一、HEXAHEDRAL ELEMENT REFINEMENT FOR THE PREDICTION- CORRECTION ALE FEM SIMULATION OF 3D BULKINGFORMING PROCESS（论文文献综述）
潘恺[1]（2021）在《带自由液面问题的绝对位置-压力格式粒子有限元方法研究》文中研究表明传统的流体模拟方法主要以欧拉法为主,其中一个很重要的原因是欧拉方法具有处理流体大变形的能力。然而,对于带自由液面的流动以及运动边界问题欧拉法将面临很大的挑战。在基于网格的拉格朗日模型中,网格会随着连续体一起移动,运动过程中边界和界面能够自然地被跟踪和识别。然而,当变形大到一定程度时,网格会极度扭曲,求解精度下降甚至不收敛。因此,传统拉格朗日有限元方法通常只能处理小变形的流动问题。绝对节点坐标（ANCF）单元由于采用了斜率坐标来描述局部方向,这允许使用少量单元来表示复杂的形状,因此最近被应用到流体模拟领域,特别是充液系统自由液面的大变形模拟。此外,采用绝对节点坐标作为主变量使得流体可以自然地与固体有限元程序以及多体系统算法相结合构成一个统一的复杂系统。尽管如此,基于完全拉格朗日描述的绝对节点坐标单元仍受到网格极端变形以及复杂接触边界的限制。粒子有限元方法（PFEM）是一种基于背景网格的粒子方法,它使用更新的拉格朗日描述并通过有限元网格离散求解域。有限元网格的节点可以看作是粒子用来传递流体的动量及其所有物理性质,这些粒子可以自由移动甚至与主体区域分离。因此,本文在绝对节点坐标法的基础上,结合粒子有限元方法高效的网格更新技术来描述带自由液面的流动问题,不仅可以和多体算法相结合,还适用于各类复杂的边界。此外,在算法方面做了相关改进,避免了传统拉格朗日方法因网格畸变而带来的时间步长限制。本文的主要研究内容如下:采用绝对节点坐标法和完全拉格朗日公式建立了不可压缩牛顿流体的二维有限元模型。采用罚函数方法处理流体的近似不可压缩性,同时给出了广义粘性力和惩罚力对应切线刚度矩阵的显式表达式。为了在全局坐标系下建立刚-液系统的统一模型,采用绝对节点坐标参考节点（ANCF-RN）来描述刚性贮箱的运动,并引入拉格朗日乘子施加自由滑移和非穿透约束。为了保证长时间仿真的稳定性,采用Bathe复合积分格式求解液-固系统的动力学方程,并通过相关算例来验证ANCF流体单元的大变形能力。将不同外激励形式下监测点的自由液面位移和压力结果与文献实验数据进行对比验证,并进行相关的收敛性分析,指出采用传统绝对节点坐标单元求解流体问题的实用性及局限性。结合绝对节点坐标思想和传统拉格朗日粒子有限元方法,提出采用线性单元描述的绝对位置-压力格式的粒子有限元方法（AP-PFEM）。根据伽辽金有限元方法推导更新构型下的纳维-斯托克斯方程的等效积分形式,并采用规避inf-sub条件的有限增量微积分法则（FIC）对质量守恒方程进行压力稳定化处理。为了提高求解精度,采用具有高频数值耗散特性和二阶精度的广义-α法进行时间离散并通过“离散-预估-校正”格式求解系统动力学方程。在“离散-预估-校正”模型的基础上,提出一种基于流线积分的“预估-离散-校正”模型,其中预估过程使用显式流线积分来预测流体域的非线性初始迭代构型。这种根据当前背景网格所对应的流线预测模型可以在很大程度上减轻传统拉格朗日模型所面临的时间步长限制问题,尤其是在一个时间步长内可能出现的单元反转情况。此外,采用绝对位置作为运动主变量可以直接对当前网格节点位置进行更新来满足动量守恒方程。接着,在流线积分预测基础上做了进一步改进,考虑不同时刻流线的变化。通过算例验证所提算法在复杂流动以及大时间步长下的稳定性。研究传统采用非滑移边界粒子有限元方法（PFEM）的特点,发现当采用较粗的网格离散求解域时边界的粘滞效应会对整体流场造成很大影响。由于PFEM的拉格朗日特性及网格更新过程,使得自由滑移边界的施加存在困难。因此,借助每一时刻生成的虚拟接触单元来识别真实接触节点,并通过拉格朗日乘子引入自由滑移约束,将绝对位置粒子有限元方法与多体算法相结合,建立统一的拉格朗日耦合系统。为了避免大时间步长下界面节点在大曲率边界上出现偏离,对凹曲面边界情况下边界节点出现的位错提出相应的调整方法。传统拉格朗日方法在求解管道进出口边界和驱动边界问题时需要特殊处理,主要是涉及到流体粒子在运动过程中无法保持进出口的剖面形状。因此,同样借助虚拟接触层的思想施加进出口以及驱动边界条件。通过若干数值算例验证了自由滑移边界在粗网格及较大时间步长下仍具有良好的质量守恒特性,并将压力计算结果与文献数值和实验结果进行对比,证明所提方法的稳定性和准确性。详细讨论和分析了采用自由滑移边界的三维绝对位置粒子有限元方法（3D AP-PFEM）在仿真过程中容易遇到的网格变形问题,并给出相应的解决方案。采用一致法向施加自由滑移约束来消除压力场的非物理振荡以及虚假的速度场。为了避免仿真过程中接触面网格的过度扭曲,并同时保持固体壁面的几何特征,提出一种有效的接触节点识别方法以及接触面网格光滑方法,并对接触面容易出现的凹陷进行修补。此外,通过自由液面网格加密以及液面通量调整对仿真过程中造成的流体质量损失进行修正。本文提出的基于绝对位置-压力格式的粒子有限元模型,以及在此基础上给出的相应改进算法对工程上充液多体系统的模拟提供了一种新的求解思路。
吴北民[2]（2021）在《大型超导磁体复杂结构装配及运行过程中的多场力学问题研究》文中研究说明超导线圈与磁体结构处于强大的电磁力作用下,除了超导材料自身需要足够的力学强度用于克服超高的电磁应力外,还必须通过施加预应力或强大的支撑与约束实现超导磁体的结构稳定性。另外,超导磁体为一复杂的多相、多尺度结构,包括了具有芯丝或层状微结构的复合超导导体、石蜡或环氧树脂绝缘材料、支撑材料与结构等,其设计与制备往往是在室温下加工和装配,而实际的运行环境则是在极低温下（如4.2K）,由此导致的极端条件下的装配力学问题成为新挑战;而运行环境的极低温、高载流、强磁场使得超导磁体往往处于复杂、苛刻的应力环境,加之超导材料应变的敏感性而呈现出的超导电性显着退化等特征,相关的多场行为与力学性能直接关联着磁体结构的安全运行。高场超导磁体设计与研制中的力学问题被公认为超导磁体应用中的瓶颈问题。围绕典型超导磁体组合结构的装配力学问题,以及其多场环境下的力学行为分析与测试,本文开展了较为系统的定量分析与实验研究,发展了新的装配技术,相关方法成功应用于中科院近代物理研究所的第四代超导离子源磁体（FECR）样机设计以及制备中,相关分析与实测结果良好吻合,为大型超导磁体复杂结构的设计分析以及运行测试提供了基本方法与理论指导。（1）围绕超导磁体典型结构——超导螺线管磁体的绕制、降温和励磁过程中多场力学问题,本文首先开展了定量分析和实验研究。分别针对低温超导Nb3Sn单螺线管磁体和Nb Ti组合式超导螺线管磁体,建立了有限元模型,实现了降温和励磁过程中的磁体多场行为分析,数值预测结果与实验吻合良好,验证了方法的可靠性。进一步通过优化分析和实验验证,提出了基于悬臂梁式的组合线圈支撑结构设计,成功解决了5T分体式超导螺线管磁体的装配和力学分析问题。（2）针对异型Nb3Sn复杂超导磁体结构的装配难题,发展了基于Bladder&key的装配新技术,研制了水-气压混合增压系统和加宽型金属压力囊（Bladder）,并通过基础实验验证了其性能的可靠性。进一步发展了针对装配及运行过程多场力学行为的数值模型,开展了结构力-热行为分析,通过考虑不同打压压力、过盈量及摩擦等因素的影响,揭示了预应力对复杂结构装配及运行过程中内部力学特征的调控机制。同时,采用应变片和非接触全场应变的DIC测量等方法,对结构装配过程中的应变进行了测量表征,分析结果与测量结果吻合良好,相关方法及结果为后期线圈结构的装配奠定了坚实的基础。（3）结合第四代超导离子源复杂磁体结构（包括4个螺线管线圈和6个六极线圈）的研制,发展了基于壳体的组合支撑结构和基于Ansys workbench平台的电磁-力-热多场分析模型。在此基础上,开展了磁体样机的结构设计与分析,形成磁体系统完整的装配力学方案以及获得了各个过程的定量结果。相关分析方法有效减少了不同功能和需求的有限元软件之间的数据信息交换带来的繁琐,数值模拟结果可用于确定磁体样机的装配参数条件和力学性能评估,为后续磁体研制提供了理论基础及方法支撑。（4）考虑装配、降温及励磁全过程,针对超导离子源磁体样机假线圈结构的装配及加载过程开展了模拟分析,同时搭建了完备的装配平台,开展了全过程的实验测试。数值预测结果与实验测量结果吻合良好,相关验证了装配力学方法的有效性为超导离子源磁体样机的装配提供了有效的理论和技术指导。（5）完成了超导离子源磁体样机超导线圈的组装、支撑结构垫补等关键装配环节,并实施磁体样机降温、励磁过程的实验测试。相关结果表明:针对样机的装配和运行测试的检测结果与数值预测结果定性上相一致,磁体样机测试结果达到了预期目标,验证了本文关于超导磁体复杂结构从装配、降温和励磁运行全过程分析方法的有效性,基于Bladder&key的装配新技术对于解决第四代超导离子源复杂磁体结构装配可靠有效,对今后大型超导磁体的研制具有的理论和工程指导意义。
