为助力CAE软件国产自主化,聚焦轨道交通行业中列车明线运行遇到的横风问题,以三辆编组高速列车为研究对象,选用三维定常不可压缩雷诺时均N-S方程和标准k-ε湍流模型进行数值模拟,采用INTESIM软件对不同横风工况进行数值模拟,并与相同参数设置条件下的FLUENT软件模拟结果进行对比.结果表明:INTESIM软件计算的车体表面压力分布和列车周围速度分布与FLUENT软件计算结果相吻合,列车表面压力监控点误差不超过10％,验证INTESIM软件对列车明线运行外流场特性问题计算较准确.
为研究高空环境工作条件下充气式减速器的折叠充气展开过程,以美国IRVE-3飞行器为例,建立充气式减速器折叠数值模型,对绑带结构采用膜单元建模,基于控制体积法和LS-DYNA软件进行流-固耦合动力学计算.在动力学分析中分析地面与高空对于展开过程的影响,并进行机理分析.结果表明:所建模型能较好地模拟折叠充气展开过程,并且高空环境对充气式减速器的展开时间、气囊体积与内压变化等关键指标有显著影响.
为减小既有车站下超近接区间隧道施工时引起的沉降,利用MIDAS GTS数值模拟软件,对既有车站下超近接区间隧道开挖支护技术展开研究,对比4种工况下的地表沉降、既有车站沉降和既有车站受力状况.结果表明:将超前管棚支护与超前注浆加固结合时,地表沉降与既有车站沉降分别控制在3.0和6.4 mm,既有结构最大拉应力仅为1.35 MPa,实测数据与模拟结果吻合,可为同类型工程提供参考.
为解决单一隔震支座的隔震结构在地震作用下水平位移超出最大变形限值的问题,以提高隔震率为目标,设计3种隔震支座不同组合布置方式的3种隔震结构,运用SAP2000有限元软件对其进行动力时程分析.结果表明:隔震支座的组合布置可使结构自振周期明显延长;在设防地震下,水平地震影响系数为0.128＜0.4,可降低1度地震作用;在罕遇地震下,层间位移和支座位移均低于规范限值;将铅芯叠层橡胶支座布置于外圈及角部、天然叠层橡胶支座布置于内部的隔震结构隔震率最高.
为解决HyperMesh应用程序与其他系统间的实时数据传输问题,提出一种基于Socket技术的HyperMesh集成方法,先设计总体集成框架,后对客户端和服务端实现核心进行详细论述,最后开发测试系统.结果表明,该集成方法能很好地实现系统间数据的互联互通.
为分析海洋工程结构物在波浪中的运动响应,以用于铺设海底管道的铺管船和托管架为研究对象,阐述大尺度结构物(铺管船)与小尺度结构物(托管架、管道)分别适用的计算理论,采用AQWA软件对铺管船-托管架在不同浪向下的动力特性进行分析.通过频域水动力分析比较铺管船和托管架在规则波与不规则波下的6个自由度的运动,得到铺管船和托管架的运动响应幅值算子(response amplitude operator,RAO),通过时域分析计算铺管船和托管架在实际海况下的波浪载荷时程,为托管架强度分析奠定基础.
鉴于传统塔吊结构建筑信息模型(building information modeling,BIM)存在建模时间长、效率低、移植性差等问题,将塔吊结构拆分为多组构件模型,提出定位点分层建模思想,采用Dynamo软件实现塔吊构件的参数化建模.该参数化建模技术具有较好的移植性,可缩短模型修改时间,极大地提高塔吊结构BIM的建模效率,具有较好的工程应用价值.
为精准获得单螺栓连接结构所需的预紧力,研究工艺参数对拧紧力矩-预紧力关系的影响,基于螺纹轮廓几何表达式,采用Python语言对复合材料螺栓连接结构进行参数化建模,在验证模型准确性的基础上,采用有限元法分析摩擦系数、螺栓公称直径以及螺栓节距等参数对拧紧力矩-预紧力的影响.结果表明:螺栓节距对拧紧力矩-预紧力关系的影响较小;在扭矩为定值时,螺栓公称直径越小预紧力越大,但所能达到的最大设计预紧力也越小;摩擦系数对拧紧力矩-预紧力关系的影响最显著.
为研究某款主流半挂车型的耐久性能,在青藏线上实测关键加速度、位移、应变信号,分析得到该线路中对车辆疲劳寿命影响较大的路段.建立半挂车整车虚拟试验台架,用青藏线实测轴头及鞍座处加速度信号进行虚拟迭代,得到台架驱动信号,导出车身外载荷激励.使用激励信号计算车身及关键位置焊缝的疲劳寿命.结果表明:用实测道路载荷与虚拟试验相结合来分析车辆疲劳寿命的技术路线可行.基于该方案计算得到的半挂车疲劳寿命满足设计需求.
