应变片尺寸对增量钻孔法标定系数的影响研究

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作者 俞聪 张克明 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第6期123-128,共6页

钻孔法测量残余应力过程中,标定系数是极其重要的一环,其误差直接影响着残余应力测量的结果。对于目前标定系数的求解,有限元模拟是一种主流的方式。首先,通过均匀应力场进行分析,采用有限元计算标定系数,针对应变测量方式对标定系数的... 钻孔法测量残余应力过程中,标定系数是极其重要的一环,其误差直接影响着残余应力测量的结果。对于目前标定系数的求解,有限元模拟是一种主流的方式。首先,通过均匀应力场进行分析,采用有限元计算标定系数,针对应变测量方式对标定系数的影响,分别进行了对应变片钻孔法中应变片的长宽及位置对标定系数的影响的研究,采用单因素分析法研究了每个因素对标定系数的影响。在考虑的应变片长度时,最大误差存在于应变片长度GL=1.2 mm和GL=2.8 mm,a系数最大误差能达到66.48%,最小误差也有21.77%,b系数的误差较小,最大误差为56.29%,最小误差只有7.77%。在考虑的应变片宽度时,GW=1.0 mm和GW=2.0 mm,b系数最大的误差也能达到25.49%,a系数的最小误差为13.83%。通过应变片尺寸对增量钻孔法标定系数的影响研究,可以为增量钻孔法测量残余应力的结果准确性提高一定的参考与指导。 展开更多

关键词 增量钻孔法 校准系数 应变片尺寸 有限元模拟 误差分析

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数字图像相关法的量值溯源方法及计量校准装置

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作者 吴禹 袁静 +2 位作者 王丽芳 薛瑞 唐依文 《重庆大学学报》 北大核心 2025年第8期111-122,共12页

针对当前数字图像相关法存在校准方法缺乏系统性、量值溯源体系不完善的问题,提出一种基于激光干涉测量技术的校准方法,并结合自主设计局部变形测量光路系统实现精准测量。通过有限元数值模拟,系统研究了拉伸荷载下应变板的应力刚化效... 针对当前数字图像相关法存在校准方法缺乏系统性、量值溯源体系不完善的问题,提出一种基于激光干涉测量技术的校准方法,并结合自主设计局部变形测量光路系统实现精准测量。通过有限元数值模拟,系统研究了拉伸荷载下应变板的应力刚化效应。基于理论分析与试验验证,建立了环境温度荷载作用下的应变板热-力耦合变形模型,量化了应变板表面对流换热性能对应变测量结果的影响。通过引入阿贝误差补偿机制,有效抑制了应变板拉伸过程中极微小弯曲变形导致的非线性误差。此外,系统分析了测量过程中各影响量引入的标准不确定度分量及校准装置整体不确定度,并完成了应变校准试验。结果表明,所提出的基于激光干涉原理的数字图像相关法校准装置可将标准应变场的测量不确定度降低至1.9%~0.83%。 展开更多

关键词 数字图像相关法 应变 量值溯源 有限元法 阿贝误差 对流换热

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对CST单元采用半解析法计算灵敏度的误差分析 被引量：2

3

作者 程耿东 韩博平 顾元宪 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1990年第4期393-399,共7页

灵敏度分析是高效率结构优化方法的关键，半解析法是计算状态变量对于形状设 计变量灵敏度的一种有效方法，但对这一近似方法造成的误差还不完全清楚，因此受 到广泛的关注。本丈针对平面三角形常应变单元（ＣＳＴ）组成的结构，讨论了... 灵敏度分析是高效率结构优化方法的关键，半解析法是计算状态变量对于形状设 计变量灵敏度的一种有效方法，但对这一近似方法造成的误差还不完全清楚，因此受 到广泛的关注。本丈针对平面三角形常应变单元（ＣＳＴ）组成的结构，讨论了用半解 析法求得的灵敏度的误差，说明对这类单元误差并不随形状被修改的区域中采用的单 元数增长而增长。 展开更多

