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Numerical simulation analysis for deformation deviation and experimental verification for an antenna thin-wall parts considering riveting assembly with finite element method 被引量:8
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作者 PAN Ming-hui TANG Wen-cheng +1 位作者 XING Yan NI Jun 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第1期60-77,共18页
In the process of thin-wall parts assembly for an antenna,the parts assembly deformation deviation is occurring due to the riveting assembly.In view of the riveting assembly deformation problems,it can be analyzed thr... In the process of thin-wall parts assembly for an antenna,the parts assembly deformation deviation is occurring due to the riveting assembly.In view of the riveting assembly deformation problems,it can be analyzed through transient and static simulation.In this work,the theoretical deformation model for riveting assembly is established with round head rivet.The simulation analysis for riveting deformation is carried out with the riveting assembly piece including four rivets,which comparing with the measuring points experiment results of riveting test piece through dealing with the experimental data using the point coordinate transform method and the space line fitting method.Simultaneously,the deformation deviation of the overall thin-wall parts assembly structure is analyzed through finite element simulation;and its results are verified by the measuring experiment for riveting assembly with the deformation deviation of some key points on the thin-wall parts.Through the comparison analysis,it is shown that the simulation results agree well with the experimental results,which proves the correctness and effectiveness of the theoretical analysis,simulation results and the given experiment data processing method.Through the study on the riveting assembly for thin-wall parts,it will provide a theoretical foundation for improving thin-wall parts assembly quality of large antenna in future. 展开更多
关键词 thin-wall parts assembly assembly deformation deviation theoretical deformation model finite element simulation measuring experiment
