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基于ANSYS的复合材料螺旋桨叶片有限元建模与分析 被引量:11
1
作者 李雪芹 陈科 刘刚 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期819-826,共8页
针对船用复合材料螺旋桨叶片,分别采用壳单元赋予不同截面参数和实体单元赋予不同等效材料参数两种建模方法进行了有限元分析,对比了壳单元和实体单元模型的模态、均布压力载荷下的响应以及均匀温度场中的热变形。结果表明:对于从桨根... 针对船用复合材料螺旋桨叶片,分别采用壳单元赋予不同截面参数和实体单元赋予不同等效材料参数两种建模方法进行了有限元分析,对比了壳单元和实体单元模型的模态、均布压力载荷下的响应以及均匀温度场中的热变形。结果表明:对于从桨根到桨尖各位置铺层不同的叶片来说,两种建模方法在建模时间和铺层调整便捷性方面各有利弊;模态分析中两种模型的固有频率和振型计算结果存在一定差异,它们均可在一定条件下用于复合材料螺旋桨叶片模态计算;两种模型中,模拟均布压力载荷下的响应时应采用壳单元模型,而分析叶片在均匀温度场中结构的热变形应采用实体单元模型。 展开更多
关键词 船用螺旋桨叶片 复合材料 有限元建模 壳单元 实体单元
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有限元分析中体元和壳元的连接 被引量:7
2
作者 蔡洪能 王雅生 闵行 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第9期76-79,110,共5页
对三维体壳组合结构进行了深入的研究,提出了新的合理假设,并以该假设为基础,就三维20 节点等参元与退化壳元的连接建立了一组新的多点约束方程,考虑了壳元节点的法向变形,实现了体壳的良好连接.这是一种增扩自由度法,消除了... 对三维体壳组合结构进行了深入的研究,提出了新的合理假设,并以该假设为基础,就三维20 节点等参元与退化壳元的连接建立了一组新的多点约束方程,考虑了壳元节点的法向变形,实现了体壳的良好连接.这是一种增扩自由度法,消除了常规方法产生的不合理附加应力,从理论上完善了有限元分析中的体壳连接问题,具有极大的工程意义.此外,还描述了单元的特性,并给出了算例分析. 展开更多
关键词 有限元法 体壳结构 体元 壳元 数值分析
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基于薄壳理论的大型接地装置有限元模型 被引量:8
3
作者 李景丽 李渊博 +2 位作者 徐康 郭丽莹 贺鹏威 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1572-1579,共8页
准确计算复杂土壤结构中大型地网的性能是优化地网结构、保障电力系统安全稳定运行的重要基础。为此提出基于薄壳理论的大型接地装置有限元模型,针对有限元方法在大型地网计算中网格剖分困难、计算量大的问题,将接地导体等效为具有一定... 准确计算复杂土壤结构中大型地网的性能是优化地网结构、保障电力系统安全稳定运行的重要基础。为此提出基于薄壳理论的大型接地装置有限元模型,针对有限元方法在大型地网计算中网格剖分困难、计算量大的问题,将接地导体等效为具有一定虚拟厚度的金属薄壳;并提出二维有限元与三维有限元耦合的方法求解。建立某变电站地网模型,分析复杂土壤结构对大型地网接地性能的影响,结果表明:引入薄壳理论使得该方法在保证计算精度的基础上大大减小了计算内存和时间;复杂土壤结构中的高阻区对故障电流的阻碍作用会抬升地网电位升;高阻区的电流密度较小,地表电位分布起伏较大,较之均匀土壤高阻区接触电压、跨步电压高出数倍,地网设计中应加以关注。 展开更多
关键词 接地网 有限元方法 薄壳单元 复杂土壤结构 地表电位
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基于薄壳单元的膜材褶皱发展过程研究 被引量:6
4
作者 马瑞 张建 杨庆山 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期70-76,82,共8页
考虑到柔性结构几何非线性的特点,采用显式动态分析方法,利用ansys/ls-dyna壳单元对张拉平面膜材褶皱的发展过程进行数值模拟和研究分析。把薄膜结构褶皱的整个发展过程划分为缺陷、微观褶皱和宏观褶皱3种状态,并给出每种状态的特点。... 考虑到柔性结构几何非线性的特点,采用显式动态分析方法,利用ansys/ls-dyna壳单元对张拉平面膜材褶皱的发展过程进行数值模拟和研究分析。把薄膜结构褶皱的整个发展过程划分为缺陷、微观褶皱和宏观褶皱3种状态,并给出每种状态的特点。选择带有不同初始缺陷的膜片进行加载分析,对每种状态进行了详细描述,且对初始缺陷在每种状态时的影响进行了对比。研究结果表明:把张拉平面膜材褶皱划分为3种状态可以更有效的衡量褶皱发展的程度,并可以方便的对处于特定状态的结构进行研究和描述。 展开更多
