某乘用车后保险杠刚度强度仿真与试验研究

乘用车后保险杠在追尾和刮蹭等事故中将对车身产生保护作用,其刚度强度特性至关重要。针对某乘用车改性聚丙烯塑料后保险杠的刚度强度特性进行研究。首先通过试验测量保险杠材料的弯曲弹性模量和塑性应变曲线,然后利用Hyper Mesh创建该保险杠的有限元网格模型。在ABAQUS中完成接触等边界条件和载荷的定义,根据企业试验标准的要求对有限元模型进行刚度和强度的仿真分析,再利用台架试验进行验证,最后对刚度不达标的部位进行了改进设计。结果表明:所建立的有限元模型能较好地预测刚度强度性能;保险杠弹性特性在小变形状态近似为线性,在变形量达到20 mm以上时将呈现出明显的非线性特性;保险杠在大变形及回弹过程中表现出良好的恢复性能并能消耗一定的能量。     

复合材料层合梁的几何非线性分析

用高阶剪切变形理论研究纤维增强复合材料层合梁的几休非一弯曲问题，采用的方法为有限单元法，其非线性控制方程用直接迭代法求解。本文给出了各种边界条件下对称与反对称铺层梁在均布横向载荷下的数值结果，与一阶剪切变形理论相比，给出更精确的挠度，且不需要对剪切刚度项进行约化积分，也不需引入剪切修正因子。     

功能梯度层合板的主共振

以中间层为基体材料、上下层为对称的功能梯度材料组成的层合板为研究对象,根据大挠度理论和薄板变形理论,利用Hamilton原理和Rayleigh-Ritz法推导出了在简谐机械力作用下功能梯度层合薄板的非线性振动方程。利用多尺度法对非线性振动方程进行求解,得到了层合板的幅频响应方程。利用Matlab探讨了不同边界条件下的层合板的主共振问题,通过改变阻尼、机械力等的大小来分析这些因素对主共振的影响。     

钢与混凝土组合楼板的纵向抗剪分析

通过对压型钢板横向及纵向弯曲刚度的简化，将钢与混凝土组合楼板处理为弯曲各向异性楼板。文中采用有限元分析计算，分析了组合楼板在垂直集中荷载下的正应力和纵向剪应力分布，讨论了组合楼板在极限状态下的纵向剪力计算方法。     

VB在材料力学梁弯曲问题计算中的应用

通常情况下材料力学中关于梁弯曲问题的计算过程非常复杂和繁琐,要想通过手算快速、准确地得到理论解是不现实的.该文基于材料力学梁弯曲的叠加原理,对承受多个不同类型载荷作用下变截面梁建立了一种通用力学模型,得出梁任一截面的弯矩方程.通过对弯矩方程的积分,得到梁上任意截面的转角和挠度变形的叠加方程.采用VB技术对材料力学中梁弯曲问题进行计算,开发出一款软件——受多个不同类型载荷作用下的变截面梁弯曲问题力学求解器.通过该软件可实现变截面梁弯曲问题分析,计算过程高效快捷,计算结果准确.     

用样条有限点法求解任意四边形薄板的弯曲问题

通过坐标变换，将ｘｏｙ平面上的任意四边形区域化为εοη平面上的正方形区域，并在一个方向取梁的振型函数，另一方向取样条函数为位移试验函数，应用变分原理，推出了求解具有简支或固定边界条件的任意四边形薄板弯曲问题的基本公式，从而得出一种计算非规划区域薄板的途径。算例证明该法简捷，精度高，可以在微机上运行。     

变截面梁弯曲问题的样条有限元解法

用三次B样条有限元法,讨论了变截面梁的弯曲问题。对刚度(它是长度 X 的连续函数)用一次样条插值函数逼近,得出了挠度函数的基本表达式,推导出了适用于各种边界条件的统一计算格式,并得出了有关的所有系数矩阵,非常便于在计算机上实现。     

夹层板、厚板和薄板分析中的通用等参数有限单元

本文依据Reissner夹层板理论,推导了通用于夹层板、厚板和薄板的四结点等参数板弯曲元。说明了应用平方逼近多项式与高斯积分点的一个关系,采用选择节減积分以“光滑”横向剪应变,可以克服薄板剪切锁定(Shear locking)现象。对几种不同边界条件的夹层板、厚板和薄板的弯曲变形作了数值计算和分析。结果表明,本文导出的通用四结点等参数元是方便而有效的。     

纤维薄板对混凝土构件增强作用的有限元分析

利用纤维材料对混凝土构件进行修补加固以提高承载能力是一种正处在试用阶段的先进增强方法,它在楼房、桥梁的防裂设计、维修和补强方面有广泛的应用前景.本文利用有限元软件,探讨了带缺口的纤维薄板增强混凝土及素混凝土三点弯曲试件缺口端部应力分布,计算出了两种试件的开裂载荷.分析结果表明,纤维薄板对增强混凝土试件的开裂载荷有明显提高.     