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Three-dimensional finite element analysis on effects of tunnel construction on nearby pile foundation 被引量:6
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作者 杨敏 孙庆 +1 位作者 李卫超 马亢 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2011年第3期909-916,共8页
A three-dimensional finite element simulation was carried out to investigate the effects of tunnel construction on nearby pile foundation.The displacement controlled model (DCM) was used to simulate the tunneling-indu... A three-dimensional finite element simulation was carried out to investigate the effects of tunnel construction on nearby pile foundation.The displacement controlled model (DCM) was used to simulate the tunneling-induced volume loss effects.The numerical model was verified based on the results of a centrifuge test and a set of parametric studies was implemented based on this model.There is good agreement between the trend of the results of the centrifuge test and the present model.The results of parametric studies show that the tunnelling-induced pile internal force and deformation depend mainly on the pile?tunnel distance,the pile length to tunnel depth ratio and the volume loss.Two different zones are separated by a 45° line projected from the tunnel springline.Within the zone of influence,the pile is subjected to tensile force and large settlement;whereas outside the zone of influence,dragload and small settlement are induced.It is also established that the impact of tunnelling on a pile group is substantially smaller as compared with a single pile in the same location with the rear pile in a group,demonstrating a positive pile group effect. 展开更多
关键词 finite element analysis TUNNELLING pile foundation three-dimensional simulation displacement controlled model
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有限元仿真技术在航天塑性成形领域中的应用
3
作者 肖瑞 刘昊天 +2 位作者 陈海明 毛慧敏 田端阳 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第10期14-23,共10页
