異型變徑管內(nèi)高壓成形有限元模擬

闡述了變徑管內(nèi)高壓成形技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,介紹了其預(yù)成形技術(shù),成形基本原理,管材性能要求,并對模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明。對其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用進(jìn)行了分析,內(nèi)高壓成形技術(shù)在汽車輕量化方面有著廣泛的應(yīng)用。

為了研究變徑管內(nèi)高壓成形過程中工藝參數(shù)和管坯幾何尺寸對壁厚分布的影響,通過力學(xué)分析和全量本構(gòu)方程,推導(dǎo)出變徑管內(nèi)高壓成形厚度分界圓的解析公式.該公式反映了摩擦系數(shù)、膨脹系數(shù)、管端軸向應(yīng)力與內(nèi)壓之比、送料區(qū)相對長度、管坯相對壁厚、零件過渡錐角等參數(shù)與厚度分界圓相對位置之間的定量關(guān)系,并與數(shù)值模擬規(guī)律一致.研究表明:隨著摩擦系數(shù)、管端軸向應(yīng)力與內(nèi)壓之比、送料區(qū)相對長度的增加,壁厚不變的厚度分界圓距離管端越來越近,即膨脹區(qū)壁厚減薄區(qū)域是越來越大的;而隨著管坯相對壁厚的增加,壁厚不變的厚度分界圓距離管端越來越遠(yuǎn),即膨脹區(qū)壁厚減薄區(qū)域是越來越小的.

通過力學(xué)分析和全量本構(gòu)方程,推導(dǎo)出了變徑管內(nèi)高壓成形送料區(qū)壁厚增厚的解析公式。該公式反映了送料區(qū)初始長度、摩擦系數(shù)、內(nèi)壓等參數(shù)與送料區(qū)兩端壁厚差之間的定量關(guān)系,并與數(shù)值模擬獲得的規(guī)律一致。結(jié)果表明,送料區(qū)兩端壁厚差受送料區(qū)初始長度、摩擦系數(shù)及內(nèi)壓的影響,隨著送料區(qū)初始長度、摩擦系數(shù)和內(nèi)壓的增加,送料區(qū)兩端壁厚差會越來越大,即靠近送料區(qū)外端點的壁厚增加會更加明顯。因此保證內(nèi)高壓成形得到的變徑管送料區(qū)壁厚增加不明顯的措施是:盡量減小送料區(qū)初始長度、減少摩擦,選擇較低的成形內(nèi)壓。

針對扭臂模鍛成形過程,采用三維剛塑性有限元法進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了金屬的塑性變形行為,對可能產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行預(yù)測,給出了等效應(yīng)力、等效應(yīng)變的分布情況,從而為工藝制訂和模具設(shè)計提供理論依據(jù)。

樁側(cè)負(fù)摩阻力有限元模擬——用有限元法對樁側(cè)負(fù)摩阻力進(jìn)行了研究，采用鄧肯一張模型。并設(shè)置了goodman接觸單元，為模擬時間效應(yīng)。程序采用中點增量法，同時考慮土體的滲透系數(shù)。以計算加載后間歇期的應(yīng)力應(yīng)變。

以彈塑性大變形有限元理論為基礎(chǔ),對c型鋼成型過程做出合理簡化,建立分析模型.利用marc軟件對c型鋼輥彎成型進(jìn)行了三維有限元數(shù)值模擬,分析得出了c型鋼在成形過程中變形區(qū)應(yīng)力、應(yīng)變的分布規(guī)律.

利用非線性有限元分析軟件msc.marc對方形異型鋼管的無芯棒輥擠成型過程進(jìn)行了有限元分析,得到了成型過程中應(yīng)力與變形的分布與變化以及成型后異型管的結(jié)構(gòu)形狀。實驗結(jié)果驗證了有限元分析的正確性。研究結(jié)果為生產(chǎn)提供了有益的依據(jù)。