熊玮[3]（2021）在《基于激光选区熔融技术的银合金多尺度协同力学优化研究》文中指出银是人类早期就已知并加以利用的贵金属材料之一。在工业领域,银是智能电子、绿色能源（如光伏）和现代通信（如5G）设备的重要材料。在民生领域,其在医疗大健康、可穿戴、首饰行业应用也满足人民对美好生活的向往。2019年全球银年产量31821吨,工业用银需求占52%。中国白银年开采量为全球的十分之一（3443吨）,但仅国内工业用银（3773吨）就已占全球工业用银四分之一,且已超过国内年开采量。作为不可再生且对工业发展与社会民生起重要作用的贵金属材料,银的高效利用和性能优化成为需要迫切研究的课题。银力学强度低而延展性高。优化力学性能是提升材料利用率的重要途径。常规银力学性能优化方法,如固溶强化、加工硬化、热处理,可在一定程度上提高力学强度,但存在进一步高效利用和性能优化瓶颈。采用一种可优化力学性能的精密制造技术,并研究相应精确调控策略是突破瓶颈的重要思路。激光选区熔融技术（SLM）作为一种先进制造技术,已显示其具有力学强化、精密制造和多尺度精确调控优势。多尺度调控实现力学优化也是SLM研究前沿和热点。有别于常见SLM金属,银材料的高导热率对精确调控挑战、高成本对轻量化需求、高延展性对力学优化作用都在SLM研究领域具有代表性。然而,参数调控对银合金在多尺度性能影响机制研究尚属空白。亟待研究针对银合金热力学特性的银合金块体多尺度协同力学强化机制,适用于SLM成形的银合金轻量化技术以及基于银合金力学特性的功能结构多尺度协同力学优化策略。因此,本论文提出基于SLM技术的银合金多尺度协同力学优化研究的课题。以致密块体和复杂结构（晶格结构和负泊松比结构）为研究对象,通过多尺度精确调控,揭示多因素（拓扑结构、工艺和结构参数）对多尺度（微-介-宏观）的影响机制。建立致密块体和复杂结构多尺度协同力学优化策略。在致密块体力学强化研究基础上开展轻量化（晶格结构）和功能化（负泊松比结构）研究。研究中,发现银合金成形过程中独特定向凝固和极高导热率可形成多种独特微观结构,如精细的亚微米级等轴晶。已制备高于常规铸件三倍的高硬度（148.9HV）银合金块体。建立受大角度晶界启发的多尺度协同力学强化机制,实现致密块体材料屈服强度（+145%）和延展性（+28%）同时增强。首次运用T-Splines算法对复杂结构进行宏观尺度拓扑结构设计优化,协同工艺参数和具有精细尺寸的结构参数在微-介观尺度局部和全局调控,实现复杂精密结构高效利用（相对块体,晶格结构减重70%max）和性能优化（高抗压强度（相比对照组+7.8倍）、各向同性（1.06%min）、高负泊松比（-0.51））的多尺度调控目标。
叶堉[4]（2021）在《新型装配式半刚性混凝土梁柱节点抗震性能试验研究与数值模拟》文中研究指明本文设计出了一种基于螺栓连接的预制混凝土半刚性梁柱节点。并对该节点的抗震性能进行了深入研究。具体来说,本研究包括足尺试验和有限元模拟。首先,分别对5.6级和8.8级螺栓连接的预制混凝土半刚性梁柱节点进行足尺试验,详细分析和研究了螺栓强度对于试验节点的抗震性能影响。同时,我们采用了ABAQUS有限元软件进行了数值模拟,并将有限元模拟所得到的结果与试验结果进行了对比分析。在此基础上,我们还进一步研究了螺栓强度和轴压比对于节点抗震性能的影响。除了参数化分析以外,本文还基于有限元模拟对试验节点进行了优化改良。本文提出的螺栓连接预制节点具有优良的抗震性能、良好的装配效率和灾后修复率,可为新型预制混凝土半刚性梁柱节点的开发和利用提供参考。同时,在低周反复荷载的作用下,两组试验节点的滞回曲线均出现明显的“捏缩”现象,导致这种现象的原因是螺栓与螺栓孔洞之间存在相对滑移,这也使得两组节点构件的耗能能力未能充分地发挥。具体的工作内容及结论如下:（1）两组试验节点构件均为梁端弯曲破坏模式,该预制混凝土半刚性梁柱节点是基于八根螺栓进行连接的,同时混凝土柱带有明牛腿,可用于搭接T形混凝土梁,明牛腿的存在解决了螺栓节点安装精度和装配式效率等问题,同时还避免了临时支撑所带来的额外费用。（2）分别对5.6级螺栓和8.8级螺栓连接的预制混凝土半刚性梁柱节点进行了足尺试验,试验结果表明:8.8级的螺栓具有更高的极限承载力、变形能力以及较快的刚度退化速率,其中,8.8级螺栓连接的梁柱节点的极限承载力在5.6级螺栓连接的梁柱节点的基础上提高了17%。（3）在足尺试验研究的基础上,本文采用了有限元软件ABAQUS对不同螺栓强度和不同轴向压缩比的节点构件进行了数值模拟,并针对模拟结果进行了抗震性能对比和深入地分析,模拟结果表明:在螺栓强度方面,8.8级螺栓连接节点的屈服承载力和极限承载力分别比5.6级螺栓连接节点高8%和18%。此外,采用8.8级螺栓连接的节点的初始刚度和耗能性能略高于采用5.6级螺栓连接的节点。在轴压比方面,节点承载力的下降速率随着轴压比的增大越来越快,节点初始刚度随着轴压比的增大越来越大,而节点耗能性能随着轴压比的增大越来越差。（4）由于两组试验节点的梁端翼缘上部都发生了一定程度的混凝土剪切破坏,针对这种情况,在有限元模拟的基础上在梁的翼缘上部添加角钢,以此来有效地减小混凝土的塑性应变,同时还提高了节点的耗能性能。同时,改良节点的螺栓应力分布状态较为理想,这种节点形式的改变能够在一定程度上提高节点的灾后修复效率。图[91]表[12]参[74]
王要武[5]（2021）在《爆破振动作用对隧道初支混凝土喷层的影响研究》文中进行了进一步梳理现今国内的山岭隧道掘进开挖多采用钻爆法,该方法开挖隧道具有经济高效的优点;但开挖过程中附带的爆破振动效应会影响隧道结构及其围岩的稳定性,特别是对于围岩性质较差的隧道。隧道初支混凝土喷层作为紧邻掌子面的支护结构,受爆破振动的影响最大,据此研究分析爆破振动对初支混凝土喷层的影响是亟需且必要的。本文依托于成昆铁路峨眉至米易段扩能工程沈家坝1号隧道,通过理论分析、现场试验和数值模拟等手段,研究了爆破振动作用下隧道初支混凝土喷层的振动响应,以及初支混凝土喷层的振速和应力分布规律;并在初支混凝土喷层爆破振动衰减规律研究的基础上,进一步研究了爆破振动作用下短龄期（6h、12h、24h、48h、72h）初支混凝土损伤规律,据此规律对短龄期初支混凝土喷层与掌子面之间的安全步距,以及短龄期初支混凝土喷层的安全振速阈值进行了定量分析。研究主要内容如下:（1）对沈家坝1号隧道的工程概况、地质水文条件和钻爆施工方案进行了调研。根据调研内容设计爆破振动监测方案,对钻爆施工时初支混凝土喷层的振动响应进行监控量测。使用小波变换方法对爆破振动信号进行时-频分析,得到了爆破振动信号的时频特征。并依据萨道夫斯基经验公式对试验的振速数据进行线性回归分析,得到沈家坝1号隧道爆破振动衰减规律,并拟合出爆破动载作用下初支混凝土喷层振速与药量、爆心距之间的关系曲线,用于指导隧道的钻爆施工。（2）建立了沈家坝1号隧道的有限元数值模型,模拟分析了隧道钻爆施工时初支混凝土喷层的振动响应情况。通过对比分析隧道初支混凝土喷层的拱脚、拱腰、拱顶的振速和应力分布状况,得到了初支混凝土喷层在爆破作用下的振速和应力分布规律;并将初支混凝土喷层的数值振速结果与经验公式拟合振速进行对比,验证了数值模拟的正确性和有效性。（3）设计爆破振动对短龄期初支混凝土影响试验方案。进行试验时,以现场爆破开挖作为试验振源,将试验制作的短龄期初支混凝土试块,放置在距爆心不同距离的测点位置接受爆破动载作用。研究分析爆破作用下初支混凝土试块的纵波波速变化、抗压强度折减与爆心距、混凝土龄期之间的关系,并依据初支混凝土爆破损伤规律分析得到初支混凝土喷层的爆破振速安全阈值。（4）通过对初支混凝土材料模型参数进行修改,得到6h、12h、24h、48h、72h这5个不同短龄期的初支混凝土喷层模型。模拟分析爆破动载作用下不同短龄期初支混凝土喷层的损伤范围,进而得到短龄期初支混凝土喷层和掌子面之间安全步距以及不同短龄期初支混凝土喷层的安全振速阈值。并将数值模拟得到的初支混凝土喷层安全振速和试验得到的初支混凝土的安全振速进行对比分析,优化得到短龄期初支混凝土喷层的安全振速建议值。
孙亚博[6]（2021）在《基于有限元模拟的针织服装穿着压力分析》文中指出作为最常见的一种物理属性,压力存在于服装和人体之间,压力舒适性是影响服装舒适性的重要指标。针织服装因柔软和具有良好弹性常用于贴身穿着,针织服装的压力舒适性对穿着舒适性有显着的影响。针织物的力学性能是评测服装压力舒适性的重要指标。本文基于有限元法,从针织物力学性能入手,提出一种预测针织物力学性能和针织服装穿着压力的数值模拟方法,旨在通过计算机建模这种形式对针织服装压力舒适性进行分析研究。本课题以全成形针织衫截取的纬编针织物为研究对象,纱线为15.6tex精梳棉纱,从线圈结构出发,分析针织物线圈图像,计算几何结构参数,构造线圈中心线曲线,使用Rhinoceros三维建模软件建立针织物线圈三维模型、平面针织物三维模型以及筒状针织物三维模型,将理论计算问题转变为软件应用问题。根据针织物拉伸弹性回复率实验标准,依据万能强力机工作方法分析模型作用方式,基于创建的三维几何模型,通过ABAQUS有限元软件分别建立针织物单胞线圈拉伸有限元模型、平面针织物拉伸有限元模型以及筒状针织物拉伸有限元模型,分别模拟针织物单胞线圈和平面针织物的纵、横向拉伸过程以及筒状针织物纵向拉伸过程,在微观和宏观两个角度分析平面针织物拉伸过程中形态和应力变化,分析筒状针织物拉伸过程;通过针织物拉伸强力测试实验,逐个验证模拟结果有效性,模拟值和实验值差异率在8%以内。最后通过逆向工程方法构建人体模型和无袖针织衫,将针织物拉伸有限元模型和针织服装模型结合,通过赋予服装模型针织线圈力学性质确定其针织衫特性,使用ABAQUS有限元软件模拟人体静止站立状态下针织服装穿着压力,进行实验验证结果理想。
