核岛双闸板闸阀振动特性的数值模拟

介绍了核安全级阀门振动特性计算在动力学分析与核安全评审中的重要作用,阐述了采用有限元分析法进行产品振动特性分析的实用性,讨论了采用三维有限元分析软件进行核安全级阀门振动特性数值模拟的基本思想和过程.同时,根据核岛核安全级平行式双闸板闸阀产品的设计数据建立三维计算模型,用三维有限元计算方法,对阀门装配整体进行计算,处理了接触面并解决了计算量和精度的矛盾,所得阀门前6阶固有频率是阀门抗震计算的重要基础.     

砌石挡土墙稳定性的模型试验及数值模拟

利用数值计算软件对挡土墙稳定性进行数值模拟分析是研究挡土墙在不同荷载作用下响应的重要手段之一。以模型试验中砌石挡土墙的尺寸为基准,采用分析软件ABAQUS建立砌石挡土墙的二维和三维有限元模型。在模型中,背后填土采用Mohr-Coulomb弹塑性本构,同时在挡土墙及背后土体的多个关键位置设置接触,以考虑各部分之间的相互作用。为验证模型的有效性,对某公路挡土墙结构进行拟静态的倾斜试验,以相同的加载条件对有限元模型进行模拟分析。研究结果表明,挡土墙墙面缺乏整体性,同时墙后砾石下沉,最终导致墙体发生坍塌破坏;数值模拟和模型试验结果的对比分析,证明提出的有限元模型模拟挡土墙倾斜过程的合理性;相比于三维模型,二维模型计算过程更加稳定,为后续挡土墙的抗震计算分析奠定了基础。     

三维数字图像相关法的匹配策略和应变场计算

针对在三维数字图像相关法的三维重建过程中存在着两种不同的匹配策略,利用三维仿真散斑图模拟变形,分析研究二者在不同场景下应用的品质。现有的三维应变场计算有直接对三维位移场计算和对位移场投影后再进行计算两种方法,这两种方法存在忽略局部特征、未去除噪声的缺陷。为了得到精度较高的应变场,采用基于最小二乘拟合的微单元体应变计算方法。仿真分析结果表明:利用该计算方法求得的应变场精度明显提高。     

S30408标准椭圆形封头冷冲压塑性变形分布预测

鉴于封头最大塑性变形不能全面反映冷冲压残余影响,有必要对封头塑性变形的整体分布规律展开研究。针对 不同规格封头的冷冲压过程进行数值仿真,运用统计学方法,拟合出塑性变形分布规律的预测公式。通过开展封头冷冲 压成形试验,发现数值模拟和预测公式得出的封头厚度变化和经向塑性应变均能较好地与试验数据相吻合,从而验证了 预测公式的有效性。研究表明：封头等效塑性应变沿轴向的分布规律可用2段开口相反、平滑过渡的抛物线来描述;封 头厚度变化沿轴向的分布规律可用2段斜率不同的直线来表示。建立的封头塑性变形预测方法简洁可靠,可满足工程 实际的预测需求。     

搅拌摩擦焊双轴肩搅拌针产热模型与温度场研究

为了探究双轴肩搅拌摩擦焊接工艺参数对焊接过程中产热的影响,实现工艺优化,在实际焊接过程中,课题组将焊接工艺中的焊接速度和搅拌针旋转速度引入模型,并综合考虑上、下轴肩和搅拌针在焊接稳定阶段与工件不同的接触模型,分析搅拌针的受力状况,建立了搅拌针受力模型;基于受力模型建立了轴肩和搅拌针的产热模型,对该模型进行数值模拟;通过数值模拟的数据与实测数据对比分析,修改工艺参数中的搅拌针旋转速度,分析工艺参数与产热的关系。结果表明：建立的双轴肩搅拌摩擦焊产热模型可以准确预测实际焊接过程中产生的温度;此外,在一定范围内增加搅拌针旋转速度,焊接产生的温度也随之增加并且在焊缝中心温度呈哑铃状分布。     

饱和粘土蠕变特性研究及参数确定

将两种弹 粘弹性模型（Burgers和H 2K模型）的一维蠕变方程，转换成三维状态下的应力 应变 时间关系，分别推导出常应力下两种模型的轴向应变随时间变化的方程。采用分级加载法进行室内长期单轴压缩蠕变试验，结合两种模型三维应力状态的轴向应变表达式，对试验结果进行拟合，得出相应模型的本构参数。试验结果表明：饱和粘土在新增荷载作用下2~3　d变形趋于稳定，Burgers模型和H 2K模型均能较好地模拟饱和粘土的衰减蠕变过程；而H 2K模型能更好地模拟土样在常应力作用下的蠕变特性。     

