復雜形狀三維薄壁構(gòu)件RTM制造工藝注模過程模擬

隨著船舶功能化程度不斷提高,船體復雜結(jié)構(gòu)件的使用量越來越大,研究復雜結(jié)構(gòu)件的裝配仿真與建模技術(shù)有重要意義。近年來,數(shù)字化設計理念逐漸興起,基于計算機圖形學與仿真分析平臺的結(jié)構(gòu)件裝配仿真技術(shù)成為一項熱門研究方向。本文主要針對船舶大尺寸負載曲面結(jié)構(gòu),利用三維建模軟件catia和云計算模型,對船舶結(jié)構(gòu)件的裝配與三維建模進行研究。本研究有助于提高船舶復雜結(jié)構(gòu)件的加工效率和加工精度。

三維施工現(xiàn)場模擬

隧道施工過程的應力和位移的變化是施工中十分關注的問題,目前對于這一問題數(shù)值模擬分析多基于簡化的平面應變問題進行模擬,由于平面應變問題的特點決定了,采用此種方法無法反映隧道施工過程中的空間力學效應。該文結(jié)合上坡雙連拱隧道,對隧道的施工過程進行了三維數(shù)值模擬,得出一些有益的結(jié)論,這些結(jié)論可以作為理論研究和施工實踐的參考。

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

為了研究泵系統(tǒng)調(diào)閥過程的瞬態(tài)特性和內(nèi)流機理,在一維分析軟件flowmaster中建立了包含管路、閥門和泵在內(nèi)的仿真模型,并以三維簡化閘閥為模型,采用fluent6.2進行計算,對開啟過程的非定常內(nèi)部流動進行數(shù)值模擬研究.采用動網(wǎng)格的方法分析了閥門開啟過程中閥芯運動引起的流場變形.結(jié)果表明:直線特性和對數(shù)特性的調(diào)節(jié)閥都具有快開特性,即流量變化對閥門的相對開度相當敏感,當閥門開度為10%～20%時,水擊壓力迅速下降;而通過內(nèi)部流態(tài)分析可知,在閥門開度較小的工況下,閥后流場紊亂,造成較大的水力損失,使阻力系數(shù)值增加,當閥門開度小于50%時,穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)工況下閥門的阻力系數(shù)值有較大的區(qū)別.由分析可知,研究閥門開啟過程的瞬態(tài)特性,以及建立內(nèi)部流態(tài)模型,都不能完全按照通常的穩(wěn)態(tài)理論進行,尤其對閥門開度較小的工況,應對其進行一定程度的修正,以保證計算結(jié)果的正確性.

復雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)工程通常所采用的二維數(shù)據(jù)信息無法直觀表達工程區(qū)的地形、地質(zhì)情況,建立復雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)的三維模型,可以形象、直觀地了解工程地質(zhì)條件的基礎信息,回避或減少工程設計的風險,提高工程設計的效率與水平,降低工程投資成本,提高工程設計方案的準確性、科學性和前瞻性。以構(gòu)建河口村水庫的三維地質(zhì)模型為例,探討了復雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)三維建模的方法。

鋁合金大型薄壁復雜件鑄造工藝—熔模石膏型

鋁合金大型薄壁復雜件鑄造工藝—熔模石膏型

采用有限元模擬仿真軟件結(jié)合正交實驗方法,對鋁合金汽車座椅骨架低壓鑄造工藝進行數(shù)值模擬,研究了低壓鑄造工藝參數(shù)對鑄件縮松縮孔、充型及凝固規(guī)律的影響。模擬結(jié)果表明,當澆注溫度為720℃、充型加壓速率為920pa/s及模具預熱溫度為380℃時為最佳工藝參數(shù),鑄件縮孔孔隙率最小,且成形質(zhì)量最佳。

斷層破碎帶隧道圍巖穩(wěn)定性差,為了解超前小導管注漿加固圍巖的效果,對隧道的開挖過程進行了三維有限元數(shù)值分析,數(shù)值計算結(jié)果和隧道拱頂下沉量測結(jié)果都證明了所選預加固措施的有效性,保證了斷層破碎帶隧道施工的安全。