关键词 薄膜褶皱 薄壳单元 显式动态分析 张拉薄膜 初始缺陷
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基于神经网络的薄壁件铣削动力学参数预测
5
作者 王大振 李琪 王亮 《航天制造技术》 2024年第2期37-42,共6页
精确预测薄壁件铣削过程中工件的时变动力学参数是选择无颤振切削参数的基础。本文提出了基于三层神经网络的曲面薄壁件铣削时变动力学参数的预测方法。首先利用壳单元将薄壁件进行离散化,将离散单元结点处工件厚度作为输入参数,工件前... 精确预测薄壁件铣削过程中工件的时变动力学参数是选择无颤振切削参数的基础。本文提出了基于三层神经网络的曲面薄壁件铣削时变动力学参数的预测方法。首先利用壳单元将薄壁件进行离散化,将离散单元结点处工件厚度作为输入参数,工件前三阶固有频率作为输出参数,构建三层神经网络。然后将壳单元有限元模型计算结果作为训练样本,训练得到神经网络模型。模态测试实验结果表明,有限元模型对工件固有频率预测的最大误差约为4%;与有限元模型相比,神经网络模型的最大预测误差为0.409%,因此神经网络模型的最大预测误差约为4%。同时,神经网络模型训练时间约为10 s;当预测的切削状态数量为150时,预测时间仅为0.002s。在保证计算精度的前提下,三层神经网络模型可大幅提高计算效率。 展开更多
关键词 薄壁件 铣削颤振 动力学参数 壳单元 神经网络
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基于ABAQUS的复合材料垂直轴潮流能叶片有限元建模与分析 被引量:1
6
作者 李俊雄 王遵 +3 位作者 马秋成 张亚新 彭超义 邓航 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期385-390,共6页
为了探究复合材料铺层结构对潮流能叶片力学结构特性的影响,选择纤维增强复合材料进行潮流能叶片的设计研究,旨在设计出结构性能更加优越的潮流能复合材料叶片.为潮流能叶片设计了2种不同形式的复合材料铺层结构方案,一种方案叶片前缘... 为了探究复合材料铺层结构对潮流能叶片力学结构特性的影响,选择纤维增强复合材料进行潮流能叶片的设计研究,旨在设计出结构性能更加优越的潮流能复合材料叶片.为潮流能叶片设计了2种不同形式的复合材料铺层结构方案,一种方案叶片前缘铺层纤维不连续,另一种方案保证叶片前缘的铺层纤维连续;并利用ABAQUS软件建立其有限元模型,分别对潮流能叶片在额定流速工况和极限流速工况下2种铺层结构方案叶片的力学结构特性进行数值模拟仿真分析,探究2种铺层方案对叶片结构性能的影响.结果表明,叶片前缘铺层纤维的连续性可以提高叶片前缘的抗冲击性,从而有效地避免工作中叶片前缘铺层失效的情况,而且可以显著提高复合材料叶片的强度和刚度.研究成果可为以后潮流能叶片及同类型复合材料叶片的研制提供技术参考. 展开更多
关键词 潮流能叶片 复合材料 有限元建模 铺层结构 壳单元
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大气飘尘及总悬浮微粒中无机元素的富集和来源分析
7
《新疆环境保护》 1990年第4期27-31,共5页
木文讨论了乌鲁木齐市大气飘尘及 TSP 中11种无机元素的富集因子以及不同季节、不同功能区的差异。指出 S、Pb、Cd 元素在细粒子上富集最高,其主要来自人为污染。
关键词 大气 飘尘 微粒 无机元素 富集
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钢桥全桥全壳单元模型的空间计算方法 被引量:12
8
作者 郑凯锋 唐继舜 王应良 《铁道工程学报》 EI 1997年第2期23-28,共6页
文章指出现有钢桥结构计算方法存在不能准确反映桁架杆件之间和杆件与桥面之间的连续性能、忽略桁架杆件横向尺寸效应等问题,分析全壳单元模型对常用钢桥结构的适用性,提出建立与实现大跨钢桥全桥全壳单元模型的方法,同时分析指出这... 文章指出现有钢桥结构计算方法存在不能准确反映桁架杆件之间和杆件与桥面之间的连续性能、忽略桁架杆件横向尺寸效应等问题,分析全壳单元模型对常用钢桥结构的适用性,提出建立与实现大跨钢桥全桥全壳单元模型的方法,同时分析指出这一结构分析计算新方法所具有的通用性。 展开更多
关键词 桥梁工程 钢桥 结构分析 全壳模型
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壳体结构优化及其DDDU(W)新版本 被引量:11
9
作者 钱令希 隋允康 +1 位作者 王希诚 凌克明 《计算结构力学及其应用》 CSCD 1992年第1期79-89,共11页
本文建立了壳体结构优化的序列二次规划模型,对八节点等参壳单元做了优化处理,扩充了通用结构优化程序DDDU(W)的功能。文末算例表明了算法的合理性与有效性。