关键词 CST单元 半解析法 灵敏度 误差

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B4CP/6063Al板材等应变速率挤压模具优化 被引量：3

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作者 成小乐 袁建才 +3 位作者 尹君 屈银虎 周思君 符寒光 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期37-44,共8页

针对B4CP/6063Al基复合材料伸长率低、塑性变形困难的特点,设计出适用于B4CP/6063Al板材的等应变速率挤压模具。基于热压缩模拟试验结果建立材料的本构方程。利用Deform-3D软件对采用所设计的等应变速率挤压模具和传统挤压模具的挤压过... 针对B4CP/6063Al基复合材料伸长率低、塑性变形困难的特点,设计出适用于B4CP/6063Al板材的等应变速率挤压模具。基于热压缩模拟试验结果建立材料的本构方程。利用Deform-3D软件对采用所设计的等应变速率挤压模具和传统挤压模具的挤压过程分别进行有限元模拟,对比研究了采用两种模具时挤压过程中的坯料应力场、温度场以及坯料流动性。结果表明:采用等应变速率挤压模具较传统挤压模具所需最大拉应力减小了28. 5%,坯料在模具出口处的温度升高了0. 6%,模具出口的金属流速均匀性提高了44%。模拟结果表明,等应变速率挤压模具较传统挤压模具,更利于B4CP/6063Al板材成形。 展开更多

关键词 等应变速率 挤压模具 有限元模拟 B4CP/6063Al板材

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拟协调元的位移函数及节点误差 被引量：3

5

作者 何东升 唐立民 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2002年第2期119-127,共9页

直接从拟协调元的应变关系式出发 ,构造具有明确物理意义的幂级数形式的位移函数 ,从而得出拟协调元的常应变和线性应变系数是唯一确定的 ,它只能收敛到常应变的结论 ;刚性位移项可采用多种构造方法 ,不同的方法得出的节点参数与单元的... 直接从拟协调元的应变关系式出发 ,构造具有明确物理意义的幂级数形式的位移函数 ,从而得出拟协调元的常应变和线性应变系数是唯一确定的 ,它只能收敛到常应变的结论 ;刚性位移项可采用多种构造方法 ,不同的方法得出的节点参数与单元的本身的节点参数存在不同阶次的误差 。 展开更多

关键词 拟协调元 位移函数 误差分析 有限元法 九参三角形板元 节点误差

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基于模态应变能及灵敏度分析白车身模态优化 被引量：15

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作者 胡小舟 林建平 +1 位作者 陈龑 胡巧声 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第9期1415-1418,共4页

白车身优化过程中,由于板件较多,直接使用模态灵敏度分析的分析对象多且计算量大。本文引入模态应变能分析方法,从而减少模态灵敏度分析对象,提高优化效率。基于模态试验验证的有限元模型,选取模态应变能分析的一阶模态振型下的薄弱位置... 白车身优化过程中,由于板件较多,直接使用模态灵敏度分析的分析对象多且计算量大。本文引入模态应变能分析方法,从而减少模态灵敏度分析对象,提高优化效率。基于模态试验验证的有限元模型,选取模态应变能分析的一阶模态振型下的薄弱位置,缩小模态灵敏度分析的板件范围,再根据灵敏度分析结果对板件厚度进行调整,提高白车身一阶模态频率。最终结果表明,优化后一阶模态频率由15.75Hz提高到了16.50 Hz,同时白车身质量未增加,实现了白车身模态性能提升的同时车身不增重。 展开更多

关键词 白车身 模态应变能 灵敏度分析 模态优化

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Cymbal型压电发电装置等效压电常数分析 被引量：4

7

作者 郭帅 郭吉丰 《机电工程》 CAS 2012年第4期443-446,共4页

压电发电工作于低频时所收集的能量与其等效压电常数和等效电压常数的乘积成正比。为了研究Cymbal型压电发电装置的等效压电常数,建立了Cymbal型压电发电装置的三维有限元分析模型,并分析得出了等效压电常数计算公式;详细地分析了Cymba... 压电发电工作于低频时所收集的能量与其等效压电常数和等效电压常数的乘积成正比。为了研究Cymbal型压电发电装置的等效压电常数,建立了Cymbal型压电发电装置的三维有限元分析模型,并分析得出了等效压电常数计算公式;详细地分析了Cymbal型发电装置中金属帽的材料和厚度、金属腔底端直径和顶端直径、金属腔高度、压电陶瓷片厚度等因素对等效压电常数的影响,并给出了等效压电常数的优化准则。试验结果表明,经优化后可获得的等效压电常数大约相当于压电陶瓷本身的60倍。 展开更多