刘鹏伟[7]（2020）在《基于物理模型和数据驱动的金属增材制造数值模拟方法研究》文中研究说明增材制造（Additive Manufacturing,AM）是一种将材料逐渐累加而制造实体零件的技术,这种方法可以解放结构设计桎梏,制造任意复杂几何零件,同时减少材料浪费,降低生产制造成本。因此,增材制造技术已经成为当今最具潜力的革命性工业制造手段。钛、镍合金因其优异的高比强度、良好的抗腐蚀性能和断裂韧性等综合性能,已经被广泛应用于航空航天领域、生物医学领域。随着3D打印技术的发展,关于钛、镍等高性能难加工材料的研究成为了热点,大量专家、学者已经投入到金属3D打印的理论研究中。实验发现钛、镍、铝合金等金属材料在3D打印过程中会产生大量粗化的柱状晶粒,同时伴随着裂纹和孔洞等缺陷。然而,金属增材制造过程中这些微观组织结构和缺陷的形成机制,以及微观组织结构与力学性能的定量关系尚未完全揭示。本文提出了适用于3D打印复杂几何零件计算仿真的三棱柱单元,建立了温度依赖晶粒生长相场模型,并结合基于快速傅里叶变换的晶体塑性理论,开发了用于金属增材制造工艺-结构-性能研究的计算框架,较为系统地分析了钛、镍合金电子束熔融制造中过程工艺参数、微观结构和力学性能之间的关系。最后,本文搭建了一套基于物理模型、数据驱动方法和实验数据的金属增材制造的计算平台,实现了打印过程参数的自动化选择。基于此思路,本文主要开展和完成如下研究内容:（1）提出了一种基于梯度光滑技术的线性六节点三棱柱单元,分析了Ti-6Al-4V合金电子束选区熔融过程中的瞬态温度场分布。研究发现,增大电子束功率,降低打印速度有利于提高最大温度,同时增大熔池的尺寸。随着打印高度的增加,最大温度有所提高,但是变化不大,与此相反,温度梯度却逐渐降低。（2）建立了温度依赖晶粒生长相场模型,分析了钛、镍合金电子束选区熔融制造过程中粗大的柱状晶形成机制,提出几种细化晶粒的方案,并分析柱状晶向等轴晶转化机制。研究发现,在方形件打印中,粗大的<001>β//Nz柱状晶粒占主导地位,而在薄壁件打印中,主要呈现向中心倾斜的柱状晶粒,这种特殊的柱状晶粒的形成是温度梯度和晶体优先生长机制竞争合作的结果。为了促进等轴晶粒的生成,细化晶粒结构,我们分析了线打印和跳点打印方案。研究发现,提高打印速度,增加预热温度,有利于降低温度梯度,增大凝固速率,进而增大溶质过冷,提高异种形核概率,最终促进柱状晶向等轴晶转化。（3）建立了一套研究金属增材制造工艺-结构-性能关系的计算框架,分析了Ti-6Al-4V合金3D打印过程中工艺参数与微观组织结构,微观组织结构与力学性能,以及过程工艺参数与力学性能之间的联系。研究发现,3D打印得到的等轴晶比柱状晶拥有更小的晶粒尺寸和更短的滑移长度,因此,等轴晶表现出更高的屈服强度。粗大的柱状晶粒结构具有明显的各项异性,Nz方向的延伸率明显高于Rx方向的延伸率。（4）搭建了一套基于物理模型、数据驱动方法和实验的适用于金属增材制造的计算平台,简化了现有的物理模型,提高了计算效率,建立了打印过程参数与微观组织结构,以及打印过程参数与力学性能之间的直接关系,对实际制造过程具有重要指导意义。
王海龙[8]（2020）在《6061铝合金超精密金刚石切削表面生成机理研究》文中认为6061铝合金（A16061）属于Al-Mg-Si系合金,具有较好的工艺性、塑性、热稳定性,且重量轻、耐腐蚀,广泛应用于光学照明、通信、医疗设备、汽车、军事和航空航天等领域。目前,超精密金刚石切削表面生成影响因素研究主要涉及加工参数、环境条件、工件材料、刀具几何形状和刀具工件振动等因素,其中材料因素影响的相关研究,包括材料弹塑性、材料各向异性、材料的溶胀、结晶相特性等,其研究成果表明材料特性对超精密切削表面生成的影响不可忽略。然而,对于Al6061材料中结晶相对于超精密切削表面质量影响的研究较少,尤其是结晶相金刚石切削过程中相关的物理性能、弹塑性、损伤特性等参数更是无从参考。本文基于Al6061的结晶相特性探索其超精密金刚石切削表面生成机理,研究一种新的材料本构方程参数获取方法,构建考虑Al6061材料中结晶相（AlFeSi相）影响的Al6061超精密金刚石切削有限元模型,分析AlFeSi相对切削力、切削表面划痕生成与切屑生成的影响,并提出Al6061超精密加工优化方法,减少其表面划痕生成量。本文研究成果对深入揭示Al超精密金刚石切削表面生成机理、获得高质量的光学零件具有重要的理论和应用价值。主要研究工作如下:（1）研究Al6061金刚石切削性能和影响超精密切削表面质量的因素,分析该合金中结晶相的存在对其表面生成、切屑形态和切削力的影响,并通过超精密切削实验发现,Al6061材料中结晶相会在切削表面和切屑表面产生大量的白色结晶相、黑色结晶相、划痕、凹坑等,其中切削表面的划痕和凹坑是影响表面质量的主要因素,其来源于白色结晶相。（2）研究Al6061材料中结晶相的生成机理及粒径分布特性,揭示结晶相特性与切削表面质量的关系。分析Al6061材料的温度-相转换特性,获得结晶相转变与时效温度、时效时间、相转变类型的影响规律,建立不同时效条件下Al6061表面结晶相生成规律。研究发现:结晶相主要包括黑色状结晶相（Mg2Si相）和白色状结晶相（长条状结晶相:β-AlFeSi,块状结晶相:α-AlFeSi）;结晶相粒径分布受时效温度和时效时间影响,且Al6061金刚石切削表面粗糙度的变化规律与粒径大于1μm AlFeSi相颗粒的数量呈线性相关。（3）为构建基于AlFeSi相特性的Al6061超精密金刚石切削有限元模型,研究白色结晶相（AlFeSi相）的物理/热物理特性、弹塑性和损伤特性,利用金属材料性能的计算原理获得AlFeSi相的物理及热物理特性,以及不同温度和不同应变率下的应力-应变曲线,计算分析得出AlFeSi相材料的弹塑性本构方程参数和损伤本构方程参数,并结合AlFeSi相的材料划痕实验及有限元计算,验证获得的AlFeSi相的弹塑性本构方程参数A、B、n、C、m和损伤本构方程参数D1～D5的有效性。（4）基于AlFeSi相特性的Al6061超精密金刚石切削有限元模型研究,分析AlFeSi相对切削力、切屑形态、切削表面划痕生成、切屑与刀具摩擦等性能的影响,并与实验结果对比。研究结果表明,与忽略AlFeSi相影响的有限元模型相比,本文建立的有限元模型计算的切削力均值和实验所测量的切削力吻合效果更好;且AlFeSi相会导致切削力峰值增大和切削力的波动幅度增加,使得切削力的不稳定性增加;AlFeSi相和金刚石前刀面的摩擦系数比基体材料（A16061）和金刚石刀具的更高;切屑与金刚石前刀面摩擦系数变化与AlFeSi相（粒径大于1μm）的数量呈线性相关。（5）研究Al6061超精密切削加工的优化方法,为获取精度水平更高的Al6061超精密切削表面。基于AlFeSi相生成机理与剪切变形的影响因素,设计不同时效参数、切削参数、切削环境温度等参数,进行Al6061超精密金刚石切削实验,分析在不同加工参数条件下,AlFeSi相对Al6061表面划痕生成的影响,给出优化的加工参数。
胡朝斌[9]（2020）在《内弹道精细化建模及其在身管烧蚀磨损研究中的应用》文中进行了进一步梳理火炮身管在高温高压火药燃气作用下的烧蚀磨损不可避免。为了深入研究火炮身管烧蚀磨损,需要对决定身管烧蚀磨损的内弹道载荷做深入研究。精细化的内弹道过程数学模型和高精度的数值求解方法对于内弹道载荷的研究至关重要。但火炮膛内高温高压火药燃气和非线性的弹炮接触碰撞环境使得目前的数学模型和求解方法大都是基于大量简化假设而构建的。为了建立精细化的装药内弹道燃烧过程数学模型和准确可靠的数值求解方法,本文在前人工作的基础上,分别深入研究了考虑弹带挤进过程的弹炮非线性耦合问题、装药内弹道燃烧与弹炮相互作用耦合计算问题、身管瞬态热传导与内弹道过程耦合计算问题以及身管烧蚀磨损数值求解框架构建问题。基于对内弹道过程所涉及的物理化学过程相关关键问题的深入研究,构建了更为精细化的装药内弹道燃烧过程数学模型和数值求解框架,为内弹道研究、装药设计和火炮使用提供了理论和应用支持。具体内容如下:a)弹炮非线性相互作用过程的耦合研究:针对涉及材料损伤失效的固体瞬态接触碰撞问题,分别应用有限元法（FEM）、有限元-光滑粒子流耦合方法（FEM-SPH）以及欧拉-拉格朗日耦合方法（CEL）对涉及材料塑性大变形和损伤失效的固体力学问题做了分析,并对弹丸挤进身管的过程做了模拟研究,分析了不同方法模拟弹丸瞬态挤进过程的效果。该问题的研究为后期内弹道燃烧过程与弹炮机械相互作用过程的耦合计算提供了可靠的非线性结构响应计算方法。b)经典内弹道过程与弹炮机械相互作用过程的耦合计算研究:针对经典内弹道理论中关于弹炮机械相互作用的简化假设,分析了装药内弹道燃烧过程中能量的转化过程,改进了经典内弹道过程能量方程,构建了经典内弹道燃烧过程与弹炮机械相互作用过程的耦合计算模型,并基于耦合计算模型分析了弹炮结构参数对内弹道过程的影响。c)两相流内弹道过程与弹炮机械相互作用过程的耦合计算研究:针对火炮膛内多相反应流场中涉及的高温-高压瞬态效应、弹底处移动边界处理、激波和火焰波等流场强间断现象,构建并验证了Godunov类计算格式与弹炮机械相互作用过程的耦合计算模型。基于耦合计算模型,分析了作用在身管内壁上的分布压力载荷对弹炮相互作用过程和内弹道燃烧过程的影响,计算结果表明膛内分布压力载荷对内弹道过程的影响不可忽视。d)身管瞬态热传导过程与装药内弹道燃烧过程的耦合计算研究:针对内弹道模型中关于火药燃气系统热散失的简化假设,分别改进了经典内弹道模型中的能量转化方程和内弹道多相流模型中的气相能量方程,建立了装药内弹道燃烧过程与身管瞬态热传导过程的实时双向耦合计算模型。基于耦合计算模型和耦合计算方法,分析了不同内弹道模型中热散失与身管瞬态热传导的相互影响。结果表明,两相流模型在内弹道起始阶段和身管坡膛区域的参数分布更符合实际情况。e)身管烧蚀磨损与装药内弹道燃烧耦合计算框架研究:针对不可避免的身管烧蚀磨损现象,分析了身管烧蚀对内弹道过程的影响,提供了在身管不同寿命期保持内弹道性能一致性的方法;基于已构建的精细化的内弹道过程模型和计算框架,提出了火炮身管不同寿命期内弹道性能变化的快速推进求解方法,研究了身管内壁在不同寿命期的退化规律及其对内弹道过程的影响,并分析了射击频率对身管烧蚀磨损的影响,最后定性分析了身管内壁磨损退化的机理。
