,对铝合金7050加工过程进行了正交切削有限元模拟,详细叙述了几何模型的建立、材料应力应变关系及刀屑摩擦模型等关键技术。通过数值模拟获得了切屑成形过程、残余应力分布、切削力曲线等。通过一系列的切削试验,研究了切削参数对切削力的影响规律,并在相同切削条件下对试验和模拟获得的切屑形态及切削力进行了对比。切削试验和数值模拟获得的切削力及连续带状切屑与同样参数下的模拟结果比较相符,试验研究结果验证了数值模拟铝合金7050切削的正确性。     

混凝土劈裂实验及裂纹开展过程的数值模拟

通过混凝土劈裂实验和氯离子渗透实验,得到了微裂隙对氯离子渗透性能影响的相关结论。为验证和解释实验现象,采用有限元数值模拟方法模拟混凝土劈裂及裂纹扩展的全过程,探讨裂纹扩展趋势及其分布规律。数值模拟再现了微裂纹萌生、扩展、贯通直至失稳的全过程,其破坏位置、形式均与实验结果一致,验证了数值模拟的可行性;同时,通过对横向位移、微裂纹扩展以及等效应力分布变化过程的模拟分析,验证并解释了试验中的相关结论。可见,数值模拟方法对混凝土耐久性研究具有一定的指导价值。     

垃圾填埋场有机污染物运移流固耦合模型及数值模拟

基于流固耦合和溶质运移理论,建立了垃圾渗滤液有机污染物运移耦合模型;考虑垃圾生物降解效应,通过试验确定了垃圾生物降解衰减曲线;用Galerkin有限元离散法对所建的模型进行数值求解,利用该数值模型对垃圾渗滤液在地下水中迁移行为进行模拟,预测了污染物浓度的时空分布特征;对耦合、非耦合模拟结果结合实际监测数据进行对比,并对污染晕的大小、分布范围进行了数值模拟分析。     

核压力部件缺陷全息无损检测的有限元分析

针对核压力部件所含典型缺陷,建立简化缺陷的力学模型,采用有限元数值法计算和讨论了两种极端缺陷的大小与深度,材料性质及内压值之间的关系,为了考查计算的可靠性,文中对所建立的缺陷力学模型按Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ理论进行计算和在缺陷的钢容器上进行双爆光全息干涉实验,理论和实验结果表明,所做缺陷模型的有限元分析计算结果有足够的精度,且计算数据可为核压力部件全息无损检测研究提供参考。     

大型储罐罐底及边缘板应力分析方法的对比

储罐的大型化为石油储备建设节约了投资,但对储罐设计提出了更高要求,其中储罐罐底大脚缝处的应力最大,是整个储罐的薄弱环节.研究大型储罐罐底及边缘板应力分布规律,对确保储罐的设计安全有重要意义.对比分析了3种大型储罐罐底及边缘板应力的理论计算方法,认为弹性-刚性地基梁耦合法的计算结果更合理.将理论计算结果和ANSYS有限元数值模拟结果与实际测量结果进行比较,结果表明:两种方法的计算结果均合理可靠,而有限元数值模拟结果可为设计人员全面了解储罐的结构安全性提供参考.     

摆式-滚珠隔震器试验研究与数值模拟

本文对一种新型摆式-滚珠隔震器在水平低周往复荷载作用下的力学性能进行试验研究与数值模拟。试验结果表明,其滞回曲线规则饱满,具有较好的隔震效果和自动回复性能。ABAUES有限元软件建立实体模型,模拟结果与试验结果相吻合。通过盈建科有限元软件对实际工程案例建立三维框架模型对安装隔震支座结构与未安装隔震支座结构进行对比分析,结果显示出隔震支座具有显著的隔震效果。     

混凝土冻融破坏的数值模拟研究

本研究以混凝土的质量损失率、强度损失率以及外观变化作为评判混凝土冻融损伤的重要指标,在试验的基础上采用ABAQUS有限元分析软件对冻融损伤过程进行数值模拟,探讨冻融循环次数对各强度混凝土的影响以及不同水灰比的混凝土抗冻性能的差别。对比分析表明:数值模拟的计算结果与试验结果相一致,可有效验证并解释试验结论,为混凝土冻融损伤的研究提供理论指导。     