关键词 压电陶瓷 CYMBAL 能量收集 压电常数 有限元计算

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基于SPR的误差评估与回归场函数选择 被引量：1

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作者 邵琪 唐小微 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期234-240,共7页

有限元数值计算方法作为一种近似计算方法现已广泛应用于工程设计和研究中,当面对复杂问题需要获得更细致、更精确解的时候,就必须利用合理的误差评估甄别有限元的解并改进.因此,基于超收敛单元片回归/恢复(SPR)方法,分别采用一阶线性... 有限元数值计算方法作为一种近似计算方法现已广泛应用于工程设计和研究中,当面对复杂问题需要获得更细致、更精确解的时候,就必须利用合理的误差评估甄别有限元的解并改进.因此,基于超收敛单元片回归/恢复(SPR)方法,分别采用一阶线性、双线性和二阶非线性多项式构造回归场函数进行误差评估,通过不同网格划分的算例验证了网格疏密程度与平均相对误差的关系,并将各回归场函数的评估结果与解析解结果进行比较,证明了双线性回归场函数不仅可用于三节点三角形单元,且对于粗糙网格比线性回归场的评估更精准. 展开更多

关键词 有限元法 误差评估 SPR 应力 应变回归场 三角形单元

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低碳合金钢18CrNiMo7-6齿轮弯曲疲劳试验研究与误差分析 被引量：16

9

作者 陈地发 刘怀举 +3 位作者 朱加赞 徐永强 魏沛堂 何海风 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期1-15,共15页

齿轮弯曲疲劳试验是评价齿轮弯曲疲劳性能的重要手段,为保证试验结果的准确性,探究试验过程误差对试验结果的影响。根据GB/T 14230—1993《齿轮弯曲疲劳强度试验方法》中的B试验法以跨五齿对称加载方式制定弯曲疲劳试验方案,进行有限元... 齿轮弯曲疲劳试验是评价齿轮弯曲疲劳性能的重要手段,为保证试验结果的准确性,探究试验过程误差对试验结果的影响。根据GB/T 14230—1993《齿轮弯曲疲劳强度试验方法》中的B试验法以跨五齿对称加载方式制定弯曲疲劳试验方案,进行有限元仿真与电阻应变片测试验证试验方案的正确性,采用升降法开展18CrNiMo7-6喷丸齿轮弯曲疲劳试验,分析齿轮几何精度、装夹误差以及设备加载精度对弯曲疲劳试验结果的影响。结果表明:试验方案计算齿根弯曲应力与有限元仿真以及电阻应变测试的结果最大误差为8.7%,满足工程需求;99%可靠度下18CrNiMo7-6喷丸齿轮弯曲疲劳极限为642 MPa,相比国标中MQ级的500 MPa提高28%,标准设计偏保守。齿轮的几何精度以及试验设备精度对弯曲疲劳试验结果影响较大,考虑误差综合作用对试验结果的影响为2.43%。 展开更多

关键词 齿轮弯曲疲劳试验 应变测试 有限元仿真 误差分析

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基于两级光滑边域混合单元的弹塑性二阶锥规划方法 被引量：3

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作者 刘锋涛 周锡文 +2 位作者 张澄博 戴北冰 莫红艳 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1045-1053,共9页