梁吕捷[10]（2019）在《基于塑性应变映射的大型结构焊接变形仿真方法研究》文中提出焊接制造广泛地应用于飞机、船舶、桥梁和列车等领域中,精确快速地预测大型焊接结构的应力和变形是实现高精高效焊接制造的关键。长期以来,现有大型焊接结构应力和变形预测的主流算法一直面临着精度与效率难以兼顾的国际难题:热-弹-塑性算法精度高,但计算效率很低;固有应变算法效率高,但精度低,且难以适用于复杂结构。针对这一国际难题,本文创建了基于塑性应变映射的复杂结构焊接变形仿真技术路线,系统解决了精确塑性应变求解、映射误差控制、焊接顺序数学建模、夹具与加持力精确仿真等关键理论与技术难题;区别于国际上主流的焊接结构变形算法,研发出了具有完全自主产权的商品化仿真软件,使得在普通PC机上求解千万实体有限单元量级的大型复杂厚板类结构焊接变形问题成为可能。主要内容如下:1)基于准稳态熔池和能量守恒原则,推导了CFD（计算流体力学）-FEM（有限元方法）热源模型,实现了基于物理过程、无需热源校核的高能束焊接焊缝形貌预测;基于顺序耦合推导了热-弹-塑性算法的有限元求解格式,建立了内外嵌套NewtonRaphson迭代的非线性求解策略,降低了有限元计算中一阶四面体单元的数值振荡。以钛合金电子束焊接为例,采用新型热源模型,仿真与实测的熔深熔宽误差在5%以内,并且首次反映了小孔振荡导致的应力振荡,为塑性应变预测提供了准确的计算模型。2)首次从理论上证明塑性应变映射过程中的误差来源,提出了基于塑性应变载荷和载荷力矩双守恒的误差控制准则,创建并实现了基于塑性应变映射的大型结构焊接变形快速求解算法。以热-弹-塑性算法为标准,该算法的变形误差控制在10%以内;与固有应变算法相比,该算法保持了相同的求解效率,并且可以适用于更为复杂的焊接结构。3)通过构造基于焊缝-母材模型的单元激活算法,提出了基于结构实时刚度的焊接顺序精确建模方法;推导了固定边界及边界力求解格式,建立了考虑焊接顺序以及工装夹具的变形算法。以典型船体结构焊接变形为例,验证算法的有效性和准确性,与文献报道的传统壳单元算法相比,本算法与实测值更为吻合,并更具有普适性。4)基于CAE（计算机辅助工程）设计思想和C++开发平台,设计和研发了具有全部自主知识产权的焊接结构有限元分析软件INTEWELD。通过复杂结构来验证分析软件的有效性,以某飞行器中跨度约为1 m的激光焊接结构为例,结果表明仿真变形结果与实测趋势完全一致,最大误差为0.3 mm;以大型导流管焊接结构为例,在普通工作站上实现了在1个小时内对千万级别有限元网格的单次整体变形求解,仿真变形与实测值的误差在10%以内;通过软件实现了对不同焊接工序的变形预测,为工艺优化提供了数字化仿真分析工具。
二、HEXAHEDRAL ELEMENT REFINEMENT FOR THE PREDICTION- CORRECTION ALE FEM SIMULATION OF 3D BULKINGFORMING PROCESS（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、HEXAHEDRAL ELEMENT REFINEMENT FOR THE PREDICTION- CORRECTION ALE FEM SIMULATION OF 3D BULKINGFORMING PROCESS（论文提纲范文）
（1）带自由液面问题的绝对位置-压力格式粒子有限元方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究目的 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究目的 |
| 1.2 绝对节点坐标单元流体模拟概述 |
| 1.3 粒子有限元方法简介 |
| 1.3.1 国内外研究现状 |
| 1.3.2 网格更新-Delaunay三角剖分 |
| 1.3.3 自由液面以及流-固界面识别 |
| 1.3.4 粒子有限元方法与其他数值方法的对比 |
| 1.4 拉格朗日流体边界处理方法概述 |
| 1.4.1 自由滑移边界 |
| 1.4.2 进出口边界及驱动边界 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 二维绝对节点坐标有限元方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 完全拉格朗日描述的不可压缩牛顿流体 |
| 2.3 绝对节点坐标四节点平面单元 |
| 2.4 运动和变形描述 |
| 2.4.1 惯性力和外力虚功 |
| 2.4.2 粘性力虚功 |
| 2.4.3 体积应变能和广义罚力 |
| 2.4.4 动力学方程 |
| 2.5 绝对节点坐标参考节点及约束方程 |
| 2.5.1 绝对节点坐标参考节点(ANCF-RN) |
| 2.5.2 节点约束方程 |
| 2.6 Bathe复合积分法求解动力学方程 |
| 2.6.1 Bathe复合积分法 |
| 2.6.2 广义惩罚力对应雅克比矩阵 |
| 2.6.3 广义粘性力对应雅克比矩阵 |
| 2.7 数值算例 |
| 2.8 绝对节点坐标单元描述流体的局限性 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 绝对位置-压力格式粒子有限元方法及流线积分预测模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 绝对位置-压力格式粒子有限元方法 |
| 3.2.1 运动描述 |
| 3.2.2 纳维-斯托克斯方程 |
| 3.2.3 伽辽金等效积分及其弱形式 |
| 3.2.4 稳定化的质量守恒方程及其弱形式 |
| 3.2.5 有限元空间离散 |
| 3.2.6 时间积分方案及方程求解 |
| 3.2.7 绝对位置-压力格式粒子有限元求解流程 |
| 3.3 显式流线积分预测方法 |
| 3.3.1 显式流线积分 |
| 3.3.2 改进的显式流线积分 |
| 3.4 数值算例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 绝对位置-压力格式粒子有限元方法自由滑移边界及进出口边界处理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 自由滑移边界 |
| 4.2.1 三种流-固边界以及与离散化的关系 |
| 4.2.2 AP-PFEM流-固边界条件处理 |
| 4.2.3 自由滑移边界接触点位置校正 |
| 4.3 进出口边界及驱动边界处理 |
| 4.3.1 进出口边界处理 |
| 4.3.2 驱动边界处理 |
| 4.4 时间积分方案及方程求解 |
| 4.5 数值算例 |
| 4.5.1 自由滑移边界及充液多体系统验证算例 |
| 4.5.2 驱动边界和进出口边界验证算例 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 三维带自由液面流动问题求解 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 一致法向和自由滑移边界条件 |
| 5.2.1 节点一致法向 |
| 5.2.2 特征接触节点判断 |
| 5.2.3 自由滑移约束 |
| 5.3 Sliver单元清除 |
| 5.4 流-固接触界面网格处理 |
| 5.4.1 接触界面网格凹陷修补 |
| 5.4.2 接触界面网格光滑 |
| 5.5 质量保持和修正方法 |
| 5.5.1 自由液面网格细化处理 |
| 5.5.2 全局质量修正 |
| 5.6 数值算例 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A:FIC压力稳定 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（2）大型超导磁体复杂结构装配及运行过程中的多场力学问题研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超导磁体结构及其应用概述 |
| 1.2 相关研究现状与进展 |
| 1.2.1 超导磁体多场行为分析的数值研究 |
| 1.2.2 超导磁体多场性能表征及多场行为实验研究 |
| 1.2.3 大型超导磁体复杂结构装配中的力学行为研究 |
| 1.3 面临的问题与挑战 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第二章 超导螺线管磁体结构装配设计及多场行为研究 |
| 2.1 超导螺线管磁体结构的多场力学行为分析模型 |
| 2.1.1 磁体绕制、降温及励磁过程的力学分析模型 |
| 2.1.2 有限元数值模型 |
| 2.2 单一超导螺线管磁体结构装配与运行过程中的力学行为分析 |
| 2.2.1 磁体结构基本特征及参数 |
| 2.2.2 磁体结构运行环境下的力学行为分析 |
| 2.2.3 实验验证及对比分析 |
| 2.3 组合超导螺线管磁体多场力学行为分析 |
| 2.3.1 磁体结构基本特征及参数 |
| 2.3.2 有限元数值分析与实验测试 |
| 2.3.3 结果与讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于Bladder&key异型超导磁体结构装配新技术及分析 |
| 3.1 基于Bladder&key的新装配系统研制 |
| 3.1.1 气-水压混合增压系统 |
| 3.1.2 Bladder&key的研制及性能测试 |
| 3.2 基于Bladder&Key装配的支撑结构力-热行为分析 |
| 3.2.1 基本方程与模型 |
| 3.2.2 有限元分析模型 |