應(yīng)用ansys有限元分析軟件中的ls-dyna求解器,對薄壁不銹鋼管件彎曲成形過程進(jìn)行了彈塑性數(shù)值模擬.通過對管件彎曲角度的試驗結(jié)果與模擬值的對比分析,證明了建立管件有限元模型的正確性.在此基礎(chǔ)上對管件滾彎過程的模擬結(jié)果進(jìn)行了應(yīng)力應(yīng)變分析,揭示了其成形時的塑性變形流動規(guī)律及其對管件質(zhì)量的影響.研究結(jié)果表明:薄壁不銹鋼管件彎曲冷成形的主要失效形式是內(nèi)側(cè)部分的起皺和外側(cè)部分的失穩(wěn);管件彎曲內(nèi)側(cè)等效應(yīng)變和壁厚變化呈跳躍式條狀分布,是管壁起皺變形的前兆,管件彎曲外側(cè)的壁厚減少導(dǎo)致其彎曲剛度降低,是管壁失穩(wěn)變形的原因;最大等效應(yīng)變和等效應(yīng)力的部位出現(xiàn)在管件彎曲區(qū)域的、與滾動輪和旋輪接觸部位,其彎曲成形后,部位的應(yīng)力值逐漸減小,且沿兩端方向應(yīng)力逐漸減少.

根據(jù)金屬塑性成形原理和滾珠旋壓成形的特點,采用有限元軟件msc.mentat/marc建立了內(nèi)螺紋銅管滾珠旋壓工藝的三維彈塑性有限元模型。模擬了管坯從變形開始到變形穩(wěn)定階段不同滾珠壓下量下內(nèi)螺紋銅管的成形過程。將模擬得到的滾珠所受單位擠壓力與理論分析值進(jìn)行了比較,兩者具有較好的一致性。以模擬結(jié)果為基礎(chǔ)分析了滾珠壓下量對內(nèi)螺紋銅管成形的影響和滾珠與螺紋溝槽芯頭的受力特點。

不銹鋼管件滾彎成形工藝的有限元模擬

基于deform-3d有限元分析軟件,對無縫鋼管空拉拔過程進(jìn)行數(shù)值模擬,獲得了各場量的分布。研究了金屬的變形過程,等效應(yīng)力-應(yīng)變,速度的分布特點,進(jìn)而分析了產(chǎn)生橫裂、縱裂等實際問題的機(jī)理及其影響因素,為優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)和進(jìn)行空拔鋼管工藝設(shè)計提供依據(jù)。

基于熱力耦合模型,采用剛塑性有限元軟件,對7075鋁合金槍械擊發(fā)機(jī)座的模鍛過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,討論了主要工藝參數(shù)對成形過程的影響,并擬定出其模鍛工藝參數(shù)為:始鍛溫度420℃,變形速度20mm/s。

針對2009年9月3日下午重慶市高家花園大橋右幅橋跨中區(qū)段在箱梁內(nèi)維修加固時發(fā)生意外火災(zāi),以溫度場數(shù)值模擬的基本理論為依據(jù),采用abaqus有限元軟件對該箱梁進(jìn)行變截面有限元實體建模,與實際監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行參照性對比,計算所得的撓度值與實測值基本相符,對橋梁結(jié)構(gòu)狀況評估具有參考價值。

利用有限元模擬軟件msc.marc,模擬研究了不銹鋼波紋板冷彎成形過程,建立了冷彎成形有限元模型。對板材咬入過程進(jìn)行分析,并通過上輥下壓方法實現(xiàn)了板材的咬入;對工件典型節(jié)點的應(yīng)力應(yīng)變變化規(guī)律進(jìn)行模擬,獲得了典型節(jié)點的應(yīng)力變化歷程曲線和橫向、縱向應(yīng)變分布曲線。模擬結(jié)果表明:板料在兩架次之間存在變形過渡區(qū),過渡區(qū)內(nèi)板材不但發(fā)生彈性回復(fù),而且仍然產(chǎn)生塑性變形?？拷堓伈课粦?yīng)力達(dá)到最大值,這也是板料在軋輥附近容易出現(xiàn)缺陷的主要原因。

本文針對鋼筋在彎曲過程中的大變形及非線性的特點,運(yùn)用有限元分析軟件ansys/ls-dyna建立了鋼筋彎箍系統(tǒng)的有限元模型,對鋼筋的彎曲過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,并分析了鋼筋在不同時刻的彎曲應(yīng)力變化情況。當(dāng)鋼筋彎曲角度接近于零時,鋼筋產(chǎn)生的最大應(yīng)力發(fā)生在與彎箍轉(zhuǎn)套接觸部位;隨著時間的增大,與箍筋模接觸部位的應(yīng)力迅速增大,且應(yīng)力最大值逐漸由鋼筋的邊緣部位向中心部位靠近。

