Dynaform的底甲板壓型過程數(shù)值模擬分析

論述了低壓鑄造充型模擬的數(shù)學模型,由于低壓鑄造充填速度較慢、充型平穩(wěn),因此充型計算采用層流模型。采用sola-vof算法對模型進行求解,其中sola法用于求解流體的速度場和壓力場,vof法用于處理自由表面。采用ug軟件進行鑄件三維造型,采用procast軟件進行網(wǎng)格劃分,對葉輪的充型過程進行了模擬,并通過對葉輪的澆注試驗,驗證了低壓鑄造充型的數(shù)學模型及算法在保證模擬精度、提高計算效率上的有效性。

采用彈塑性有限元法建立鋼筋矯直過程的三維動態(tài)有限元分析模型,并針對鋼筋調(diào)直切斷機不同直徑鋼筋,不同壓下量的矯直過程進行了模擬計算。計算結果給出了不同直徑鋼筋在不同壓下量下的位移變化以及矯直力分布。該模擬結果對矯直機新產(chǎn)品或新工藝開發(fā)有一定的參考意義。

軟土地區(qū)的工程在施工時容易出現(xiàn)軟土的變形,產(chǎn)生沉降。本文以溫州附二醫(yī)人行地道為例,建立了有限元計算模型,分析了開挖過程中土體和結構物產(chǎn)生變形的情況。計算結果表明本文的分析可以作為相關工程的有益參考。

建立了等徑冷拔鋼管的分析模型,運用marc.superform有限元軟件對整個拔制過程進行了仿真,得到了各種場變量的分布規(guī)律及特點,并給出來不同工況下使得拔制力最小的最佳模角,及縱向壁厚變化率,為實際生產(chǎn)提供依據(jù)。

針對目前我國鍋爐膜式水冷壁用扁鋼生產(chǎn)存在的問題,運用彈塑性有限元法,基于扁鋼精密軋制機的物理模型進行三維有限元建模,并采用適當?shù)募虞d和約束條件,對其雙道次精密軋制過程做出了成功的模擬仿真。詳細分析了各種軋制條件如軋件厚度、寬度、輥徑、壓下率等的變化對軋制過程中受力情況的影響。仿真分析結果為精整裝備的設計、生產(chǎn)工藝的改進、工藝參數(shù)的優(yōu)化提供了理論基礎。

作為擠壓鑄造中的一個重要參數(shù),比壓嚴重影響鑄件的組織和性能。利用有限元法對凸式?jīng)_頭擠壓鑄造進行了熱力耦合數(shù)值模擬,分析了a356合金鑄件比壓與顯微組織和力學性能的關系,得到了經(jīng)濟的臨界比壓。結果發(fā)現(xiàn),隨著比壓增大,縮孔、縮松缺陷逐步減少,直至基本消失。進一步加大比壓后,變化不明顯,反而增加了模具的負擔。隨著比壓增大,組織晶粒逐步細化,達到120mpa時,晶粒尺寸減小了8%,另外,二次枝晶間距縮小了12.5%,但當比壓繼續(xù)增大之后,沒有出現(xiàn)繼續(xù)細化,反而有粗化的趨勢。

建立等徑冷拔鋼管的分析模型,運用marc.superform有限元軟件對整個拔制過程進行仿真,得到了各種場變量的分布規(guī)律及特點,并給出不同工況下拔制力最小的最佳模角,為實際生產(chǎn)提供依據(jù)。

為優(yōu)化銅管空拔工藝參數(shù)和提高工件加工質(zhì)量,應用大型有限元分析軟件ansys中的ls-dyna求解器模擬了某規(guī)格銅管的空拔成形過程,得到了管件成形過程中任一時刻主要場量的分布云圖,分析了成形過程中管件的變形和應力的特點,研究了摩擦力和模具錐角等因素對空拔力與管件伸長率的影響規(guī)律。數(shù)值模擬分析表明:在應變分布上,管件軸向和周向的最大塑性變形主要發(fā)生在管件與模具初始接觸處與減徑區(qū);在應力分布上,軸向應力和徑向應力隨管件在模具中的位置不同而有較大差異,在壁厚方向上由管件的外表面到內(nèi)表面其應力依次為拉應力和壓應力,且最大壓應力出現(xiàn)在減徑區(qū),而最大拉應力則出現(xiàn)在定徑區(qū)連接處。在管件拉拔力的變化規(guī)律上,降低摩擦力和合理的模具錐角能使拉拔力控制在最小范圍內(nèi)。在管件伸長率的變化規(guī)律上,較大的摩擦力和模具錐角能使管件的伸長率增大。