系统探讨了有限元仿真技术在航天塑性成形领域的应用,重点分析了塑性成形仿真流程、实际应用案例以及未来发展趋势。针对当前航天领域有限元仿真技术的应用对象停留在材料和工艺理论层面的问题,通过TA15热圆筒、 5A06铝合金蒙皮热压成... 系统探讨了有限元仿真技术在航天塑性成形领域的应用,重点分析了塑性成形仿真流程、实际应用案例以及未来发展趋势。针对当前航天领域有限元仿真技术的应用对象停留在材料和工艺理论层面的问题,通过TA15热圆筒、 5A06铝合金蒙皮热压成形以及TC4钛合金热压/超塑复合成形的实际工程案例,验证了仿真技术在预测应力应变分布和工件几何形状变化方面的有效性。研究结果表明,相比传统物理试验,有限元分析技术能够显著降低试验频率,加快试制流程,降低制造成本,并大幅提升有效数据规模。同时,面向当前国内航天制造产业塑性成形领域数字化发展滞后局面,总结了多尺度仿真技术、工艺全流程协同仿真、仿真数据和流程管理以及工艺设计与制造智能化建设的未来发展趋势,提出了塑性成形技术向数字化、智能化发展的关键技术解决方案。最后,总结了仿真技术在航天塑性成形中的重要性,并对未来研究方向提出了建议。 展开更多
关键词 有限元仿真 航天塑性成形 工程案例 数字化 智能化
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密质骨建模方式对国人第95百分位骨盆生物力学响应的影响
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作者 崔世海 陈威佐 +2 位作者 李海岩 贺丽娟 吕文乐 《医用生物力学》 北大核心 2025年第1期187-193,共7页
目的 构建国人第95百分位具有真实解剖学结构的骨盆有限元模型,探究密质骨建模方式对真实骨盆整体生物力学响应的影响。方法 基于第95百分位男性志愿者骨盆医学影像数据,构建以六面体单元为主的具有真实髋骨密质骨厚度(REA-M)和2 mm均... 目的 构建国人第95百分位具有真实解剖学结构的骨盆有限元模型,探究密质骨建模方式对真实骨盆整体生物力学响应的影响。方法 基于第95百分位男性志愿者骨盆医学影像数据,构建以六面体单元为主的具有真实髋骨密质骨厚度(REA-M)和2 mm均匀密质骨厚度(CON-M)骨盆有限元模型,采用仿真方法重构尸体试验加载工况,通过对比尸体试验结果和仿真结果验证模型的有效性,并探究两种模型在不同工况下的生物力学响应差异。结果 仿真结果表明,两种骨盆模型的整体力学响应与尸体试验结果存在较强相关性,且两种模型之间的力学响应差距多在8%之内,二者的相关性评分差值小于2%。结论 通过重构多个仿真试验验证了本文所建CON-M和REA-M两种骨盆模型的有效性,两种模型的生物力学响应有差异,但力学响应差异较小。从简化模型的角度,可以使用CON-M模型研究骨盆的生物力学响应。 展开更多
关键词 国人第95百分位骨盆有限元模型 高生物仿真度 仿真试验 密质骨厚度 生物力学响应
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基于振动响应的水工结构有限元模型修正研究进展
5
作者 李火坤 唐义员 +1 位作者 柳波 王刚 《水利水电科技进展》 北大核心 2025年第5期70-80,共11页
鉴于准确的有限元模型对于评估和分析水工结构安全性能的重要意义,在深入分析国内外相关研究成果的基础上,从矩阵型和参数型修正的角度,系统综述了基于振动响应的水工结构有限元模型修正方法的发展脉络及最新研究进展,探讨和总结了当前... 鉴于准确的有限元模型对于评估和分析水工结构安全性能的重要意义,在深入分析国内外相关研究成果的基础上,从矩阵型和参数型修正的角度,系统综述了基于振动响应的水工结构有限元模型修正方法的发展脉络及最新研究进展,探讨和总结了当前水工结构有限元模型修正方法的关键问题。指出未来研究可结合人工智能技术,从高效采样策略与高精度代理模型开发、多源信息融合与振动特性精准提取以及面向全生命周期的实时动态模型修正等方面开展研究,以提高基于振动响应的有限元模型修正方法的实用性,为水工结构智能运维提供技术支撑。 展开更多
关键词 水工结构 振动响应 有限元模型修正 参数反演 人工智能
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基于纸张本构模型的瓦楞纸板边压强度仿真分析
6
作者 孙德强 李想 +5 位作者 郝乾崇 马毅 李欣怡 宋雅玲 叶润杰 高雪蒙 《包装工程》 北大核心 2025年第1期155-162,共8页