針對公路隧道施工過程中圍巖應(yīng)力應(yīng)變的復(fù)雜變化過程，本文基于三維有限元分析法和隧道施工動態(tài)監(jiān)測，研究了泉（州）至三（明）高速公路smal3合同段曹源隧道洞身開挖過程中圍巖應(yīng)力、位移變化規(guī)律，研究結(jié)果可為隧道動態(tài)化設(shè)計、施工等提供參考。

在綜合考慮了現(xiàn)有的有限元模擬方法的基礎(chǔ)上,對部分仿真模擬細(xì)節(jié)進(jìn)行了改進(jìn),改進(jìn)了水平荷載的施加方法,用\"等代層\"來模擬盾尾建筑空隙,用預(yù)設(shè)單元的剛度遷移來模擬盾構(gòu)的推進(jìn)過程。通過對某地鐵隧道盾構(gòu)施工過程的模擬,分析了盾構(gòu)推進(jìn)過程中地表土體的位移與變形,計算得到的隧道橫斷面和隧道縱向地面沉降分布曲線與實測數(shù)據(jù)比較接近,結(jié)果證明了模擬方法是可行的。

中國海洋大學(xué) 碩士學(xué)位論文 深基坑開挖與支護(hù)的有限元模擬 姓名：李勝林 申請學(xué)位級別：碩士 專業(yè)：防災(zāi)減災(zāi)及防護(hù)工程 指導(dǎo)教師：郭海燕 20080101 深基坑開挖與支護(hù)的有限元模擬 作者：李勝林 學(xué)位授予單位：中國海洋大學(xué) 本文鏈接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/thesis_y1336879.aspx

等徑彎曲通道變形(equalchannelangularpressing簡稱ecap)由于能直接制備塊狀超細(xì)晶材料而備受關(guān)注。介紹了等徑彎曲通道變形(ecap)及有限元數(shù)值模擬的基本機(jī)理,并在此基礎(chǔ)上討論了有限元模擬在ecap變形中的研究及發(fā)展現(xiàn)狀。隨著ecap的深入研究和工業(yè)化的進(jìn)一步發(fā)展,有限元數(shù)值模擬必然在該領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應(yīng)用。

在綜合考慮了現(xiàn)有的有限元模擬方法的基礎(chǔ)上,對部分仿真模擬細(xì)節(jié)進(jìn)行了改進(jìn),改進(jìn)了水平荷載的施加方法,用\"等代層\"來模擬盾尾建筑空隙,用預(yù)設(shè)單元的剛度遷移來模擬盾構(gòu)的推進(jìn)過程。通過對某地鐵隧道盾構(gòu)施工過程的模擬,分析了盾構(gòu)推進(jìn)過程中地表土體的位移與變形,計算得到的隧道橫斷面和隧道縱向地面沉降分布曲線與實測數(shù)據(jù)比較接近,結(jié)果證明了模擬方法是可行的。

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料frp具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕、抗疲勞和便于施工等優(yōu)點使其被應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)的加固,影響其加固特性的主要是frp-混凝土界面剝離破壞,本文通過ls-dyna有限元軟件模擬了frp-混凝土界面破壞,證明混凝土在動荷載作用下,其抗拉強(qiáng)度和斷裂能都明顯增大。

無縫鋼管過盈壓接工藝是近年來發(fā)展起來的一種管道連接技術(shù),具有管道連接施工效率高、接頭防腐性能好等優(yōu)點。壓接過程的應(yīng)力分析對壓接工藝設(shè)備的設(shè)計和了解接頭的連接強(qiáng)度具有重要作用,文章針對d159mm×8mm無縫鋼管,利用彈塑性大變形有限元方法模擬了無縫鋼管過盈壓接工藝的全過程,分析了脹口、退模、壓接過程的應(yīng)力和接頭的連接強(qiáng)度,得到了脹口及壓接所需的軸向推力,給出了壓接殘余應(yīng)力分布和保證接頭強(qiáng)度所需的配合長度,為壓接設(shè)備和接頭的設(shè)計提供了依據(jù)。