平行四边形片簧机构刚度设计

本文把薄板柱面弯曲理论应用到平行四边形片簧机构,导出片簧在承受压力、拉力和有夹板三种情况下的刚度计算公式,并且把它们总结为一个一般的刚度计算公式和导出有限刚度夹板片簧在承受压力条件下的临界力计算公式。最后以表格形式举了一个特殊计算例子。     

车辆抛物线板簧复合刚度数值计算方法

利用传统公式计算多片抛物线板簧复合刚度存在困难,而通过有限元方法计算抛物线板簧复合刚度需要相应的软件辅助以及设计者拥有大量工程经验。为此,提出一种抛物线变刚度板簧复合刚度简单的数值计算方法。首先,以三片式两级变刚度抛物线板簧为分析对象,建立此板簧的简化数学模型。其次,从材料弯曲变形理论出发,推导单片变截面悬臂梁复合刚度一般积分公式,对于多片式主副簧复合形式的抛物线板簧复合刚度,建立基于数值积分形式的刚度计算方法,并利用Matlab编写计算程序。最后,通过台架试验和有限元方法对所提方法进行验证,对有限元计算、台架实验、所提方法计算结果进行对比分析。结果表明:本板簧简化模型可以满足板簧计算精度要求,所提刚度计算方法可以快速准确地计算此板簧的刚度,为变截面抛物线板簧以及其他变截面板簧设计与应用提供参考。     

汽车变速箱圆柱齿轮弯曲疲劳p-S-N曲线测定

利用大小两级载荷,对国产某汽车变速箱倒档圆柱齿轮单齿弯曲疲劳强度进行了试验.通过对试验数据的处理,表明该齿轮单齿弯曲对数疲劳寿命在高低载荷级下均呈正态分布,在高低载荷级下的成活率分别与其弯曲疲劳寿命对数之间存在线性函数关系,以及不同成活率下的p S N曲线和齿轮单齿弯曲疲劳极限.为进一步研究齿轮弯曲疲劳强度提供了基本曲线和数据.     

含孔边双边裂纹的各向异性板反平面问题

首先研究了含孔边裂纹的各向异性材料在反平面剪切载荷作用下的反平面问题,得到了用级数表示的基本解和应力强度因子,之后用边界配置法求解了应力强度因子.通过算例分析表明本方法精度高,运算量小,具有一定的工程应用价值.     

吊杆索力的计算方法与应用研究

由于吊杆长度刚度、边界条件等因素对结构的影响程度不同,可得到频率法测吊杆力在不同假设下的四种计算模型。结合某140 m提篮式系杆拱桥,对四种模型进行了计算分析,与实测的数据进行对比,结果表明,在测试吊杆力时,系杆拱桥特别是短索的测试中必须考虑刚度以及边界条件的影响。     

等参单元在货车转向架强度计算中的应用

推导了八节点六面体等参单元的应变矩阵、刚度矩阵,对该单元的位移解收敛性和畸变敏感性进行了分析。针对转向架强度分析的特点,在MATLAB平台上开发了一套求解位移的有限元程序。该程序通过读取ANSYS软件输出的数据文件中的模型信息,采用八节点六面体等参单元,求出单元刚度矩阵及单元体积力矩阵,组集单元,引入位移边界条件,得到一组以节点位移为未知量的多元线性方程组,求解得到单元节点位移。最后对160 km/h货车转向架侧架的主要载荷进行了位移计算,结果与ANSYS软件计算结果基本吻合。     

加权残数法分析前屈曲变形对正交各向异性层迭圆柱壳屈曲载荷的影响

用加权残数法求解考虑前屈曲变形影响时正交各向异性层迭圆柱壳的屈曲载荷。文中采用满足边界条件的三角级数作为试函数，然后用最小二乘法得到特征方程，求得屈曲载荷，并与差分法的结果作一对比，得到了一些满意的结论。     

考虑多工况刚度和模态灵敏度的全地形车车架轻量化设计

针对某全地形车质量偏大的缺陷,提出一种基于刚度和模态灵敏度的全地形车车架轻量化方法。构建全地形车车架有限元模型并验证仿真模型的精准性;分析车架的弯曲和扭转刚度以及3种典型工况下的强度;采用相对灵敏度方法筛选设计变量,基于弯曲和扭转刚度的仿真分析,以质量最小为目标,1阶模态频率、扭转刚度和弯曲刚度为约束条件,对全地形车车架结构进行轻量化优化;将优化模型与基准模型进行综合对比,采用3种典型工况进行验证。结果表明：在弯曲刚度和扭转刚度分别提高4.9%和9.5%的条件下,车架总质量减少17.39 kg,降幅为7.5%。优化后的车架在水平弯曲、极限扭转和紧急制动3种典型工况下的应力分别降低15.0%、2.6%和8.8%。     

解除方程组中多个变量为一组的线性约束条件的数学处理方法

本文应用线性空间理论，得出了一种处理含有多个变量的强加边界条件的方法．这种方法广泛应用于含有线性约束条件的变分有限元法及其他变分数值解法，其优点在于处理边界条件时不改变原有的系数矩阵．本文通过对这类数值计算问题的解的唯一性及存在性的讨论，表明了解存在且唯一的一个充分条件是原系数矩阵正定．     

弹性复合材料二尺度建模

复合材料是由多相材料混合在一起构成的,由于其微观尺度很小,大尺度上的全局模拟很难实现,所以需要建立宏观的等效模型.本文对两种弹性材料混和而成的复合材料的平面问题建立了宏观模型,即给出了求宏观刚度矩阵的Neumann边界条件.     

套管空间受力问题的计算机仿真分析

本文建立了套管变形的空问有限元力学模型及数学模型，并开发了其空问有限元仿真软件，为分析井下复杂力学系统作用下，套管破坏提供了简捷的手段。空间套管模型上仅受非均匀载荷作用时，其仿真结果与文献[1]中平面问题仿真结果一致，即这种情况下，平面应变问题仅为套管空问问题仿真的一个特例。文中对套管空问问题进行了弯曲、扭转、内外压等组合载荷作用下的仿真分析，为研究套管复杂力学来统作用的玻坏、变形过程提供了具有参考价值的理论指导意义.