基于逆向工程技术的牙齿三维模型构建及其应用

利用逆向工程技术与理论,使用逆向软件可以实现对复杂几何模型快速、正确的模型重建,且通过逆向工程技术生成的几何模型可以很好地与有限元CAE分析相结合。介绍了利用逆向工程原理与技术,根据牙齿螺旋CT 扫描图像数据,快速建立牙齿精确三维几何模型的方法,并将牙齿三维CAD模型与有限元CAE分析结合应用。     

基于CFD流场分析的反应釜搅拌器结构改进

承压反应釜在固液混合过程中往往伴随强烈的热传递效应,而密度较低的粉末状固相介质与液体混合的难度相 对较大,投料溶入效果不佳和物料结团漂浮等问题较常见。针对此类反应釜的搅拌不充分等问题,采用CFD技术指导 反应釜内搅拌器结构进行设计和改进,对反应釜内的固液搅拌混合过程进行了三维数值模拟。数值计算采用多重参考 系法( MRF),K-ε湍流模式以及Mixture多相流模型,模拟了反应釜中的流场形态,通过混合过程的两相流计算得到固相 体积分数的分布情况和变化规律,并在此基础上预测了混合时间。结果表明：改进后的搅拌器效果明显增强,该混合过 程的CFD模拟可得到相对准确的流场分布及各项特性参数预测结果,可为该类反应釜搅拌器的设计和优化提供参考     

小功率车载逆变器的热仿真与实验研究

为探究小功率车载逆变器的散热性能,利用CFD软件对车载逆变器建立有限元三维模型,用笛卡尔网格划分系统对重点部位进行网格加密处理,通过在不同工况下的数值仿真计算,得出逆变器整体及各个元器件的发热情况。在数值仿真结果的基础上,设计相关实验,在不同环境温度的工作条件下,对车载逆变器中各个元器件的工作温度进行实验测试。测试表明各个元器件在不同环境温度、外部负载的工况下,工作温度都控制在100 ℃左右,分析实验值与模拟值的误差,其最大误差在3.4%以内。数值仿真计算结果有较高的精确度。     

过载条件下固体发动机药柱结构完整性分析

基于三维线性粘弹性积分本构关系，采用有限元法，对固体火箭发动机的药柱结构在复杂载荷作用下的瞬态响应进行了数值模拟。药柱结构计算分析模型由发动机主要零部件壳体、隔热层和药柱构成，药柱和隔热层采用粘弹性本构模型。分别计算分析了轴向和轴向与横向同时过载条件下药柱结构的应力应变响应，讨论了复杂载荷作用下药柱结构的应力分布、变形特征和局部危险部位。研究工作为药柱结构中各类损伤规律的深入讨论，为固体火箭发动机的设计和结构完整性分析提供一定的参考。     

基于计算一实验综合模型的啮合齿面关键摩擦特性参数反求研究

在齿轮传动动测实验的基础上,引入有限单元法多场耦合分析和反求技术,提出了面向工程的复杂齿轮传动摩擦多性态概念,建立了复杂齿轮传动的“计算一实验综合模型”：利用该综合模型对不同润滑状况下齿面摩擦因数进行了合理的反求,解决了复杂曲面摩擦因数难于求解的问题。     

齿间滑动摩擦对机床增速齿轮传动中大齿轮齿根弯曲疲劳强度的影响

本文作者在对机床增速齿轮传动中大齿轮受力状况作全面分析及研究基础上推导出一组公式,利用该组公式可计算机机床增速齿轮传动中大齿轮在包括齿间滑动摩擦在内的实际载荷作用下的齿根弯曲疵劳应力。     

街道峡谷内机动车排放污染物的数值模拟

针对典型的平顶和坡顶的城市街道峡谷结构，通过求解二维和三维不可压缩N-S方程、湍流模型方程及对流扩散方程，数值模拟了街道峡谷内的流场及机动车排放污染物的对流扩散．结果表明，使用二维和三维数学模型所计算的两边为平顶建筑的街道峡谷内污染物浓度不同；而两边为坡顶和平顶建筑的街道峡谷内的背风面污染物的浓度，在相同的气象条件下，三维数学模型数值模拟结果基本一致。     