关键词 结构优化设计 等参壳单元 壳体
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基于分层壳单元的楼板面内受力性能研究
10
作者 王程 范重 +1 位作者 张艳霞 张爱林 《施工技术(中英文)》 CAS 2024年第7期136-141,146,共7页
为研究楼板在地震作用下的受力性能,采用非线性有限元软件ABAQUS分层壳单元对剪力墙试验结果进行模拟对比,确定所采用混凝土与钢材本构以及计算参数的可靠性。针对典型混凝土楼板在复杂受力状态下的受力性能进行有限元分析,考察简化计... 为研究楼板在地震作用下的受力性能,采用非线性有限元软件ABAQUS分层壳单元对剪力墙试验结果进行模拟对比,确定所采用混凝土与钢材本构以及计算参数的可靠性。针对典型混凝土楼板在复杂受力状态下的受力性能进行有限元分析,考察简化计算方法对评估楼板面内拉、压、剪承载力的适用性。分析结果表明,采用简化方法确定混凝土楼板在设防烈度下的承载力时,与有限元计算结果较为一致。根据工程中混凝土楼板在地震作用下的损伤判别标准,提出楼板抗震性能加强措施。 展开更多
关键词 楼板 分层壳单元 承载力 抗震性能 有限元分析
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先进复合材料格栅加筋圆柱壳体稳定性分析 被引量:5
11
作者 张志峰 陈浩然 白瑞祥 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期631-635,共5页
基于精细三角形Mindlin板单元构造了用于先进复合材料格栅加筋圆柱壳体稳定性分析的三角形复合材料加筋平面壳单元.肋骨和蒙皮采用了相同位移插值形函数,保证两者变形协调性的同时,又放松了肋骨转动的约束.肋骨放置的数量、位置和角度... 基于精细三角形Mindlin板单元构造了用于先进复合材料格栅加筋圆柱壳体稳定性分析的三角形复合材料加筋平面壳单元.肋骨和蒙皮采用了相同位移插值形函数,保证两者变形协调性的同时,又放松了肋骨转动的约束.肋骨放置的数量、位置和角度可以任意,为结构的单元网格剖分带来了很大便利.通过算例验证了该协调独立转角加筋板壳单元的有效性,特别是在分析高肋格栅结构时有较高的精度.最后分析了内外加筋形式对等格栅加筋柱壳稳定性的影响. 展开更多
关键词 加筋板壳单元 稳定性分析 复合材料等格栅加筋圆柱壳
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异形盒多道次深拉深有限元仿真与试验研究 被引量:5
12
作者 陈妍 高霖 +2 位作者 吴宪治 邱挺昱 任菁 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2009年第5期622-626,共5页
分析并研究了某铝制异形盒的多道次深拉深与变薄拉深工艺,利用板料冲压模拟专用软件PAMSTAMP 2G对零件的成形过程进行了有限元仿真,校验各道次坯料尺寸及模具形状是否合理,根据预测的成形缺陷对原拉深工艺进行改进,优化了工艺参数且减... 分析并研究了某铝制异形盒的多道次深拉深与变薄拉深工艺,利用板料冲压模拟专用软件PAMSTAMP 2G对零件的成形过程进行了有限元仿真,校验各道次坯料尺寸及模具形状是否合理,根据预测的成形缺陷对原拉深工艺进行改进,优化了工艺参数且减少了拉深道次。最后设计出7道次成形模具,并试冲获得合格零件。在此基础上对比仿真及试验数据,发现两者较为吻合,证明采用实体壳单元作为板料模拟盒形件的多道变薄拉深能够更加精确地预测包含厚度大变形的冲压过程。 展开更多
关键词 异形盒 多道次深拉深 变薄拉深 有限元仿真 优化 实体壳
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基于分层壳单元的安全壳结构有限元分析 被引量:5
13
作者 张有佳 李小军 贺秋梅 《建筑科学》 北大核心 2014年第5期35-40,共6页
为了研究某核电预应力混凝土安全壳结构在强震动作用下的响应,采用分层壳单元建立有限元三维模型,并进行时程分析和静力非线性分析。对安全壳1∶10模型结构进行非线性有限元分析,计算该模型的动力特性、初始刚度、最大基底剪力和筒体顶... 为了研究某核电预应力混凝土安全壳结构在强震动作用下的响应,采用分层壳单元建立有限元三维模型,并进行时程分析和静力非线性分析。对安全壳1∶10模型结构进行非线性有限元分析,计算该模型的动力特性、初始刚度、最大基底剪力和筒体顶的最大位移。计算分析表明:当试验模型基础处输入地震动峰值加速度达到3g(根据相似关系,试验调整值)时,筒壁底部和设备阀门孔处混凝土的最大拉应力超过4MPa,而穹顶的混凝土大部分处于受压或拉应力小于0.5MPa。有限元计算结果与以往拟动力试验结果较为吻合,验证了安全壳具有足够大的抗震安全存储,为抗震设计提供参考。 展开更多