| 3.2.3 装配及运行过程数值模拟与结果讨论 |
| 3.3 基于Bladder&Key装配的支撑结构实验测试 |
| 3.3.1 应变测量及实验过程 |
| 3.3.2 测试结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 超导离子源磁体样机结构设计及多场行为分析 |
| 4.1 超导离子源FECR磁体结构及参数 |
| 4.2 FECR磁体样机结构设计与系统组成 |
| 4.2.1 超导线圈系统 |
| 4.2.2 支撑结构系统 |
| 4.2.3 样机装配与加载流程 |
| 4.3 FECR磁体样机运行过程中电磁-力-热多场行为分析 |
| 4.3.1 磁体的电磁场分析 |
| 4.3.2 磁体的电磁-力-热行为分析 |
| 4.3.3 结果分析与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 超导离子源磁体样机假线圈装配及加载过程模拟分析与测试 |
| 5.1 超导离子源磁体样机假线圈结构及力-热行为分析 |
| 5.1.1 假线圈结构 |
| 5.1.2 磁体样机假线圈结构力-热行为分析 |
| 5.2 超导离子源磁体样机假线圈结构装配、加卸载过程实验测试 |
| 5.2.1 应变片的布置与粘贴 |
| 5.2.2 装配和加载 |
| 5.2.3 降温和回温过程 |
| 5.2.4 卸载和拆卸过程 |
| 5.3 超导离子源磁体样机假线圈结构测试全过程及模拟分析对比 |
| 5.3.1 接触压力结果对比分析 |
| 5.3.2 支撑结构应变结果及对比分析 |
| 5.3.3 假线圈应力结果及对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 超导离子源磁体样机超导线圈装配及运行测试 |
| 6.1 超导离子源FECR磁体样机超导线圈及结构组装 |
| 6.1.1 超导Nb_3Sn线圈组件 |
| 6.1.2 线圈和其支撑结构组装以及垫补 |
| 6.2 超导离子源磁体样机装配 |
| 6.2.1 径向装配和加载 |
| 6.2.2 轴向装配和加载 |
| 6.3 超导离子源磁体样机降温和运行过程中的测试 |
| 6.3.1 实验准备 |
| 6.3.2 降温过程与实验 |
| 6.3.3 加电励磁过程与实验 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（3）基于激光选区熔融技术的银合金多尺度协同力学优化研究（论文提纲范文）
| 作者简历 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 贵金属及其银合金材料研究与应用现状 |
| 1.2.2 银合金常规加工方法与性能调控研究现状 |
| 1.2.3 基于激光选区熔融技术的性能调控现状 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第二章 样品制备、参数调控、仿真和表征方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 制备设备与材料 |
| 2.3 模型建构及结构参数调控原理与方法 |
| 2.3.1 NURBS模型建构及参数调控原理 |
| 2.3.2 T-Splines模型建构及参数调控原理 |
| 2.3.3 两类建构和结构参数调控方法对比 |
| 2.4 工艺参数调控方法 |
| 2.4.1 工艺参数调控方法及参数设定 |
| 2.4.2 工艺参数调控下单道成形预研 |
| 2.5 仿真原理/方法 |
| 2.5.1 材料热物性仿真原理及方法 |
| 2.5.2 成形过程仿真原理及方法 |
| 2.5.3 结构力学仿真原理及方法 |
| 2.6 样品表征方法 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 工艺参数与银合金致密部件微宏观性能关系研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 工艺参数与致密部件微观结构关系 |
| 3.2.1 不同制备工艺的微结构 |
| 3.2.2 高激光功率的微观结构 |
| 3.2.3 低激光功率的微观结构 |
| 3.3 工艺参数与致密部件介观形貌关系 |
| 3.3.1 工艺参数与熔池形貌 |
| 3.3.2 工艺参数与缺陷形成 |
| 3.3.3 工艺参数与孔隙率 |
| 3.4 工艺参数与致密部件宏观性能关系 |
| 3.4.1 工艺参数与体积密度 |
| 3.4.2 工艺参数与力学性能 |
| 3.4.3 体积密度与力学性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 多尺度协同银合金致密部件力学优化机制研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微观调控对力学性能影响机制 |
| 4.3 宏观调控对力学性能影响机制 |
| 4.4 介观调控对力学性能影响机制 |
| 4.5 致密部件多尺度协同力学强化机制 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 多尺度协同的晶格结构力学优化机制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 宏观拓扑结构设计及参数设定 |
| 5.2.1 拓扑结构设计 |
| 5.2.2 结构参数设定 |
| 5.2.3 工艺参数设定 |
| 5.3 参数调控在微观尺度的影响机制 |
| 5.3.1 参数调控对微区形貌与晶粒结构的影响 |
| 5.3.2 参数调控对微区成形尺寸的影响 |
| 5.4 参数调控在介观尺度的影响机制 |
| 5.4.1 拓扑优化对晶格结构在介观尺度的影响 |
| 5.4.2 结构参数对晶格结构在介观尺度的影响 |
| 5.4.3 工艺参数对晶格结构在介观尺度的影响 |
| 5.5 参数调控对力学性能的影响机制 |
| 5.5.1 拓扑结构对力学性能的影响 |
| 5.5.2 结构参数对力学性能的影响 |
| 5.5.3 工艺参数对力学性能的影响 |
| 5.6 晶格结构多尺度调控对力学性能影响及优化机制 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 多尺度协同的负泊松比结构力学优化研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 负泊松比结构力学优化调控策略 |
| 6.2.1 拓扑结构调控策略 |
| 6.2.2 局部参数调控策略 |
| 6.2.3 全局参数调控策略 |
| 6.3 拓扑结构设计和宏观力学性能优化 |
| 6.3.1 负泊松比拓扑结构设计与优化 |
| 6.3.2 负泊松比拓扑结构的成形分析 |
| 6.3.3 拓扑结构调控对力学性能优化 |
| 6.4 局部参数调控策略下力学性能多尺度协同优化 |
| 6.4.1 局部变工艺参数下微观尺度调控 |
| 6.4.2 局部变工艺参数下介观尺度调控 |
| 6.4.3 局部变参数对宏观力学性能优化 |
| 6.5 全局参数调控策略下力学性能多尺度协同优化 |
| 6.5.1 全局参数调控策略下微观尺度调控 |
| 6.5.2 全局参数调控策略下介观尺度调控 |
| 6.5.3 全局参数调控策略对宏观力学优化 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论与创新点 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（4）新型装配式半刚性混凝土梁柱节点抗震性能试验研究与数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本课题的研究背景 |
| 1.2 预制装配式混凝土结构在国内外的研究现状 |
| 1.3 有限元模拟的研究现状 |
| 1.4 装配式混凝土梁柱节点分类 |
| 1.4.1 湿式连接 |
| 1.4.2 干式连接 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 1.6 本文的创新点 |
| 第二章 装配式半刚性混凝土梁柱节点的试验研究 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 装配式半刚性混凝土梁柱节点设计 |
| 2.2.1 试件选取 |
| 2.2.2 试件设计 |
| 2.3 装配式半刚性混凝土梁柱节点的安装步骤 |
| 2.4 装配式半刚性混凝土梁柱节点的材料性能试验 |
| 2.5 装配式半刚性混凝土梁柱节点的试验设备 |
| 2.6 装配式半刚性混凝土梁柱节点的加载制度 |
| 2.7 装配式半刚性混凝土梁柱节点的试验现象及结果 |
| 2.7.1 PC1 构件 |
| 2.7.2 PC2 构件 |
| 2.8 装配式半刚性混凝土梁柱节点的抗震性能分析 |
| 2.8.1 滞回曲线 |
| 2.8.2 骨架曲线 |
| 2.8.3 割线刚度 |
| 第三章 装配式半刚性混凝土梁柱节点的有限元建模及有限元结果验证 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 装配式半刚性梁柱节点的有限元建模 |
| 3.2.1 有限元模型 |
| 3.2.2 材料本构关系 |
| 3.2.3 单元选择及网格划分 |
| 3.2.4 接触设置 |