目的采用LS-DYNA软件中的MAT274纸张本构模型,研究瓦楞纸板边压强度有限元仿真计算问题,并结合理论和试验结果验证模型的可靠性。方法参照瓦楞纸板边压强度测试试验标准,使用ANSYS和LS-PREPOST软件建立与此标准相吻合的瓦楞纸板边压强... 目的采用LS-DYNA软件中的MAT274纸张本构模型,研究瓦楞纸板边压强度有限元仿真计算问题,并结合理论和试验结果验证模型的可靠性。方法参照瓦楞纸板边压强度测试试验标准,使用ANSYS和LS-PREPOST软件建立与此标准相吻合的瓦楞纸板边压强度计算的有限元模型;采用边压强度试验及Li的简化公式和Garbowski的改进经验公式,分别得到瓦楞纸板的边压强度;对相关结果进行对比分析,以验证瓦楞纸板边压强度仿真计算模型的可靠性。结果针对B型、C型2种瓦楞纸板,采用以上方法得到其压缩过程及压缩曲线或边压强度的试验、理论和有限元计算结果。结论试验和仿真得到压缩过程中样品的变形模式和压缩曲线,以及边压强度理论、试验和仿真值结果的吻合性,证明了有限元模型的可靠性。这为瓦楞纸板设计应用提供了重要的参考和指导。 展开更多
关键词 瓦楞纸板 纸张 本构模型 边压强度 有限元仿真
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异形环件轴向/径向顺序轧制成形方法与智能仿真建模研究
7
作者 郭良刚 白文平 +2 位作者 戚大涛 陈洪波 罗雪宝 《精密成形工程》 北大核心 2025年第4期1-9,共9页
目的提出一种异形环件轴向/径向顺序轧制成形新方法,建立该成形过程的智能仿真有限元模型,阐明该过程的热力耦合塑性变形行为。方法以大型风电轴承套圈轧制为研究对象,阐明异形环件轴向/径向顺序轧制成形原理;基于Abaqus/Explicit平台,... 目的提出一种异形环件轴向/径向顺序轧制成形新方法,建立该成形过程的智能仿真有限元模型,阐明该过程的热力耦合塑性变形行为。方法以大型风电轴承套圈轧制为研究对象,阐明异形环件轴向/径向顺序轧制成形原理;基于Abaqus/Explicit平台,建立该成形过程的智能仿真有限元模型。结果异形环件轴向/径向顺序轧制成形新方法先通过轴向锥辊端面轧制使环坯两端聚料,完成初始矩形坯的体积预分配,然后无缝转换到径向异形环件轧制阶段,最终成形复杂截面异形环件,仅需一套轧辊模具和一个火次实现了异形环件的精确成形;提出了异形环件轴向/径向顺序轧制过程轧辊运动控制模型与方法,建立了该过程的智能仿真模型,并进行了工艺试验,验证了模型的预测精度,进而模拟阐明了该过程温度、应变、轧制力等塑性变形行为。结论异形环件轴向/径向顺序轧制新工艺技术可实现大型风电轴承套圈环件的优质、短流程、高效、低成本绿色制造;所建立的智能仿真模型为该成形工艺的优化设计提供了先进的仿真技术平台。 展开更多
关键词 大型风电轴承套圈环件 异形环件 轴向/径向顺序轧制 轧辊运动控制 智能有限元建模仿真
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基于有限元模拟的非金属智能连续管承压力学行为研究
8
作者 张学敏 张雪茹 +2 位作者 李厚补 陈衍华 孙琦尧 《中国塑料》 北大核心 2025年第8期62-68,共7页
采用有限元模拟研究了DN50/PN1.6 MPa非金属智能连续管在内压载荷下的力学行为,并分析了增强层中纤维体积分数、光纤不锈钢铠装层厚度及增强层层数等制造工艺参数对管道各结构层及管内缆线应力的影响。结果表明:DN50/PN1.6 MPa非金属智... 采用有限元模拟研究了DN50/PN1.6 MPa非金属智能连续管在内压载荷下的力学行为,并分析了增强层中纤维体积分数、光纤不锈钢铠装层厚度及增强层层数等制造工艺参数对管道各结构层及管内缆线应力的影响。结果表明:DN50/PN1.6 MPa非金属智能连续管在2.5 MPa内压下(约1.5倍公称压力)管内缆线均处于弹性变形状态,可确保其功能性,正常服役;该结构管道的极限内压约为10 MPa,其失效形式为功能性损伤;在内压载荷下管内各结构层均呈现出螺旋式应力分布,管中缆线则呈现出高、低应力交替式的应力分布;增加增强层纤维体积分数和其层数均可以显著降低不锈钢铠装层及管内缆线在内压载荷下的应力以提高管道内压极限,但是增加不锈钢铠装层厚度对提升管道内压极限的贡献较小。此外,增加纤维体积分数在提高增强层承力的同时会促使其余各结构层处于较低应力水平,而增加不锈钢铠装层厚度及增强层层数则会降低所有结构层应力,其中增强层层数对结构层应力的影响更显著,因此在管道生产制造时应着重考虑增强层纤维体积分数和其层数的设计;针对本管道结构并综合考虑其内压极限和生产经济效益,选用增强层纤维体积分数为70%,增强层层数为4层或6层,不锈钢铠装层厚度为0.25mm的制造工艺参数较适宜。 展开更多
关键词 内压 非金属智能连续管 有限元模拟 功能性损伤
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接地导体机电阻抗均匀腐蚀评估技术
9
作者 黄宴委 陈耀捷 +1 位作者 张皓骏 方舟 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第5期985-990,1065,1066,共8页