基于数值模拟的材料力学教学导入法

材料力学是工科专业学生的一门重要专业基础课,教学大纲涵盖大量概念性知识和方法性知识。为了帮助学生在课堂上尽快进入课题情境,笔者借助有限元分析软件,在课题导入时将数值模拟的计算结果展现在学生的眼前,让学生直观看到力学现象、构件受力特点以及破坏形态,有利于启发学生积极思考,顺利进入课题情境。实践证明数值模拟的引入有效提高了课堂授课质量。     

双排桩在荆州南国城市广场深基坑中的应用

介绍了荆州地区工程地质特点及双排桩在该地区的应用背景,以荆州南国城市广场深基坑工程为对象,介绍了双排桩支护结构方案,运用有限元建立考虑桩土接触的三维空间模型,采用Druck-Prager模型对基坑开挖进行数值模拟,分析了开挖过程中基坑变形、桩顶位移及桩身弯矩特点,并与实际监测结果进行了对比分析。结果表明,数值模拟与实测结果较为接近,双排桩支护效果明显,该方案对双排桩在荆州城区的应用有较好的借鉴和推广意义。     

双曲索网结构施工张拉成形数值模拟分析与试验验证

针对双曲索网结构独特的结构形式和复杂的施工方法,基于索结构非线性有限元理论提出了双曲索网结构张拉施工的数值计算方法,开发了施工过程分析软件.以国内首例双曲索网结构体系--中国航海博物馆双曲索网幕墙体系缩尺模型为例,对2种不同的张拉方案进行了数值模拟分析.并通过缩尺模型试验对索网结构的施工方案进行了张拉试验,模型试验验证了索网张拉完成以后的形态满足设计要求,试验结果证明了数值计算的可靠性和合理性,可以通过数值计算方法对实际结构的施工张拉进行仿真分析.通过对数值计算结果和试验结果的分析,提出了合理的施工张拉方案.     

半轴套管法兰预锻热挤压成形过程中凸模磨损规律研究

文章主要应用DEFORM-3D有限元软件对半轴套管法兰预锻热挤压成形过程进行数值模拟分析,分析凸模在热挤压过程中各阶段工艺参数对磨损量的影响规律,从而得到优化的凸模工艺参数。得到的研究结果能够用来指导工艺实践,从而提高模具的寿命和产品质量。     

基于固有应变的船体板列焊接变形数值预测

采用固有应变有限元法,对船体板列焊接变形进行预测.确定了固有应变加载区域,进行了热弹塑性有限元分析,获得焊接温度场和应变场,提取热弹塑性有限元分析得到的残余应变数据,作为相应加载区域的固有应变值.加载固有应变值,进行结构弹性分析获得板列焊接变形,数值模拟结果可为板列焊接变形预测提供依据.分析了不同的焊接顺序对固有应变加载和结构变形的影响.     

沥青混凝土桥面铺装层温度场分布特征试验研究

处于自然环境中的桥面铺装层在桥面板的受力、桥梁的耐久性、行车的舒适性等方面都起着重要的作用,铺装层的温度随大气温度的不断变化而变化,特别是对于寒冷及大温差地区,温度变化将会在桥面铺装层中产生较大的拉应力,致使铺装层开裂。为了减少由于温度作用对桥面铺装层的损害,使其具有更好的使用性能,对铺装层的温度场进行研究分析已经成为一项重要的科研内容。本文采用现场实测和缩尺模型试验测试的方法对混凝土简支梁桥沥青混凝土铺装层温度场进行了研究,并利用有限元软件对温度场进行了模拟,通过实测与数值模拟结果的对比分析结果表明:以气象数据为基础,利用ABAQUA有限元软件建模的方法可以较准确的模拟桥面铺装层温度场的变化过程,有限元计算结果与实测结果符合良好。     

钢管脐带缆拉伸行为的有限元分析

钢管脐带缆是由多种功能单元螺旋缠绕组成的复合结构,用于连接上部浮式设施与水下生产系统。基于ANSYS有限元软件,采用梁单元模拟构件,建立钢管脐带缆的三维有限元数值模型,研究受拉伸荷载的脐带缆在自由端可发生扭转和不可发生扭转两种约束条件下的变形行为,并与解析理论解进行对比。在有限元模型中,通过在脐带缆相邻构件之间设置线线接触模拟其相互作用,并通过设置库伦摩擦,弥补解析方法不能考虑构件之间相互接触、摩擦作用的不足,计算效率得到显著提高。有限元方法和解析方法的计算结果吻合很好,验证了有限元数值模型的准确性,为脐带缆其他荷载行为如弯曲、挤压等作用下的变形规律研究奠定了基础。