整体结构取消连接件与紧固件,将分段机械连接结构变为一体化结构,是飞机结构实现轻量化和长寿命的重要技术途径.由于缺乏整体结构裂纹扩展规律研究和损伤容限设计方法,整体结构应用受到较大限制.针对该问题,基于Franc3D软件对典型整体结构件开展裂纹扩展规律研究,分别研究不同应力水平下裂纹扩展特征与低应力水平下典型整体结构裂纹扩展规律.研究结果表明,应力大小对裂纹扩展寿命影响显著,控制应力水平是确保结构寿命安全的重要手段;在低应力水平下,整体结构裂纹扩展可以分为3个阶段,第1阶段为缓慢扩展阶段,占全寿命周期的94.85％,裂纹穿过十字交叉区出现2次分叉现象.
1锂离子电池仿真问题简介 锂离子电池是目前被广泛应用的高效能电池之一,一般主要由正极、负极、电解液及隔膜构成.锂离子电池反应是复杂的多步骤、多物理场耦合过程,包括电场、电化学、结构/力、流体、热力学等.该过程需要考虑多个方面: (1)电子的传导:包括电子在集流体和电极界面的传导,多孔电极中的电子传导; (2)离子的输运:包括Li+在电极孔隙/电解液中的传输,Li+通过SEI膜的扩散,Li+在颗粒内部的扩散; (3)电极(电化学)反应:电荷在电解液/电极界面的电化学反应,以及电解液/电极界面形成双电层.
为计算塔式起重机塔身二阶效应引起的二阶水平侧移,结合工程实际情况,用理论推导方式得到近似计算公式,对QTP125型塔式起重机进行现场测验和仿真模拟,验证计算公式的合理性.结果表明:计算公式可以用于快速计算实际工程中塔身静止状态下的二阶侧移,能为塔式起重机结构安全设计提供参考.
为解决机箱振动及噪声引起的机械硬盘读写速度降低的问题,应用Abaqus软件,对某款服务器机箱分别进行模态分析、振动传递函数VTF(vibration transfer function)以及噪声传递函数NTF(noise transfer function)分析,得到机箱的动态特性、机械硬盘的振动加速度频响曲线以及机箱声腔的声压级频响曲线.通过模态贡献量、工作变形等分析手段找出机箱结构振动及结构噪声出现峰值的原因,确认机箱传递路径的优化方案并进行了验证,为研究因机箱振动及噪声引起的机械硬盘读写速度降低的问题提供参考.
以某轻型商用车操纵稳定性为研究对象,基于刚柔耦合模型,利用Adams/car虚拟样机技术,建立整车仿真模型进行仿真分析,与样车操纵稳定性试验相结合,通过仿真分析结果与样车试验结果对标分析,验证整车仿真模型的可靠性,为车辆性能设计提升奠定基础.
为研究不同车身结构对焊接变形的影响,对欧版原型车和产品安全措施(product safety measure,PSM)项目车型的B柱区域同时建立电阻焊有限元焊接模型.应用热弹塑性有限元方法模拟B柱区域的焊接变形量,并进行B柱区域全工序链式仿真,得到整体焊接变形量.结果表明,B柱区域在电阻焊后产生最大0.85 mm的变形,与实际变形量0.90 mm吻合.利用全工序链式仿真获得的整体变形量比各个工序简单累加的结果小,实际应用中效果良好.
为推动CAE技术与数字孪生流域关键技术的深度融合,分析水工建筑物CAE分析计算和数字孪生流域应用的特点,以及数字孪生流域在算据、算法和算力等3个方面的关键技术.得出C AE分析计算具有可获得性、可展示性、结构系统性的特点,以及数字孪生流域建设具有精确性、多维关联性、闭环性的特点,为CAE分析在数字孪生流域建设发展提供参考.
为对排障器的结构静强度、疲劳强度、螺栓连接强度进行全面的安全性评估,根据排障器结构特点,建立排障器结构仿真模型,采用数值计算方法对排障器结构进行静强度、疲劳强度分析.根据排障器与车体的安装方式,提出一种适用于提取排障器螺栓工作载荷的仿真方法,采用VDI 2230对螺栓强度进行校核.结果表明排障器强度满足设计要求.
为解决海洋结构分析CAE软件对外依存度较高的问题,开发一款符合国内船舶与海洋工程行业发展要求的海洋结构分析通用软件——SAM软件.以SAM软件前处理系统为对象,介绍前处理系统中读写接口、核心数据结构、网格划分以及模型显示、人机交互等模块的设计思路,并给出船舶行业中的软件实现案例,表明SAM软件初步满足船舶行业对CAE软件的功能要求.
为提高预制混凝土(precast concrete,PC)装配结构干式节点建模分析速度并简练输出显示分析结果,通过Python语言编制参数化建模和图像数据可视化分析内核脚本,基于Abaqus提供的图形用户界面与内核脚本之间的人机交互原理,创建专用GUI界面插件.结果表明:二次开发的前处理GUI界面可显著提升节点建模的效率;后处理开发能根据用户的不同需求选择特定的数据图像,并以图片的形式便捷呈现.
针对某车型转向油罐在道路耐久试验中发生断裂的问题,聚焦系统的振动疲劳问题,对试验场载荷谱进行加速处理,通过模态频率响应分析,发现油罐存在振动疲劳破坏风险,从提高油罐固有频率的思路提出优化方案.通过仿真与台架试验对比,证明优化方案的有效性和可靠性.