許多液體的萃取工藝過程中，混合液的充分、均勻混合是至關重要的，混合時間是評定一個攪拌設備混合效果的重要尺度?；旌蠒r間短，則混合效率高，所以縮短混合時間對整個萃取效率的提高至關重要。采用計算流體動力學（cfd）的方法，對實驗室自制的攪拌設備混合溶劑型油漆的過程進行數(shù)值模擬。分析這種自制的攪拌槳層間距的改變對混合時間的影響，為攪拌槳的設計與改進提供理論指導和新思路。

為了研究孔型參數(shù)對鋁管連軋過程的影響,采用正交試驗優(yōu)化設計方法設計數(shù)值模擬方案,在marc有限元平臺上,研究軋輥孔型參數(shù)(側壁角、側壁半徑比、過渡圓角半徑、輥縫大小、軋輥和管坯之間的摩擦因數(shù))分別對軋制力、軋制力距、外徑橢圓度和壁厚不均的影響,并分析各參數(shù)的影響顯著性順序。結果表明:側壁角是最重要的影響因素,管坯和軋輥間的摩擦因數(shù)對外徑橢圓度和壁厚不均的影響居于次位,側壁半徑比對軋制力和壁厚不均的影響最小。根據(jù)影響規(guī)律獲得最優(yōu)孔型參數(shù)組合,并對5機架鋁管連軋過程進行有限元模擬分析。

高壓開關盒體曲面形狀復雜,對成形模具質(zhì)量要求較高,在實際生產(chǎn)中盒體質(zhì)量一直不能滿足設計要求。應用dynaform沖壓模擬軟件對高壓開關盒體的拉伸成形過程進行有限元模擬分析,找出了高壓開關盒體拉伸成形過程中產(chǎn)生缺陷的原因,并提出了改進方案。實驗結果表明,利用dynaform軟件對高壓開關盒體數(shù)字模擬的結果與實際生產(chǎn)過程基本一致。

高壓扭轉(zhuǎn)成形產(chǎn)生劇烈的塑性變形,有利于燒結體致密化,不同的工藝參數(shù)下材料的變形不同,使得其致密效果也不相同,嚴重地影響著燒結材料的成形質(zhì)量和使用性能。本文運用有限元軟件對鉬粉燒結體高壓扭轉(zhuǎn)成形過程進行了分析,研究了成形過程中材料的塑性流動,討論了溫度、摩擦因數(shù)、扭轉(zhuǎn)角速度對坯料應變分布情況的影響。結果表明：相對于致密材料,燒結材料高壓扭轉(zhuǎn)發(fā)生更大的變形;摩擦因數(shù)對等效應變、變形均勻性的影響最顯著,摩擦因數(shù)和扭轉(zhuǎn)角速度的增加促進應變增大,而摩擦因數(shù)大于0.8時,其影響減弱;溫度在300~450℃對等效應變和變形均勻性的影響不顯著。

針對壓型板輥彎成型過程中帶材變形復雜、成型規(guī)律難于掌握的問題,應用顯式動態(tài)有限元模塊ansys／ls-dyna對壓型板輥彎成型的全過程進行模擬分析。動態(tài)分析板帶從前一架進入下一架的成型過程,板料可在兩架間同時各自變形。發(fā)現(xiàn)應力的集中區(qū)域存在于變形過渡區(qū)和輥縫中心線下的主要變形區(qū);橫向彎曲應變大都集中于彎曲角處,應變值隨成型角增大而增大。模擬結果證實通過有限元模擬探索冷彎成型規(guī)律的可行性。該方法對于分析其他復雜斷面型鋼的成型特點具有一定的理論和實際意義。

應用離散元數(shù)值模擬過程分析方法，結合現(xiàn)場實際現(xiàn)象和相似材料模擬的試驗結果，對巷道圍巖的變形破壞機制進行了分析，結果表明，層狀巖石頂板主要是受水平壓應力作用產(chǎn)生離層、彎曲破壞，而不是直接受垂直壓力作用以承載梁的形式破壞，進而說明組合梁理論不適合作為這類頂板的錨桿支護原理