关键词 安全壳 分层壳单元 有限元分析 抗震安全
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具有旋转自由度的广义协调三角形扁壳元 被引量:4
14
作者 孙建恒 夏亨熹 《河北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期137-142,157,共7页
根据修正的扁壳胡海昌———鹫津原理 ,利用广义协议三角形薄板弯曲单元TGC - 9的位移模式作为法向位移函数 ,以及具有旋转自由度的广义协调三角形膜单元GT9的位移模式作为壳单元的切向位移 ,分别假设膜应变为一次及二次函数 ,推导了两... 根据修正的扁壳胡海昌———鹫津原理 ,利用广义协议三角形薄板弯曲单元TGC - 9的位移模式作为法向位移函数 ,以及具有旋转自由度的广义协调三角形膜单元GT9的位移模式作为壳单元的切向位移 ,分别假设膜应变为一次及二次函数 ,推导了两种具有旋转自由度的广义协调三角形扁壳元。通过对双曲抛物面壳、双曲扁壳及扁球壳的数值分析 。 展开更多
关键词 广义协调三角形扁壳元 旋转自由度 位移函数 切向位移
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基于分层壳的装配式剪力墙抗震性能模拟分析 被引量:3
15
作者 张相超 吕远贵 +2 位作者 赵国飞 余敏 王叹 《武汉大学学报(工学版)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期45-53,共9页
预制装配式混凝土结构在我国得到了大力发展,其中剪力墙结构体系应用最为广泛,如何准确和高效地模拟装配式剪力墙构件及体系的抗震性能是设计中亟须解决的关键问题之一。为了兼顾计算精度和成本,基于分层壳单元和考虑钢筋与混凝土滑移... 预制装配式混凝土结构在我国得到了大力发展,其中剪力墙结构体系应用最为广泛,如何准确和高效地模拟装配式剪力墙构件及体系的抗震性能是设计中亟须解决的关键问题之一。为了兼顾计算精度和成本,基于分层壳单元和考虑钢筋与混凝土滑移效应的Clough本构模型,建立了现浇和装配式剪力墙抗震性能分析的有限元模型。结合已有现浇和装配式剪力墙抗震性能试验,对所建立的有限元模型进行了试验对比验证,重点分析了不同模型参数取值对不同形式的剪力墙滞回性能模拟结果的影响规律。结果表明:基于分层壳的模型可以很好地模拟以弯曲破坏为主的剪力墙抗震性能,包括捏拢效应和刚度退化等性质;对于以剪切破坏为主的剪力墙,模型也能较好反映其损伤及破坏等定性规律,但是滞回曲线的刚度退化还存在一些差异,说明现有的弹塑性损伤本构还不能很好地反映往复加载下混凝土的剪切行为。该研究可为装配式剪力墙结构体系的抗震性能分析和评估提供参考。 展开更多
关键词 装配式剪力墙 分层壳单元 抗震性能 有限元 滞回曲线
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几种基于组合方法的复合材料层合板壳单元 被引量:3
16
作者 尹进 杨东生 +2 位作者 张盛 陈飙松 董锴 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期86-96,共11页
为了方便合适地选取单元进行工程分析,本文基于开放式结构有限元分析系统SiPESC.FEMS,提出一种基于经典模型的复合材料层合板壳单元程序计算框架。此框架利用组合的方法,考虑平面壳单元中板、膜单元之间的关系以及程序编制过程中的重用... 为了方便合适地选取单元进行工程分析,本文基于开放式结构有限元分析系统SiPESC.FEMS,提出一种基于经典模型的复合材料层合板壳单元程序计算框架。此框架利用组合的方法,考虑平面壳单元中板、膜单元之间的关系以及程序编制过程中的重用性、灵活性等特点,采用了软件设计中的构造器(Builder)模式实现不同的复合材料层合板壳单元。本框架具有一定的通用性和可扩展性,能够处理复杂荷载、边界条件及三维空间不同材料铺设方向的层合板壳的结构分析问题。基于此方法实现了5种复合材料层合板壳单元,通过数值算例分析对比讨论各单元性能,显示了本框架具有简单实用等特点以及采用组合方法构造单元的优势。 展开更多
关键词 复合材料 层合板壳单元 组合式单元 有限元 SiPESC
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一个美的元素-结构系统宇宙模型——新元素周期表的推导与说明(四) 被引量:1
17
作者 修泽雷 《自然杂志》 北大核心 2002年第3期161-168,共8页
笔者在前三篇文章内[2 - 4] ,主要根据简单性、序次性、周期性、稳定性等项要求 ,完成了本模型的推导工作 ,本文将对模型的整体性与和谐性进行分析 ,看一看在周期表内是否存在不可解释的矛盾 ,是否显示十分和谐的关系 .