冰川槽谷是一種常見的冰川侵蝕地貌.在冰川侵蝕地貌研究中,冰川槽谷占據(jù)著重要地位.與發(fā)育的河流呈蛇曲狀成鮮明對照,發(fā)育的冰川槽谷往往比較寬直.這種比較直的冰川槽谷只是局部地區(qū)的特有現(xiàn)象還是普遍特征?控制冰川槽谷比較直的主因是什么?截至目前,學者暫未對這些科學問題展開研究.本文運用三維有限單元法,建立了冰川侵蝕作用的數(shù)值模型,模擬了冰川槽谷的侵蝕演化過程.數(shù)值模擬結(jié)果顯示:(1)彎曲蜿蜒的冰川在向深部侵蝕形成u形谷的同時還存在側(cè)向侵蝕,迎冰坡的侵蝕速率大于背冰坡的侵蝕速率;(2)坡度越小(大),冰川侵蝕作用強度越小(大);(3)冰流量越小(大),冰川侵蝕作用強度越小(大).冰川在侵蝕過程中,由于迎冰坡的侵蝕速率始終較背冰坡的大,導致冰川谷始終向著更直的形態(tài)發(fā)展.本文的主要結(jié)論是:冰川槽谷的形狀演化主要受冰川自身侵蝕機理的控制,冰川槽谷形態(tài)具有削彎取直的演化趨勢.

結(jié)合我國西部某地下廠房洞室群區(qū)域地形地質(zhì)條件,采用三維非線性有限元法模擬洞室群分級開挖全過程,揭示了圍巖及結(jié)構(gòu)的應力場、位移場及破壞區(qū)分布規(guī)律,探明了圍巖可能的失穩(wěn)部位和失穩(wěn)方式以及主廠房、壓力管道、尾水調(diào)壓室及尾水洞等主要洞室分級開挖過程中的圍巖變位與穩(wěn)定性,為類似工程的設計與施工提供參考。

大水溝隧道是錦屏水電站上線公路的最后一座隧道,最大開挖跨度達16.4m,高跨比僅有0.57,進口段埋深淺且存在偏壓。根據(jù)大跨扁平隧道的受力和變形特點,在施工時采用密排多層小導管注漿超前支護加固圍巖、臺階法開挖并及時進行支護。施工過程的三維數(shù)值模擬結(jié)果及隧道變形監(jiān)測結(jié)果都表明,所采用的施工方案是合理的,保證了施工安全。

廣州市軌道交通六號線潯峰崗至燕塘段東湖車站暗挖段,采用三維空間數(shù)值模擬計算方法對東湖車站管棚超前預支護中洞法施工方案的施工動態(tài)進行數(shù)值模擬計算,以確定施工過程中的安全性及穩(wěn)定性,對現(xiàn)場施工提出建議以指導施工。

研究了雙連拱隧道施工過程中左右洞施工的相互影響、中墻的變形及其控制問題。其方法為將隧道施工工序分為20步;利用ansys程序?qū)λ淼赖膰鷰r、中墻的變形、受力變化過程進行了三維有限元仿真分析,得到了右洞開挖對左洞圍巖位移的影響范圍約為開挖面前后3b(b為單洞開挖跨度,為12m)。右洞施工時,開挖面后方的中墻產(chǎn)生整體向左的偏轉(zhuǎn),墻身中部向左側(cè)鼓出,基部右趾向上抬起。中墻側(cè)的回填有效地抑制了中墻的變形,所以施工時中墻側(cè)必須回填密實。為了控制中墻的變形,兩開挖面間距應小于2.5b～3.0b。

以金麗溫高速公路二期工程里東隧道為工程背景,采用有限元法對溫州端洞口段40m連拱隧道進行了施工全過程三維數(shù)值模擬,得出了地層及地表在施工全過程中的沉降分布規(guī)律與大小,并與1/20的實物相似模型試驗進行對比,提出了連拱隧道施工全過程地層沉降變化規(guī)律與施工中應重點關注的區(qū)域,對實際工程進行直接指導并為同類工程提供參考