三牙轮钻头的计算机仿真模型

本文将牙轮钻头上各牙齿置于易于描述的坐标系下．通过坐标变换方法,实现了各牙齿的空间位置交换．在钻头几何学和运动学的基础上,建立了随钻运动的牙轮钻头的计算机仿真模型。该仿真模型可真实反映牙轮钻头钻进过程中牙轮上各牙齿的形状、大小,钻头上各牙齿的布置及钻头钻进过程中各牙齿间的相互位置关系。该项研究不但是钻头与岩石互作用仿真研究的核心问题之一,也是分析研究牙轮钻头工作行为的基础。     

基于ANSYS的激光焊接温度场数值模拟与实验研究

为了探究钢铝2种金属材料的焊接性能,以B1500HS高强钢和6016铝合金为对象,基于ANSYS平台建立钢／铝激光平板搭接焊的三维有限元模型,进行焊接过程温度场数值模拟,采用热电偶同步测温方法测得焊接热循环曲线。将实测结果与数值模拟结果对比分析,表明吻合度较好。验证了模拟计算的准确性。     

涡轮发动机三维多场耦合数值仿真的数学模型

给出了用于发动机多场耦合数值仿真的统一的数学模型。这一模型由于采用了广义控制体系,在用来求解非定常气、热、弹耦合的变域差分问题时很方便,讨论了统一的数学模型在不同场的演化,分析了多场耦合的4种类型及发动机多种层次的物理模型与数学模型。     

基于正交试验的遥控器双色前壳翘曲变形优化

针对某遥控器前壳在双色注塑成型过程中的翘曲变形对装配质量及产品整体外观的影响,提出了基于正交试验和AMI数值模拟的双色塑件翘曲变形快速优化方法。利用AMI有限元分析软件对遥控器前壳进行双色注射成型数值模拟,采用多因素交互正交试验的方法获得两种材料在不同工艺参数组合下的翘曲变形量,以翘曲变形量最大值最小为研究目标,对试验结果进行极差和方差分析,从而确定不同工艺参数对试验结果影响的重要性,并最终确定了产品翘曲变形最小的最优工艺参数组合。结果表明该优化方法可以快速优化双色塑件在成型过程中的翘曲变形量。     

可视化技术在二维河流数值模拟中的应用研究

可视化技术能够将数据转换为图形或图像直观地显示出来，在河流数值模拟中有着重要的作用．通过对可视化技术在河流数值模拟中的具体应用，并经洪河某河段实例验证，得出以下结论：在平面二维数值模拟过程中，应用可视化技术能够较好地处理计算数据，实现数据的可视化，使分析结果更加形象直观；数值模拟技术与可视化技术结合，可以得到直观生动的实时动画，有助于对模拟可靠度的评价与工程问题分析．     

强吹除雪气固两相流流场数值模拟分析

为研究和分析机场强吹除雪气固两相流流场的压力、速度和雪粒运移规律,依据离散粒子模型建立了强吹除雪气固两相流方程,并采用计算流体力学数值分析方法,对机场强吹除雪的气固两相流流场进行数值模拟分析,得到了气固两相流流场的压力、速度分布曲线和不同时刻下的雪粒分布规律．数值分析结果表明,气固两相流场发展过程迅速,速度分布符合射流理论,湍流强度变化剧烈．数值模拟得到强风强吹除雪的吹雪时间为2．5s．     

基于眼动数据的核电厂数字化主控室操纵员认知负荷量化模型研究

核电厂数字化人机界面改变了主控室操纵员的认知负荷,对核电厂的安全产生影响。文章在认知负荷理论和眼动追踪技术的基础上,利用SGE、GTE、注视点个数和注视时长等四项眼动指标构建了基于眼动数据的核电厂数字化主控室操纵员认知负荷量化模型。在DCS模拟机上对正常工况和事故工况进行模拟实验,实验结束后被试者填写NASA—TLX量表,并计算和收集所需要的眼动数据。对量表得分P_n和四项眼动指标的乘积M进行相关性分析,对量化模型的可行性进行了验证。对P_n和M进行回归分析得出模型指数,并计算P_n与计算值P之间的误差,验证了量化模型的准确性。基于眼动数据的核电厂操纵员认知负荷量化模型的提出,为眼动指标应用于核电厂安全领域提供了理论参考。