针对传统检测方法难以简便地检测并评估接地导线的腐蚀程度问题,提出一种基于机电阻抗技术的接地导体腐蚀程度的评估方法。首先,应用金属电化学腐蚀理论,建立接地导体的半径参数化腐蚀模型;其次,通过对系统机电阻抗以及导体机械导纳的分... 针对传统检测方法难以简便地检测并评估接地导线的腐蚀程度问题,提出一种基于机电阻抗技术的接地导体腐蚀程度的评估方法。首先,应用金属电化学腐蚀理论,建立接地导体的半径参数化腐蚀模型;其次,通过对系统机电阻抗以及导体机械导纳的分析,建立一种共振频率与半径参数的腐蚀模型;然后,利用有限元仿真方法激励获取接地导体共振频率与腐蚀参数信号,并采用最小二乘线性拟合获得腐蚀模型参数;最后,进行了仿真与实验。结果表明:相较于对称传感器布置方式,非对称传感器布置方式下得到的机电阻抗能够更好地反映出腐蚀参数的变化;利用有限元仿真与最小二乘法建立的线性模型能够有效预测接地导体的腐蚀参数;线性模型预测数据非常接近实验数据,表明可以利用线性模型来预测实际接地导体的腐蚀程度。 展开更多
关键词 接地导体 参数化腐蚀模型 机电阻抗 有限元仿真
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可动式四辊弯机对雨刮簧片的工艺优化研究
10
作者 许京荆 刘云鹏 汪鑫 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第8期1-5,共5页
为了降低汽车无骨雨刮器簧片经三辊辊弯成形后的残余应力从而提高其辊弯成形工艺加工质量,为此以三辊辊弯成型方案为基础提出可动式四辊辊弯加工方案。为了防止辅助辊对预期簧片形状造成较大影响,建立可动式四辊辊弯的数学模型探究第四... 为了降低汽车无骨雨刮器簧片经三辊辊弯成形后的残余应力从而提高其辊弯成形工艺加工质量,为此以三辊辊弯成型方案为基础提出可动式四辊辊弯加工方案。为了防止辅助辊对预期簧片形状造成较大影响,建立可动式四辊辊弯的数学模型探究第四辊子(即辅助辊)进给量与簧片成形量之间的关系;同时通过ANSYS Workbench平台搭建可动式辊弯成型过程的有限元模型,探究辅助辊进给量对簧片成形后残余应力的影响,以求通过调节辅助辊进给量,在保持簧片形状不变的情况下降低残余应力。结果表明:辅助辊进给量与主动辊进给量比值大于2时,辅助辊对簧片成形后残余应力基本无影响;当进给量比值k区间为(1.8~1.9)时,辅助辊基本不影响簧片成形几何形状,且残余应力降低量最大可接近30%;当进给量比值小于1.8时尽管残余应力降低比例很大,但是簧片形状同预期变化很大从而导致簧片失效。 展开更多
关键词 四辊辊弯 雨刮簧片 数学模型 有限元仿真 残余应力
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横向冲击下不同孔状和密度仿生结构的抗冲击能力研究
11
作者 周娟 赵宇鹏 +2 位作者 龙思星 张世杰 江旭东 《机电工程》 北大核心 2025年第5期945-954,共10页
针对现代工程应用对轻质高强结构需求的问题,以夏威夷果壳微观结构为研究对象,对其仿生结构进行了理论推导、仿真分析和试验,研究了不同孔状和不同密度的仿生结构在横向冲击下的力学行为和吸能特性。首先,利用微计算机断层扫描技术(micr... 针对现代工程应用对轻质高强结构需求的问题,以夏威夷果壳微观结构为研究对象,对其仿生结构进行了理论推导、仿真分析和试验,研究了不同孔状和不同密度的仿生结构在横向冲击下的力学行为和吸能特性。首先,利用微计算机断层扫描技术(micro-CT)和扫描电子显微镜(SEM)观察了夏威夷果壳显微结构,设计了四种相对密度一致的多孔结构模型及三种相对密度有所差异的仿生截半立方体结构模型;然后,采用热塑性材料熔融沉积成型技术(FDM),制备了仿夏威夷果壳结构模型;最后,采用了有限元模拟和落锤冲击实验的方法,研究了不同孔状和不同密度的仿生结构在横向冲击条件下的抗冲击能力。研究结果表明:在相对密度一致的情况下,三角形多孔结构的比能量吸收和破碎力效率分别比方形多孔结构提高了约60.3%和59%;仿生截半立方体结构的吸能性与相对密度存在一定的正相关性。 展开更多
关键词 夏威夷果壳 微计算机断层扫描 扫描电子显微镜 熔融沉积成型 有限元模拟 抗冲击性能
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基于修正剑桥模型的土体压密注浆机理分析 被引量:1
12
作者 邢海鹏 吴光华 +3 位作者 王格 陈坤洋 李晓龙 张蓓 《郑州大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第4期121-128,共8页