| 3.2.5 分析步设置 |
| 3.2.6 边界条件和荷载加载 |
| 3.3 装配式半刚性混凝土梁柱节点的有限元结果验证 |
| 3.3.1 通过滞回曲线进行验证 |
| 3.3.2 通过等效塑性应变(PEEQ)进行验证 |
| 3.3.3 通过混凝土塑性损伤云图(DAMAGET)进行验证 |
| 3.3.4 通过应力云图(MISES)进行验证 |
| 第四章 装配式半刚性混凝土梁柱节点的有限元分析 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 螺栓强度等级(FEM1 和 FEM2) |
| 4.2.1 滞回曲线 |
| 4.2.2 骨架曲线 |
| 4.2.3 割线刚度 |
| 4.2.4 滞回耗能 |
| 4.3 轴向压缩比(FEM1 和 FEM3-5) |
| 4.3.1 骨架曲线 |
| 4.3.2 割线刚度 |
| 4.3.3 滞回耗能 |
| 4.4 试验节点 FEM1 与现浇节点 (FEM6)对比 |
| 4.4.1 滞回曲线 |
| 4.4.2 骨架曲线 |
| 4.4.3 割线刚度 |
| 4.4.4 耗能能力 |
| 4.4.5 混凝土塑性损伤模型 |
| 4.5 装配式半刚性梁柱节点的优化改良(FEM7) |
| 4.5.1 节点设计 |
| 4.5.2 改良节点的有限元云图 |
| 4.5.3 滞回耗能 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 本文结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（5）爆破振动作用对隧道初支混凝土喷层的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和问题 |
| 1.1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.2 研究问题提出 |
| 1.2 国内外研究的现状 |
| 1.2.1 喷射混凝土支护技术发展 |
| 1.2.2 爆破振动衰减规律的研究 |
| 1.2.3 爆破振动对隧道结构影响的研究 |
| 1.2.4 隧道爆破振动安全判据研究 |
| 1.3 研究的内容和方法 |
| 1.3.1 研究的主要内容 |
| 1.3.2 研究的方法和技术路线 |
| 第2章 爆破振动理论及其影响分析 |
| 2.1 岩石爆破及爆破应力波的产生 |
| 2.1.1 岩石爆破破碎理论 |
| 2.1.2 爆破应力波及其传播理论 |
| 2.2 爆破应力波对初支混凝土喷层影响理论 |
| 2.2.1 初支混凝土喷层的力学作用 |
| 2.2.2 爆破应力波对初支混凝土喷层的影响 |
| 2.3 爆破应力波的影响因素 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 沈家坝1 号隧道爆破振动监测试验与分析 |
| 3.1 工程概况 |
| 3.1.1 地质条件 |
| 3.1.2 水文条件 |
| 3.2 沈家坝1 号隧道钻爆施工方案 |
| 3.3 爆破振动试验监测方案 |
| 3.3.1 爆破振动监测仪器及简介 |
| 3.3.2 试验方法及测点布置 |
| 3.4 爆破振动信号时-频分析及降噪处理 |
| 3.5 振动试验数据回归分析 |
| 3.5.1 数据回归分析方法 |
| 3.5.2 初支混凝土喷层爆破振动衰减规律 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 爆破引起初支混凝土喷层振动响应数值模拟 |
| 4.1 ANSYS/LS-DYNA数值软件 |
| 4.2 隧道钻爆施工数值模型分析 |
| 4.2.1 单元类型选择 |
| 4.2.2 材料模型 |
| 4.2.3 时间步长控制 |
| 4.2.4 无反射边界条件 |
| 4.2.5 算法选择 |
| 4.3 模型建立及材料参数选取 |
| 4.4 钻爆施工对初支混凝土喷层影响结果分析 |
| 4.4.1 初支混凝土喷层振速分析 |
| 4.4.2 数值法与经验公式法对比 |
| 4.4.3 初支混凝土喷层应力分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 爆破对短龄期初支混凝土影响试验研究 |
| 5.1 爆破振动对短龄期初支混凝土影响机理 |
| 5.2 超声法检测混凝土缺陷原理 |
| 5.3 短龄期初支混凝土爆破振动试验方案 |
| 5.3.1 试验方案设计 |
| 5.3.2 测点布置 |
| 5.3.3 试件的制备 |
| 5.3.4 试件超声测损 |
| 5.4 初支混凝土损伤检测与结果分析 |
| 5.4.1 结合爆破振动试验试件损伤规律分析 |
| 5.4.2 试件抗压强度测试及结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 爆破对短龄期初支混凝土喷层影响数值分析 |
| 6.1 模型和材料参数 |
| 6.1.1 模型修改 |
| 6.1.2 材料参数修改 |
| 6.2 爆破动载对短龄期初支混凝土喷层影响数值结果分析 |
| 6.2.1 爆破应力波对短龄期初支混凝土喷层的影响 |
| 6.2.2 短龄期初支混凝土喷层质点安全振速阈值分析 |
| 6.3 预防钻爆施工导致隧道初支混凝土喷层破坏措施 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（6）基于有限元模拟的针织服装穿着压力分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 压力舒适性研究现状 |
| 1.2.1 服装舒适性 |
| 1.2.2 压力舒适性 |
| 1.2.3 有限元方法对织物力学性能的研究 |
| 1.3 课题研究内容及意义 |
| 1.3.1 课题研究意义 |
| 1.3.2 课题研究内容 |
| 第二章 针织物三维物理模型构建 |
| 2.1 针织线圈理论基础 |
| 2.2 单胞模型建立 |
| 2.2.1 线圈结构几何参数获取 |
| 2.2.2 线圈单胞模型建立 |
| 2.3 针织物模型构建 |
| 2.3.1 平面针织物模型构建 |
| 2.3.2 筒状针织物模型构建 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 针织物模型拉伸力学性能有限元分析 |
| 3.1 有限元分析理论基础 |
| 3.1.1 有限元分析方法及应用 |
| 3.1.2 ABAQUS有限元分析软件 |
| 3.2 织物拉伸计算流程 |
| 3.3 纱线材料属性获取 |
| 3.3.1 纱线拉伸实验 |
| 3.3.2 实验结果及处理 |
| 3.4 针织物线圈单胞模型织物拉伸力学性能有限元分析 |
| 3.4.1 单胞模型织物拉伸环境创建 |
| 3.4.2 单胞模型织物拉伸有限元结果分析 |
| 3.5 平面针织物拉伸力学性能有限元模拟 |
| 3.6 筒状针织物拉伸力学性能有限元模拟 |
| 3.7 实验验证及结果分析 |
| 3.7.1 针织物拉伸实验 |
| 3.7.2 模拟与实验结果对比 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 针织服装的试穿有限元模拟 |
| 4.1 人体及服装实体模型构建 |
| 4.2 服装模型构建 |
| 4.2.1 服装实体模型构建 |
| 4.2.2 服装材料属性确定 |
| 4.3 服装试穿有限元模型构建 |
| 4.3.1 无袖针织衫试穿有限元模型构建 |
| 4.3.2 针织袖套试穿有限元模型构建 |
| 4.4 结果与验证 |
| 4.4.1 模拟结果分析 |
| 4.4.2 手臂试穿模型结果分析 |
| 4.4.3 模拟结果验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 研究工作总结 |
| 5.2 课题不足与展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参与科研情况 |
| 致谢 |
（7）基于物理模型和数据驱动的金属增材制造数值模拟方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 新材料技术与钛、镍合金 |
| 1.3 金属增材制造技术的现状和问题 |
| 1.3.1 金属增材制造技术 |
| 1.3.2 金属增材制造实验研究及问题 |
| 1.3.3 增材制造数值模拟方法研究进展 |
| 1.4 本文的研究目的和主要研究内容 |
| 第2章 金属增材制造宏观温度场数值模拟研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 金属增材制造数学-物理模型 |
| 2.2.1 电子束选区熔融模型和假设 |
| 2.2.2 能量守恒——热传导方程 |
| 2.2.3 热源模型选择 |
| 2.2.4 初始边界条件 |
| 2.3 三棱柱有限元法 |
| 2.3.1 光滑三棱柱热传导矩阵和系统离散方程 |
| 2.3.2 瞬态非线性热传导方程求解 |
| 2.3.3 算例分析 |
| 2.4 电子束选区熔融制造航空发动机叶片 |
| 2.4.1 步进激活方法和增材制造计算过程 |
| 2.4.2 熔池尺寸验证 |
| 2.4.3 结果和讨论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 钛合金电子束熔融制造晶粒结构演化机制研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 温度依赖晶粒生长相场模型 |
