《有限单元法初步》PPT教学课件：§1 杆系结构的有限单元法第一章 §1.5 基于变形体虚位移原理的弯曲单元（自由式单元）的单元分析

《有限单元法初步》PPT教学课件：§1 杆系结构的有限单元法 第一章 §1.5 基于变形体虚位移原理的弯曲单元（自由式单元）的单元分析

采用有限元方法求解雷诺方程,对油膜厚度进行计算机数值模拟,以评价不同轧制工况下油膜轴承的承载能力与特性参数.计算得出的不同轧速与轧制压力下膜厚预报值及权厚控制曲线,与实际数据吻合

采用有限元方法模拟了TC4/V/Cu/Ni/GCr15焊后多层材料淬火过程中的温度及应力场,模拟中考虑了轴承钢中马氏体相变的影响.模拟结果表明:淬火过程中,中间层是应力最为集中的区域,钢中发生的马氏体相变起到了降低应力的作用;中间Cu层是剪切应力最为集中的区域;最大剪切应力出现在马氏体相变前铜层外表面处,是引起工件失效的主要原因;轴承钢层厚度的减小可以明显降低工件中最大剪切应力,但不能从根本上消除引起工件失效的危险因素

通过有限元仿真楔横轧凸轮轴时在轧件上取跟踪点,跟踪这些点的位置变化情况来揭示轧件内金属的详细流动规律.因凸轮体小圆端部分在轧制过程中所受模具挤压较小,其金属轴向流动和径向流动较其他变形区小,这种金属流动的不均匀性会影响轧件成形质量;轧制过程中因凸轮体小圆端与模具上凸轮凹槽产生啮合作用,这一作用降低了模具对凸轮体小圆端部分的周向扭转力,因此凸轮体小圆端部分的周向扭转相对较小.轧件凸轮体部分为非圆截面,此部分各向金属流动不均匀,造成凸轮体部分心部金属偏移量比其他部分大

使用ANSYS软件建立了热交换管内壁横截面上含半椭圆裂纹的有限元分析模型,用来模拟裂纹尖端应力奇异性.通过对裂纹前缘进行离散,得到不同扩展的裂纹前缘.在不同热机械耦合载荷下,计算并比较了不同裂纹参数下有限元模型的应力强度因子K_Ⅰ值.讨论了K_Ⅰ值分布规律以及影响其分布情况的因素

结合生产实际,采用ABAQUS显式动力仿真平台,对宝钢140mm全浮动芯棒钢管连轧过程中金属的变形及流动规律进行了仿真分析.分析结果表明:金属的横向流动主要表现为从孔顶区域流向侧壁区域;金属的纵向延伸主要发生在孔顶区域,且钢管外壁金属相对内壁金属向前滑移.孔型侧壁区域金属的横向堆积及纵向延展不充分是导致荒管壁厚不均的主要原因

针对油泵齿轮轴特殊形状设计了齿轮轴精锻模具.通过有限元仿真和精锻实验研究了齿轮轴成形过程和金属流动规律.分析了对油泵齿轮轴精锻工艺中产生齿形角隅填充不满缺陷的原因：角隅填充是成形终了时成形载荷陡增的主要原因之一，由于齿轮轴精锻模具结构的特殊性，其强度无法满足齿形角隅填充所需高成形载荷的需要.基于角隅填充状况，提出了齿形端面斜面分流和环形槽分流，并对传统精锻工艺和两种分流锻造工艺进行了有限元仿真.分析结果表明两种分流方法均能有效减小齿形角隅填充时金属流动阻力，保证齿形良好填充，降低成形载荷，并且斜面分流优于环形槽分流.锻造实验验证了有限元仿真的准确性

利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,建立了平轧辊系一体化的三维弹塑性有限元模型;利用小型重启动方法对水平辊多道次连续可逆轧制过程进行了模拟计算,分析了不同轧制规程下轧制出相同厚度中间坯的宽展变化以及不同规格的带钢轧制出不同厚度中间坯的宽展变化.不同轧制规程的模拟结果表明,轧制规程对中间坯的宽度变化关系不大,但是不同的轧制规程消耗的能量不同,所产生的轧制力和轧制力矩也不同.利用小型重启动既可以保证轧制过程的连续性,又可避免模型更新法重复建模的复杂性

通过分析螺纹轴齿形成形过程,并结合金属流动特点,获得楔横轧梯形螺纹轴的成形机理.考虑到轧制过程轧件螺旋升角瞬时变化特点和成形段齿形截面变化等因素设计了楔横轧模具,采用有限元分析软件Deform-3D对楔横轧梯形螺纹轴齿形成形过程进行模拟,得到精度较高的梯形螺纹轴轧件.利用有限元点跟踪功能,对轧件多个点进行跟踪,详细分析了轧件螺纹不同位置各点的径向、轴向位移变化情况,从中获得螺纹段各处金属流动规律.采用软件模拟参数进行了相应的楔横轧实验,得到的梯形螺纹轴实验轧件与有限元模拟结果相同.模拟和实验结果表明,模具螺旋升角采用轧件瞬时半径对应螺旋升角时,能够轧制出形状精确的螺纹轴