现有压密注浆仿真方法仅能分析注浆后的应力分布,无法获得压密后土体孔隙比、密度等反映注浆挤密效果的参数信息,为此引入修正剑桥模型描述土体力学行为,基于弹塑性有限元理论,建立了一种模拟常密度浆液在土体中压密注浆过程的仿真模型... 现有压密注浆仿真方法仅能分析注浆后的应力分布,无法获得压密后土体孔隙比、密度等反映注浆挤密效果的参数信息,为此引入修正剑桥模型描述土体力学行为,基于弹塑性有限元理论,建立了一种模拟常密度浆液在土体中压密注浆过程的仿真模型,实现了对地层挤密效应更加全面直观的描述。以黏土、粉质黏土等低渗透性土为对象开展了压密注浆仿真分析,与解析解和试验结果的对比显示:不同注浆压力下土体径向应力和孔隙比模拟值与解析解的总体平均相对误差分别为4.04%和0.29%;不同深度条件下土体孔隙比和弹性模量计算值与现场试验结果的平均相对误差分别为5.70%和2.85%,证明了该模型较好的适用性。在此基础上分析了注浆加固后浆柱周围土体密度、孔隙比、弹性模量等参数分布特征,结果表明:注浆深度1.5 m处,注浆压力从0.4 MPa增至1.0 MPa时,距注浆孔中心0.05 m处土体密度、弹性模量和孔隙比近似呈线性变化,平均变化率分别为0.148 g/(cm3·MPa)、0.808和-0.127 MPa-1;注浆压力0.4 MPa时,随着注浆深度增加,距注浆孔中心0.05 m处土体密度和弹性模量的增加率、孔隙比降低率均逐渐下降。总体来看,注浆加固后浆柱周围土体密度、弹性模量有较大提升,孔隙比明显降低,距注浆孔越远土体参数改变量越小,逐渐恢复至初始状态;相同注浆压力条件下,随着注浆深度增大,压密效果逐渐减弱。 展开更多
关键词 压密注浆 修正剑桥模型 数值模拟 有限元 挤密机理
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地球动力学数值模拟算法的应用现状与展望 被引量:2
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作者 魏虹羽 李世超 王伟安 《吉林大学学报(地球科学版)》 北大核心 2025年第1期98-124,共27页
当前,数值模拟技术已成为探究地球动力学过程的重要手段。本文综述了数值模拟在地球动力学研究中的应用现状、主要算法和代码并探讨了发展前景。数值模拟通过对连续方程组进行离散化,并利用数值算法求解,从而高效模拟地质过程,预测地球... 当前,数值模拟技术已成为探究地球动力学过程的重要手段。本文综述了数值模拟在地球动力学研究中的应用现状、主要算法和代码并探讨了发展前景。数值模拟通过对连续方程组进行离散化,并利用数值算法求解,从而高效模拟地质过程,预测地球系统的动态变化。本文系统阐述了有限元法、有限差分法、边界元法和有限体积法等主流数值方法的原理、特点和适用条件;并重点探讨了有限元法在构造应力场和断层动力学模拟中的应用、有限差分法在地震波传播模拟中的应用、边界元法和有限体积法在断层力学和孔隙流体流动模拟中的应用。通过对比分析不同方法的优缺点,揭示了多种数值方法耦合是未来地球动力学数值模拟的重要发展方向;随着高性能计算技术的进步和大数据时代的到来,数值模拟技术将在地球系统科学研究中发挥越来越重要的作用。 展开更多
关键词 数值模拟 地球动力学 地质建模 数值方法 地球系统 有限元法 多物理场耦合模拟
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TA11钛合金本构及铣削表面质量预测研究 被引量:1
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作者 侍中楼 杨湘杰 《精密成形工程》 北大核心 2025年第1期33-42,共10页
目的探明不同铣削参数对TA11钛合金铣削表面质量的影响规律,建立基于铣削参量的表面粗糙度预测模型,实现TA11钛合金铣削表面质量的预测。方法通过TA11钛合金在不同应变速率下的室温拉伸实验,构建TA11钛合金相关的JC本构模型,并基于此建... 目的探明不同铣削参数对TA11钛合金铣削表面质量的影响规律,建立基于铣削参量的表面粗糙度预测模型,实现TA11钛合金铣削表面质量的预测。方法通过TA11钛合金在不同应变速率下的室温拉伸实验,构建TA11钛合金相关的JC本构模型,并基于此建立铣削过程的有限元模型,通过与实验对比验证有限元模拟的准确性;通过正交实验设计结合单因素分析法,阐明不同铣削参数组合下的TA11钛合金表面粗糙度演化规律;最后基于多元线性回归法,建立基于铣削参量的表面粗糙度预测模型。结果分别建立了可真实反映TA11钛合金不同应变速率下应力-应变行为和损伤行为的JC本构模型与损伤模型,预测结果与实验结果吻合度较高;在铣削速度为5300 r/min、每齿进给量为0.04 mm/z、铣削深度为1 mm、铣削宽度为0.2 mm的实验条件下,铣削过程的有限元模拟结果与实验结果误差为11.83%;所建立的粗糙度预测模型拟合程度R2=0.963、显著性水平P<0.001,模型拟合度较高,具有统计学意义。结论所建立的JC本构模型和损伤模型能够较好地描述TA11钛合金在不同应变速率下的变形行为和损伤演化过程,基于此开展的铣削过程有限元模拟可反映铣削参量对TA11钛合金表面粗糙度的影响规律;所建立的表面粗糙度预测模型可为TA11钛合金铣削工艺方案的制订提供一定的工程指导。 展开更多
关键词 TA11钛合金 表面粗糙度 JC本构模型 有限元模拟 正交实验 预测模型