关键词 元素周期表 推导 说明 多壳层元素 元素-结构分析 能级区 宇宙模型
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基于混合变量条形传递函数方法的圆柱壳屈曲分析 被引量:1
18
作者 李道奎 周建平 唐国金 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2002年第4期487-493,共7页
提出了一种分析正交各向异性圆柱壳和阶梯圆柱壳稳定性问题的混合变量条形传递函数方法。首先基于Flugge薄壳理论,通过定义广义位移交量和对应的广义力变量,建立了圆柱壳混合变量能量泛函;然后通过引入条形单元,定义混合状态变量和采用... 提出了一种分析正交各向异性圆柱壳和阶梯圆柱壳稳定性问题的混合变量条形传递函数方法。首先基于Flugge薄壳理论,通过定义广义位移交量和对应的广义力变量,建立了圆柱壳混合变量能量泛函;然后通过引入条形单元,定义混合状态变量和采用传递函数方法对超级壳单元求解,得到具有多种边界条件圆柱壳屈曲问题的半解析解;最后通过位移连续和力平衡条件,可以得到阶梯圆柱壳屈曲问题的解。理论解推导过程表明此方法在引入边界条件和进行阶梯圆柱壳求解时非常方便。算例分析的结果验证了本方法的正确性。 展开更多
关键词 混合变量 传递函数 屈曲 超级壳单元 条形单元
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梁、壳、实体单元相结合的环氧乙烷罐式集装箱结构分析计算 被引量:1
19
作者 贺艳苓 王宇 石卫卫 《机电工程技术》 2007年第7期46-48,69,共4页
本文对梁、壳和实体单元的连接问题进行了分析,应用于罐式集装箱结构分析计算,得出了合理的结果。
关键词 有限元 梁、壳单元连接 应力集中 罐式集装箱
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Effects of Thermo-Mechanical Loads on Aeroelastic Instabilities of Metallic and Composite Panels
20
作者 Erasmo Carrera Maria Cinefra +1 位作者 Enrico Zappino Lorenzo Succi 《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》 EI 2014年第2期118-122,共5页
Panel flutter phenomena can be strongly affected by thermal loads,and so a refined aeroelastic model is presented.Higher-order shell theories are used as structural models.The aerodynamic forces are described using th... Panel flutter phenomena can be strongly affected by thermal loads,and so a refined aeroelastic model is presented.Higher-order shell theories are used as structural models.The aerodynamic forces are described using the Piston theory.The temperature is considered uniform over the thickness of the panel.The aero-thermo-elastic model is derived in the framework of the Carrera unified formulation(CUF),therefore the matrices are expressed in a compact form using the″fundamental nuclei″.Composite and sandwich structures are considered and different boundary conditions are taken into account.The effects of the thermal load on the aeroelastic behavior are investigated. 展开更多
关键词 Carrera unified formulation(CUF) panel flutter aeroelasticity aero-thermo-elasticity shell elements
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