我國近3/4的國土是丘陵和山地,近年來隨著高等級公路建設的不斷發(fā)展,隧道的數(shù)量越來越多。在地形和地質(zhì)等條件允許的情況下,一般的高等級公路通常會采用已經(jīng)積累了豐富理論和實踐經(jīng)驗的雙洞分離方案。但是,這種方案要求隧道凈距

考慮堆浸過程中溶液流動和巖石骨架的彈性變形,發(fā)展了一彈性變形模型。在常水頭情況下,用comsolmultiphysics數(shù)值模擬軟件求解相應的定解問題。數(shù)值模擬結果給出了浸出過程中礦堆內(nèi)部的彈性變形規(guī)律,以及溶劑濃度與溶質(zhì)濃度的分布規(guī)律。

根據(jù)礦井的水文地質(zhì)條件,建立煤層開采的ansys數(shù)值模型,模擬了斷層條件下底板注漿改造前后采動破壞帶的演化規(guī)律。結果表明:隨著煤層開采的不斷推進,底板破壞區(qū)主要集中在開挖煤層兩側及斷層破裂帶,且范圍逐漸擴大并不斷向斷層帶靠近,但注漿后底板及斷層帶力學性質(zhì)得到顯著改善,有效地封堵了底板水源。根據(jù)模擬結果設計了馬坊煤礦三采區(qū)底板注漿加固工程,增強了底板的阻水能力,使斷層處煤層得到安全回收,取得了顯著的經(jīng)濟效益和安全效益。

金屬平板的焊接過程是一個非常復雜的非穩(wěn)態(tài)傳熱過程。對該物理過程進行簡化的基礎上,建立了數(shù)學模型。利用fluent軟件進行了數(shù)字模擬,數(shù)據(jù)結果顯示了金屬平板內(nèi)溫度場的分布,彌補了實驗手段的不足。

擠壓作為一種重要的金屬成形工藝,擠壓過程對其工藝的確定有著重要影響。本文采用基于有限元法的ansys軟件對擠壓過程中的接觸應力狀態(tài)進行了數(shù)值模擬,給出了擠壓工件與模具的應力分布圖,并分析了摩擦系數(shù)對其影響,研究方法及結果對工程中擠壓工藝優(yōu)化等工作具有重要的理論指導意義。

住宅空調(diào)數(shù)值模擬的模型比較——應用cfd技術分別用lvel模型和標準模型對住宅空調(diào)的舒適度以及空氣齡進行了數(shù)值模擬。結果表明lvel紊流模型對hvac系統(tǒng)的模擬是快捷和有效的。

針對核電工業(yè)的需要設計了公稱壓力為25mpa、公稱直徑為150mm的高壓電動平板閘閥,介紹了其主要結構的設計及計算方法.分析了閥門開啟狀態(tài)下流動壓力損失的產(chǎn)生原因及分布區(qū)域.對閥門進行了流固耦合計算,以研究介質(zhì)載荷對其結構產(chǎn)生的影響.建立了閘閥及水體的三維模型,利用cfx軟件對模型進行網(wǎng)格劃分并定義邊界條件,計算后得到了介質(zhì)流動狀態(tài)下的壓力、速度分布,并指出了產(chǎn)生壓力損失的主要部位.利用ansys軟件將介質(zhì)載荷施加到閘閥上進行流固耦合分析.結果表明,介質(zhì)在閥座區(qū)產(chǎn)生渦流損失,閥座區(qū)之后靜壓值明顯下降,流道壁面處流速減小,閘閥中腔上部的壓力降和速度都很小.閘閥的流阻系數(shù)為0.093,閘閥的最大變形為19.4μm,最大應力值為70.8mpa,分別位于閥座出口端的頂部和側面;開啟狀態(tài)下閘閥的變形及應力均在允許范圍內(nèi).

土質(zhì)邊坡破壞過程的數(shù)值模擬分析——利用基于離心試驗原理的rfpa離心加載法對土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性進行了數(shù)值模擬，無需假定破壞面的位置和形狀，就可以直觀地得到坡體的滑移破壞面，同時求得相應的安全系數(shù)。通過對支護前后邊坡的破裂模式、安全系數(shù)的比較，表明...