| 3.2.1 基于有限元法的热传导模型 |
| 3.2.2 晶粒生长相场模型 |
| 3.2.3 有限元模型和相场模型热信息传递关系 |
| 3.2.4 输入参数 |
| 3.3 Ti-6Al-4V合金SEBM制造模拟结果 |
| 3.3.1 温度分布 |
| 3.3.2 晶粒结构和织构演化过程 |
| 3.3.3 实验验证 |
| 3.4 晶粒结构演化机制分析和讨论 |
| 3.4.1 晶粒结构和织构演化机制 |
| 3.4.2 打印速度对晶粒生长的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 镍合金电子束熔融制造柱状晶向等轴晶转化机制研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数值模型 |
| 4.3 两种打印方案研究 |
| 4.4 结果和讨论 |
| 4.4.1 微观组织形貌和柱状晶向等轴晶转化机制 |
| 4.4.2 凝固过程晶粒结构G-R图 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 金属增材制造工艺-结构-性能关系的数值模拟研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于有限元法的3D热模型 |
| 5.3 晶粒生长相场模型 |
| 5.3.1 温度依赖晶粒演化 |
| 5.3.2 异种形核机制 |
| 5.3.3 两相层片状α+β微观组织结构 |
| 5.4 EVP-FFT微力学模型 |
| 5.4.1 基于FFT的粘弹塑性理论 |
| 5.4.2 硬化准则—Voce模型 |
| 5.5 AM打印Ti-6Al-4V合金的结果和讨论 |
| 5.5.1 打印工艺—微观组织结构关系研究 |
| 5.5.2 微观组织结构—力微学性能研究 |
| 5.5.3 多尺度计算框架研究展望 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 基于物理模型、数据驱动代理模型和实验的智能增材制造研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 金属材料AM过程中不确定性问题描述及其解决方案 |
| 6.3 基于代理模型的数据驱动计算方法 |
| 6.3.1 不确定源 |
| 6.3.2 设计目标及目标函数评估 |
| 6.3.3 数据驱动代理模型 |
| 6.3.4 优化模型求解 |
| 6.4 数据驱动模拟结果分析 |
| 6.4.1 宏观温度场 |
| 6.4.2 微观组织结构预测 |
| 6.4.3 3D打印件力学性能 |
| 6.4.4 讨论 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 主要内容和创新性研究成果 |
| 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间研究成果和发表的学术论文情况 |
| 主持和参与的主要研究项目 |
| 主持的研究项目 |
| 参与的主要研究项目 |
| 学术论文和报告 |
| 会议论文和报告 |
| 已发表和录用的期刊论文 |
| 致谢 |
（8）6061铝合金超精密金刚石切削表面生成机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 超精密金刚石切削表面生成影响因素的研究现状 |
| 1.2.2 Al6061中结晶相特性研究现状 |
| 1.2.3 金刚石切削铝合金磨损特性研究现状 |
| 1.2.4 Al6061超精密金刚石加工仿真技术 |
| 1.3 课题来源及研究内容 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 研究目标及研究内容 |
| 1.3.3 章节组织 |
| 第二章 Al6061超精密金刚石切削特性研究 |
| 2.1 Al6061超精密金刚石切削机理 |
| 2.2 Al6061超精密金刚石切削实验 |
| 2.2.1 超精密切削力测量 |
| 2.2.2 Al6061超精密切削表面生成 |
| 2.3 Al6061结晶相生成机理 |
| 2.3.1 Al6061材料结晶相特性 |
| 2.3.2 Al6061结晶相粒径分布 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 AlFeSi相材料弹塑性及损伤特性 |
| 3.1 AlFeSi相材料性能 |
| 3.1.1 AlFeSi相材料变形特性及性能计算 |
| 3.1.2 AlFeSi相材料物理及热物理性能 |
| 3.1.3 AlFeSi相材料机械性能 |
| 3.2 AlFeSi相材料弹塑性及损伤特性方程 |
| 3.2.1 AlFeSi相材料本构方程 |
| 3.2.2 弹塑性本构方程求解 |
| 3.2.3 损伤本构方程求解 |
| 3.3 AlFeSi相材料性能实验验证 |
| 3.3.1 AlFeSi相材料制取 |
| 3.3.2 AlFeSi相材料物理性能测试 |
| 3.3.3 AlFeSi相材料力学性能测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于AlFeSi相的Al6061超精密切削仿真研究 |
| 4.1 Al6061超精密金刚石切削有限元模型构建 |
| 4.1.1 金属切削有限元计算关键问题 |
| 4.1.2 材料本构模型 |
| 4.1.3 基于AlFeSi相的Al6061超精密金刚石切削模型 |
| 4.2 Al6061超精密金刚石切削模型验证 |
| 4.3 AlFeSi相对Al6061超精密切削表面生成的影响 |
| 4.3.1 AlFeSi相颗粒相对位置影响 |
| 4.3.2 不同切削速度下AlFeSi相颗粒的影响 |
| 4.4 AlFeSi相对金刚石摩擦性能的影响 |
| 4.4.1 摩擦系数计算模型 |
| 4.4.2 摩擦性能计算分析 |
| 4.4.3 摩擦性能实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 Al6061超精密加工表面划痕生成控制方法 |
| 5.1 Al6061超精密切削加工优化策略 |
| 5.2 基于时效参数的优化 |
| 5.3 基于切削参数的优化 |
| 5.4 基于切削加工环境温度的优化 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（9）内弹道精细化建模及其在身管烧蚀磨损研究中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 弹炮相互作用过程的研究现状 |
| 1.3 装药内弹道燃烧过程数值求解的研究现状 |
| 1.4 火炮身管传热及烧蚀磨损研究现状 |
| 1.4.1 身管瞬态热传导过程研究 |
| 1.4.2 身管烧蚀磨损研究 |
| 1.5 本文主要工作 |
| 2 弹带挤进过程数值模拟方法研究 |
| 2.1 固体力学基本控制方程 |
| 2.1.1 物体变形及应力的度量 |
| 2.1.2 质量守恒方程 |
| 2.1.3 动量方程 |
| 2.1.4 能量方程 |
| 2.1.5 描述物体应力应变状态的封闭方程组 |
| 2.2 弹炮耦合过程中的强非线性因素分析 |
| 2.2.1 状态非线性 |
| 2.2.2 几何非线性 |
| 2.2.3 材料本构非线性 |
| 2.3 强非线性固体力学问题数值求解方法 |
| 2.3.1 有限元法 |
| 2.3.2 光滑粒子流体动力学(SPH)方法 |
| 2.3.3 欧拉-拉格朗日耦合(CEL)方法 |
| 2.4 冲击损伤固体力学问题数值求解验证 |
| 2.4.1 计算模型 |
| 2.4.2 计算结果及分析 |
| 2.5 弹带挤进身管身管过程数值模拟 |
| 2.5.1 几何模型 |
| 2.5.2 材料参数 |
| 2.5.3 载荷及边界条件 |
| 2.5.4 计算网格 |
| 2.5.5 计算结果 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 耦合弹炮相互作用的经典内弹道燃烧模型研究 |
| 3.1 经典内弹道基本理论 |
| 3.1.1 基本假设 |
| 3.1.2 数学模型 |
| 3.2 经典内弹道模型改进 |
| 3.2.1 内弹道过程能量转化分析 |
| 3.2.2 内弹道过程能量方程的改进 |
| 3.2.3 改进后的内弹道方程组 |
| 3.3 耦合计算方法 |
| 3.3.1 发射药膛内燃烧的求解格式 |
| 3.3.2 弹炮结构响应和燃烧系统耦合计算方法 |
| 3.4 计算结果 |
| 3.4.1 基本参数 |
| 3.4.2 有限元网格 |
| 3.4.3 计算结果 |
| 3.5 影响因素分析 |
| 3.5.1 弹带宽度 |
| 3.5.2 弹带强制量 |
| 3.5.3 坡膛锥角 |
| 3.5.4 膛线缠角 |
| 3.6 结构参数对内弹道过程影响的敏感性分析 |
| 3.6.1 正交试验理论 |
| 3.6.2 正交试验设计 |
| 3.6.3 结果分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 耦合弹炮相互作用的内弹道两相流模型研究 |
| 4.1 两相流内弹道基本方程 |