廣州市軌道交通6號線潯峰崗至燕塘段東湖車站暗挖段,采用三維空間數(shù)值模擬計算方法對東湖車站管棚超前預支護中洞法施工方案的施工動態(tài)進行數(shù)值模擬計算,以確定施工過程中的安全性及穩(wěn)定性,對現(xiàn)場施工提出建議以指導施工。

為了評估復雜環(huán)境下基坑工程施工的可行性,提出了將工程地質(zhì)的場地整體穩(wěn)定性分析、基坑邊線附近地層穩(wěn)定性分析引入基坑施工過程模擬的分析方法。通過地層分析與三維有限元計算的有機結(jié)合,對復雜環(huán)境基坑工程的施工可行性作出評估。使用上述方法對一個典型工程實例的分析,驗證了地層分析結(jié)合有限元方法的可行性,說明場地穩(wěn)定性分析有助于了解工程場地及其周邊區(qū)域的地層情況。采用與實際情況相同的起伏巖、土層面進行計算,能更真實地模擬基坑支撐體系的實際狀態(tài),為今后復雜周邊環(huán)境、復雜地質(zhì)條件基坑的分析提供了一個新的思路。

運用cfx流動軟件的滑移網(wǎng)格和標準的k-ε湍流模型對工業(yè)中常用的dl型多級沖壓離心泵整級進行了全三維瞬態(tài)流場的數(shù)值模擬,分析泵內(nèi)葉輪與導葉間的動靜干擾問題?；凭W(wǎng)格分別設置在多級離心泵葉輪出口、固定導葉入口與泵內(nèi)流體之間的交互界面,對每個時間步求解流動方程。在任一個葉輪旋轉(zhuǎn)周期內(nèi),分析葉輪入口和出口的總壓值出現(xiàn)脈動信號頻率與葉輪葉片數(shù)的關系。分析了葉輪入口和出口處總壓波動的幅度。該三維非穩(wěn)態(tài)模擬結(jié)果為多級沖壓離心泵的水力優(yōu)化設計提供了依據(jù)。

擠壓模具在鋁型材擠壓生產(chǎn)中起到至關重要的作用,直接影響擠壓產(chǎn)品的質(zhì)量。然而在實際生產(chǎn)中,擠壓模具的設計更多依賴設計師的經(jīng)驗,模具設計質(zhì)量難以保證,需要多次試模和修模。采用基于ale算法的hyperxtrude軟件針對某一復雜薄壁空心型材的擠壓過程進行數(shù)值模擬,分析模具型腔內(nèi)材料的流動規(guī)律及成形機理;根據(jù)初始模具設計的不足,提出在下模開設二級焊合室和增設阻流坎兩種優(yōu)化設計方案,有效地解決了初始模具設計中速度分布不均的問題。在優(yōu)化方案中,型材截面上的溫度分布和應力分布更加均勻,焊縫質(zhì)量相比初始模具設計有較大改善。利用數(shù)值方法可對模具結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,提出的開設二級焊合室和增設阻流坎的模具設計結(jié)構(gòu)可為同類鋁型材擠壓模具設計提供指導。

簡要介紹了ic卡智能水表的功能模塊和設計方案,并通過solidworks軟件對ic卡智能水表進行了三維仿真模擬。

潛水攪拌機是污水處理的專用設備,目前對該攪拌器的檢驗、性能比較、優(yōu)化設計等方面的研究,采用的是試驗的方法,而應用數(shù)值模擬軟件優(yōu)化潛水攪拌的研究很少。應用cfd軟件,利用多重參考系法(mrf),對潛水攪拌機的三維流場進行了數(shù)值模擬計算,分析并研究了潛水攪拌機的流態(tài)特性,計算了湍流狀態(tài)下潛水攪拌機的功率準數(shù),并得到了功率曲線,為潛水攪拌機的實際工程應用提供了參考依據(jù)。