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3D打印陶瓷烧结过程中收缩预测方法研究
15
作者 何振丰 王艺超 +6 位作者 赵吉宾 赵宇辉 王志国 贺晨 于雪华 钟科 郁章敬 《中国陶瓷》 北大核心 2025年第7期78-84,共7页
采用了Skorohod-Olevsky黏性烧结(SOVS)与极限学习机(ELM)神经网络相结合的方式构建了陶瓷3D打印收缩预测模型。首先,建立了烧结模型并使用最小化误差的方法对SOVS模型的烧结参数进行校正,并验证了烧结模型的准确性。其次,根据有限元模... 采用了Skorohod-Olevsky黏性烧结(SOVS)与极限学习机(ELM)神经网络相结合的方式构建了陶瓷3D打印收缩预测模型。首先,建立了烧结模型并使用最小化误差的方法对SOVS模型的烧结参数进行校正,并验证了烧结模型的准确性。其次,根据有限元模型进行仿真计算获取了所需的数据集。最后,使用ELM神经网络对数据集进行训练,得到了收缩预测模型。经验证,该模型预测的结果与有限元数值模拟结果具有很好的吻合度。这些结果表明,有限元与机器学习相结合的方法对精密陶瓷制造方面具有巨大的潜力。 展开更多
关键词 陶瓷 3D打印 SOVS模型 有限元仿真 机器学习
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20Cr2Ni4A合金钢Hansel-Spittel本构模型的建立及应用
16
作者 付胜魁 王伟 +3 位作者 马世博 穆振凯 王宝雨 郭自洋 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第6期195-203,共9页
为准确描述20Cr2Ni4A合金钢的热变形行为,构建其Hansel-Spittel本构模型并实现工程应用,在变形温度为800~1000℃,应变速率为0.001~1 s^(-1)条件下,采用热模拟试验机进行等温压缩试验,基于试验获得真实应力-真实应变数据,构建20Cr2Ni4A... 为准确描述20Cr2Ni4A合金钢的热变形行为,构建其Hansel-Spittel本构模型并实现工程应用,在变形温度为800~1000℃,应变速率为0.001~1 s^(-1)条件下,采用热模拟试验机进行等温压缩试验,基于试验获得真实应力-真实应变数据,构建20Cr2Ni4A合金钢的Hansel-Spittel本构模型,分析模型精度并进行修正,以提高模型预测精度。结果表明修正后模型预测的应力值与试验应力值的相关系数R为0.9811,较修正前提高6.15%,平均绝对相对误差e_(AARE)为5.391%,较修正前降低35.50%。最后采用修正后的本构模型建立材料数据文件,采用Deform-3D软件模拟等温压缩过程,并对比分析数值模拟与等温压缩试验的应力应变数据,以验证模型的可靠性,结果表明,数值模拟的应力值与试验应力值的相关系数R为0.9540,平均绝对相对误差e_(AARE)为5.501%,验证了本构模型的可靠性。 展开更多
关键词 20Cr2Ni4A合金钢 Hansel-Spittel本构模型 模型修正 有限元模拟
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基于纸张本构模型的蜂窝纸板共面压缩仿真研究
17
作者 郝乾崇 孙德强 +5 位作者 马兴元 李想 宋雅玲 李欣怡 叶润杰 马毅 《包装工程》 北大核心 2025年第3期150-157,共8页
目的基于对纸张本构模型的研究,实现蜂窝纸板共面压缩的准确模拟仿真。方法采用LS-DYNA软件MAT_274_PAPER材料模型,构建蜂窝原纸本构模型。通过不同方向上的拉伸试验测得该本构模型所需蜂窝各原纸的材料参数。通过共面压缩试验得到蜂窝... 目的基于对纸张本构模型的研究,实现蜂窝纸板共面压缩的准确模拟仿真。方法采用LS-DYNA软件MAT_274_PAPER材料模型,构建蜂窝原纸本构模型。通过不同方向上的拉伸试验测得该本构模型所需蜂窝各原纸的材料参数。通过共面压缩试验得到蜂窝纸板共面压缩应力-应变曲线及其相应的边压强度值;利用LS-DYNA软件构建蜂窝纸板共面压缩有限元模型,借此得到边压强度仿真值;根据现有关于蜂窝纸板边压强度的计算方法得到边压强度理论值。结果将不同结构参数蜂窝纸板边压强度的理论、仿真和试验值进行比较分析,误差均在5%以内,证明了仿真模型的可靠性。结论所提的基于纸张本构模型的蜂窝纸板共面压缩仿真模型,考虑了纸张材料具体的力学行为,更接近实际情形,仿真结果更准确。 展开更多
关键词 纸张 本构模型 蜂窝纸板 边压强度 有限元仿真
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星载天线热变形游离设计的试验验证与有限元模型修正