弹塑性增量分析的数学规划方法是分析岩土工程变形和强度问题的有效途径之一,在处理非光滑屈服面、接触和多屈服面等复杂问题时具有独特的优势。为进一步简化计算和克服体积锁定问题,在广义Hellinger-Reissner(GHR)变分原理的基础上,提... 弹塑性增量分析的数学规划方法是分析岩土工程变形和强度问题的有效途径之一,在处理非光滑屈服面、接触和多屈服面等复杂问题时具有独特的优势。为进一步简化计算和克服体积锁定问题,在广义Hellinger-Reissner(GHR)变分原理的基础上,提出一种新型混合常应力-两级光滑边域的三节点三角形单元,在关联流动法则和Mohr-Coulomb屈服准则条件下,将弹塑性增量问题转化为标准的二阶锥规划问题,并将黏-摩擦接触条件转化为锥约束条件引入到弹塑性增量分析的二阶锥规划问题中,随后采用高效的原对偶内点算法对其进行求解。最后将新方法用于岩土工程中两类经典问题的弹塑性数值分析。结果表明:新方法在计算效率、收敛性和精度方面均优于传统六节点三角形混合单元。 展开更多

关键词 弹塑性增量分析 二阶锥规划 常应力-光滑应变混合单元 两级光滑边域

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基于混合常应力-光滑应变单元的极限分析方法 被引量：7

11

作者 周锡文 刘锋涛 +2 位作者 戴北冰 张澄博 张金鹏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1660-1670,共11页

极限分析是岩土工程稳定性评价的重要方法之一。传统的有限元极限分析方法,采用低阶三角形单元时需要引入速度间断面并采用特殊网格布局,或者采用高阶三角形单元等措施来克服体积锁定问题和提高数值精度。在光滑有限元法(smoothed finit... 极限分析是岩土工程稳定性评价的重要方法之一。传统的有限元极限分析方法,采用低阶三角形单元时需要引入速度间断面并采用特殊网格布局,或者采用高阶三角形单元等措施来克服体积锁定问题和提高数值精度。在光滑有限元法(smoothed finite element method,简称SFEM)的基础上,提出了一种基于新型混合常应力-光滑应变单元的极限分析方法(mixed constant stress-smoothed strain element limit analysis,简称MCSE-LA方法)。在服从关联流动法则和Mohr-Coulomb屈服准则的基础上,MCSE-LA方法最终将数值极限分析转化为以应力和极限荷载乘子为基本未知量的二阶锥规划(second orderconeprogramming,简称SOCP)问题。MCSE-LA方法具有形式简单、优化变量相对较少和无需显式的写出塑性内能耗散函数的优点,并且根据凸锥优化的对偶理论,可以从对偶问题中获得速度场和塑性乘子等信息。此外,还采用基于最大塑性剪应变率的网格自适应加密算法,该算法在塑性区细化网格,显著提高了新数值极限分析方法的计算效率和精度。最后通过边坡稳定分析的结果对比,验证了MCSE-LA方法的计算精度和效率均高于传统的有限元极限分析方法。 展开更多

关键词 数值极限分析 常应力-光滑应变混合单元 二阶锥规划 自适应网格加密

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等应变率基片的有限元分析

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作者 雷冰冰 卢文科 +1 位作者 孙鉴 苏艳娇 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第4期55-61,共7页

为解决基片受力时在z轴方向上的应变率分布不均匀问题,提出一种基片的等应变率几何结构。在研究基片应力应变特性的基础上,采用有限元方法和回归分析方法建立等应变率基片的求解模型,给出改进二分法求解算法。结果表明:长、宽、高分别为... 为解决基片受力时在z轴方向上的应变率分布不均匀问题,提出一种基片的等应变率几何结构。在研究基片应力应变特性的基础上,采用有限元方法和回归分析方法建立等应变率基片的求解模型,给出改进二分法求解算法。结果表明:长、宽、高分别为17.0、3.0、0.5 mm的42.75°Y切X传播石英基片,其一角沿z轴负方向延长4.4127 mm可得到等应变率基片。建立等应变率基片应力应变的有限元仿真模型进行验证,结果显示,基片应变率的不一致幅度和程度被有效消除,解决了应变率在z轴方向分布不均匀问题。 展开更多

关键词 基片 等应变率 有限元方法 改进二分法 回归分析

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