| 4.1.1 物理过程 |
| 4.1.2 基本假设 |
| 4.1.3 基本方程 |
| 4.1.4 辅助方程 |
| 4.2 火炮膛内多相反应流的耦合求解方法 |
| 4.2.1 装药两相燃烧的求解 |
| 4.2.2 熵修正 |
| 4.2.3 弹底边界单元的处理 |
| 4.2.4 守恒性检查和计算流程 |
| 4.3 模型验证 |
| 4.3.1 求解格式捕捉初始条件间断的能力验证 |
| 4.3.2 求解格式处理源项的能力验证 |
| 4.3.3 求解格式捕捉源项中的间断的能力验证 |
| 4.3.4 耦合处理方法处理移动边界能力的验证 |
| 4.3.5 内弹道标准火炮算例验证 |
| 4.4 计算结果 |
| 4.4.1 基本参数 |
| 4.4.2 计算结果 |
| 4.5 膛内分布载荷的影响分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 耦合身管瞬态热传导的内弹道模型研究 |
| 5.1 身管传传热模型及其求解 |
| 5.1.1 身管传热控制方程 |
| 5.1.2 身管传热过程求解 |
| 5.2 身管传热与经典内弹道理论的耦合模型 |
| 5.2.1 考虑热散失的经典内弹道模型 |
| 5.2.2 基于经典内弹道模型的强制换热边界条件 |
| 5.3 身管传热与两相流内弹道理论的耦合模型 |
| 5.3.1 耦合传热过程的多相燃烧模型 |
| 5.3.2 内弹道后效期的模型 |
| 5.4 耦合计算方法 |
| 5.4.1 经典内弹道模型耦合求解 |
| 5.4.2 内弹道多相流模型耦合求解 |
| 5.5 结果分析 |
| 5.5.1 基本参数 |
| 5.5.2 结构网格离散 |
| 5.5.3 计算结果 |
| 5.6 传热与内弹道过程的相互影响 |
| 5.6.1 经典内弹道模型 |
| 5.6.2 两相流内弹道模型 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 身管烧蚀磨损与装药内弹道燃烧耦合预测研究 |
| 6.1 身管内壁烧蚀磨损概述 |
| 6.1.1 身管内壁烧蚀过程 |
| 6.1.2 身管内壁磨损过程 |
| 6.2 身管烧蚀磨损对内弹道过程的影响 |
| 6.2.1 身管烧蚀磨损对内弹道过程的影响 |
| 6.2.2 身管不同寿命期内弹道性能一致性控制方法 |
| 6.3 身管烧蚀磨损与内弹道过程耦合计算框架 |
| 6.3.1 烧蚀磨损耦合计算框架 |
| 6.3.2 身管网格退化更新策略 |
| 6.4 基于经验公式的身管内壁退化耦合计算模型 |
| 6.4.1 身管内壁烧蚀磨损退化模型 |
| 6.4.2 身管内壁退化量计算及结果分析 |
| 6.4.3 射击频率对身管内壁烧蚀磨损的影响 |
| 6.5 身管内壁磨损退化机理定性分析 |
| 6.5.1 磨损模型 |
| 6.5.2 身管内壁磨损趋势分析 |
| 6.5.3 身管内壁磨损机理分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结束语 |
| 7.1 论文主要工作 |
| 7.2 论文主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（10）基于塑性应变映射的大型结构焊接变形仿真方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 大型复杂结构焊接变形关键问题及挑战 |
| 1.3 国内外研究现状分析 |
| 1.3.1 热-弹-塑性算法 |
| 1.3.2 固有应变算法 |
| 1.3.3 研究现状分析小结 |
| 1.4 主要研究内容以及创新 |
| 1.4.1 本文的主要研究内容 |
| 1.4.2 各章节之间的关系 |
| 2 基于准确能量分布的焊接结构应力变形分析算法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 焊接过程中的能量分布 |
| 2.3 基于CFD模拟的热源模型 |
| 2.3.1 计算流体动力学模型 |
| 2.3.2 高能束焊接的CFD模型 |
| 2.3.3 CFD-FEM热源模型 |
| 2.4 焊接过程的温度-应力-变形问题有限元求解框架 |
| 2.4.1 焊接过程的温度场求解 |
| 2.4.2 焊接过程的应力场求解 |
| 2.4.3 非线性问题的Newton-Raphson求解算法 |
| 2.5 典型算例与讨论 |
| 2.5.1 与ABAQUS的对比分析 |
| 2.5.2 钛合金电子束焊接仿真分析 |
| 2.6 小结 |
| 3 基于塑性载荷及载荷力矩守恒的大型结构焊接变形算法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于残余塑性应变求解焊接变形的理论基础 |
| 3.2.1 残余塑性应变映射算法的提出 |
| 3.2.2 与固有应变理论的联系 |
| 3.2.3 基于塑性应变传递的大型结构焊接变形算法 |
| 3.2.4 塑性应变载荷力及载荷弯矩 |
| 3.3 焊接结构的超精度残余塑性应变映射算法 |
| 3.3.1 应用塑性应变法及其误差分析 |
| 3.3.2 基于塑性应变载荷不变的超精度映射算法 |
| 3.3.3 基于塑性应变载荷力矩守恒的修正算法 |
| 3.3.4 塑性应变的转换与加载 |
| 3.4 算例验证与讨论 |
| 3.4.1 平板焊接接头算例 |
| 3.4.2 不同网格的接头算例 |
| 3.4.3 不同类型的焊接接头 |
| 3.4.4 仿真结果与实测结果对比 |
| 3.4.5 分析与讨论 |
| 3.5 小结 |
| 4 大型结构焊接中的焊接工序与工装夹具的数学建模方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 焊接过程中的焊接顺序与工具夹具建模的数学依据 |
| 4.2.1 焊接流程 |
| 4.2.2 焊接过程中的刚度变化 |
| 4.2.3 焊接过程中的变形载荷 |
| 4.2.4 考虑焊接过程的计算流程 |
| 4.3 考虑工装夹具的数学建模 |
| 4.3.1 固定边界条件 |
| 4.3.2 夹持力 |
| 4.4 焊接顺序的数学建模 |
| 4.4.1 基于焊缝形貌的母材-焊缝模型 |
| 4.4.2 大型结构中的生死单元算法 |
| 4.5 复杂船体结构焊接变形算例验证 |
| 4.5.1 结构尺寸及焊接工艺 |
| 4.5.2 有限元分析模型 |
| 4.5.3 焊接接头弹塑性计算结果与分析 |
| 4.5.4 船体结构仿真分析结果 |
| 4.5.5 仿真结果与实测结果对比 |
| 4.5.6 焊接顺序对结构变形的影响 |
| 4.5.7 与传统算法对比分析 |
| 4.6 小结 |
| 5 分析系统的设计研发与工程应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 分析系统需求分析及设计 |
| 5.3 分析系统总体架构 |
| 5.4 分析系统具体模块 |
| 5.4.1 分析系统支持的有限元单元格式 |
| 5.4.2 前处理模块 |
| 5.4.3 数据结构的设计与实现 |
| 5.4.4 求解器模块 |
| 5.4.5 后处理模块 |
| 5.5 工程应用1-薄壁网格结构 |
| 5.5.1 结构简介 |
| 5.5.2 有限元模型 |
| 5.5.3 仿真变形结果 |
| 5.5.4 与实测结果对比 |
| 5.6 工程应用2-高服役性能推进器导流管 |
| 5.6.1 结构简介 |
| 5.6.2 焊接接头仿真结果 |
| 5.6.3 仿真变形结果及与实测值比较 |
| 5.6.4 不同焊接顺序对变形的影响 |
| 5.7 小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录Ⅰ攻读博士学位期间获得的成果 |
| 附录Ⅱ 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
四、HEXAHEDRAL ELEMENT REFINEMENT FOR THE PREDICTION- CORRECTION ALE FEM SIMULATION OF 3D BULKINGFORMING PROCESS（论文参考文献）
- [1]带自由液面问题的绝对位置-压力格式粒子有限元方法研究[D]. 潘恺. 哈尔滨工业大学, 2021
- [2]大型超导磁体复杂结构装配及运行过程中的多场力学问题研究[D]. 吴北民. 兰州大学, 2021
- [3]基于激光选区熔融技术的银合金多尺度协同力学优化研究[D]. 熊玮. 中国地质大学, 2021
- [4]新型装配式半刚性混凝土梁柱节点抗震性能试验研究与数值模拟[D]. 叶堉. 安徽建筑大学, 2021(08)
- [5]爆破振动作用对隧道初支混凝土喷层的影响研究[D]. 王要武. 兰州理工大学, 2021(01)
- [6]基于有限元模拟的针织服装穿着压力分析[D]. 孙亚博. 天津工业大学, 2021(01)
- [7]基于物理模型和数据驱动的金属增材制造数值模拟方法研究[D]. 刘鹏伟. 湖南大学, 2020
- [8]6061铝合金超精密金刚石切削表面生成机理研究[D]. 王海龙. 广东工业大学, 2020
- [9]内弹道精细化建模及其在身管烧蚀磨损研究中的应用[D]. 胡朝斌. 南京理工大学, 2020(01)
- [10]基于塑性应变映射的大型结构焊接变形仿真方法研究[D]. 梁吕捷. 华中科技大学, 2019(03)