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作者 李俊英 吴文志 +2 位作者 任开锋 于坤鹏 张平 《雷达科学与技术》 北大核心 2025年第3期313-316,327,共5页
星载天线在轨热变形对天线电性能有显著影响。因此,为确保星载天线在轨可靠服役,需采取合理热变形控制措施,并对其在轨热变形进行准确预示。星载天线采取了基于游离设计的热变形控制方法,为评估该游离设计的有效性,本文结合其模块化、... 星载天线在轨热变形对天线电性能有显著影响。因此,为确保星载天线在轨可靠服役,需采取合理热变形控制措施,并对其在轨热变形进行准确预示。星载天线采取了基于游离设计的热变形控制方法,为评估该游离设计的有效性,本文结合其模块化、阵列化的特点,以缩减尺寸的天线试验件为对象,利用摄影测量系统,开展了有限工况下的热变形试验。依据试验结果,开展了天线热变形有限元模型修正,并以修正后的模型预示了天线在轨热变形。结果表明,采用游离设计可显著降低天线阵面热变形;基于热变形试验修正的有限元模型可较为准确地预示天线在轨热变形。 展开更多
关键词 星载天线 热变形 游离设计 有限元仿真 摄影测量 模型修正
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有序多孔基互穿相复合材料压缩力学性能的可调控设计
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作者 李建 赵建锋 +4 位作者 田玉玉 吴宗泽 黄西成 张凯 万强 《应用力学学报》 北大核心 2025年第4期839-849,共11页
多孔材料压缩模量和平台应力的可设计性,以及压缩力学性能的可调控性是提升应用性的重难点。有序多孔基互穿相复合材料设计方法是一种可设计和调控复合材料力学性能的有效方法。首先,根据树脂基材压缩特性建立本构方程和获取材料参数,... 多孔材料压缩模量和平台应力的可设计性,以及压缩力学性能的可调控性是提升应用性的重难点。有序多孔基互穿相复合材料设计方法是一种可设计和调控复合材料力学性能的有效方法。首先,根据树脂基材压缩特性建立本构方程和获取材料参数,并植入有限元软件;然后,结合超弹性Ogden模型,对有序Primitive结构骨架及其互穿相复合材料进行有限元仿真,讨论骨架体积分数、填充相聚二甲基硅氧烷的力学性能对复合材料压缩性能的影响;最后分析互穿对有序多孔基互穿相复合材料压缩变形中的影响机制。结果表明:Primitive结构骨架表现出良好的高模量宽应力平台特性,但薄壁弯曲引起了平台的应力下跌现象;互穿有效抑制了骨架薄壁弯曲引起的应力下跌行为,并优化了骨架的应力分布;骨架体积分数和填充相性能的改变可以有效调控复合材料的压缩模量和应力平台的水平。有序多孔基多连续体互穿相复合材料有望解决传统高分子多孔材料压缩模量低、平台应力差异大、应力下跌的问题,指明了压缩模量和平台应力可调控设计的方向,有望促进多孔材料在吸能减振垫层中的应用。 展开更多
关键词 互穿相复合材料 有序多孔结构 黏塑性本构模型 压缩变形 可调控性 有限元模拟
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AISI 4340钢靶大塑性模型及断裂起始模型参数研究
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作者 李祥辉 张兴渝 +4 位作者 胡家豪 刘洋 马伯翰 王永刚 蒋招绣 《兵工学报》 北大核心 2025年第1期299-314,共16页
钢靶侵彻是一种典型的大塑性变形过程,靶材本构与损伤模型的构建是实现有限元模拟的重要前提。针对AISI 4340钢进行不同应力状态、应变率的静动态试验以及多层靶的侵彻试验。为实现钢靶侵彻的有限元模拟,引入能描述材料在大塑性应变阶段... 钢靶侵彻是一种典型的大塑性变形过程,靶材本构与损伤模型的构建是实现有限元模拟的重要前提。针对AISI 4340钢进行不同应力状态、应变率的静动态试验以及多层靶的侵彻试验。为实现钢靶侵彻的有限元模拟,引入能描述材料在大塑性应变阶段(即颈缩后)应力-应变响应的Swift-Voce混合塑性模型,以及同时考虑含应力三轴度、Lode角参数、应变率、温度的拓展Hosford-Coulomb断裂起始模型。在模型参数标定中,基于试验数据和有限元模拟进行塑性模型的参数标定;在构建误差函数以及单纯形法的线性规划算法基础上标定断裂起始模型的参数;通过建立准静态拉伸试验、动态拉伸试验和侵彻试验的有限元模型,对塑性和断裂起始模型参数进行反演验证。研究结果表明:AISI 4340钢表现出明显的应变率强化和热软化效应;新构建的本构与损伤模型能够准确预测钢靶材料的变形与断裂行为,且在侵彻试验模拟中与试验结果较为吻合。 展开更多
关键词 钢靶 力学性能 塑性模型 断裂起始模型 有限元模拟 侵彻
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