摘要：通过轴对称缺口圆柱试件设计,消除了端面摩擦对金属(特别是延性金属)试件压缩变形行为的影响。基于压缩过程中外力功与试件内能之间的能量守恒原理,推导了压缩流动应力的近似修正公式,并给出了相应的迭代修正过程。针对铝合金2024,利用修正后的流动应力-应变关系对压缩过程中试件的最小横截面直径和内能进行了预测,并与实验结果进行了比较。研究结果表明:在整个压缩过程中,试件的最小横截面直径的预测值与实验值吻合,且试件内能与实验外力功始终保持一致,从而验证了该修正方法的有效性。

摘要：密封是危险品包装容器设计中的重要环节,合理确定密封结构设计参数是实现可靠密封的前提。基于有限元仿真,通过单因素数值试验分析,确定满足密封判据的刀口金属密封结构设计参数取值范围。采用均匀设计建立以设计参数为变量,有效密封面宽及最大接触压力为响应的二阶响应面模型,针对设计参数的扰动,结合多目标优化方法,在优化模型上增加表征目标函数稳健性的灵敏度附加项,并对约束条件进行稳健可行性调整,通过求解,得到结构较稳健的设计参数组合。

摘要：将渐近结构优化法(ESO法)从弹性材料拓展到弹塑性材料的结构拓扑优化,建立了考虑应力约束和材料弹塑性变形的结构拓扑优化模型。采用Ansys软件的APDL功能编程实现了相应的优化设计,给出了弹性优化和弹塑性优化的对比算例。基于算例结果对比分析表明:在相同设计域和载荷条件下,弹塑性材料的结构拓扑优化构型与线弹性材料的明显不同;无论是弹性还是弹塑性结构拓扑优化,材料用量W都随优化结构的应力约束系数β增大而减少,且在W-β曲线上存在一个对应于结构弹性极限状态的转折点,在该点临近,右侧曲线变化率(取绝对值)比左侧的大很多,充分显示了进行考虑材料弹塑性性质的结构拓扑优化对于节约材料非常有意义。

摘要：以有限元数值模拟为手段,通过一阶响应面建模,确定了满足密封判据的刀口金属密封结构设计参数的范围。采用均匀设计,建立了以设计参数为变量,以有效密封面宽、最大接触应力为响应的二阶响应面模型,并利用多目标优化方法和遗传算法,对响应面模型进行了优化求解,得到了优化的设计参数组合。有限元验证结果显示,优化后的密封结构具有更好的密封性能。