摘要：采用有限单元法和单元生死技术,建立了气动按需熔滴沉积成形温度场计算模型,模拟了7075铝合金薄壁件微熔滴沉积过程温度场的演变规律。结果表明:薄壁件成形温度场随熔滴沉积位置的移动而呈现周向动态变化,不同位置熔滴单元节点的热循环曲线存在不同个数的温度峰值和谷值;随着沉积层高度的增加,1～10层相邻搭接层间熔滴的冷却速率降低,熔滴所在沉积层中的高温区域逐渐扩大,使零件在成形方向上呈现变化的温度梯度,并导致1～10层相邻层间熔滴结合处的晶粒尺寸发生变化。模拟结果与7075铝合金薄壁件微熔滴沉积试验结果基本吻合,较好反映了实际成形过程中零件的温度场变化规律。

摘要：为了减少煤储层伤害以及最大程度地提高煤层气水平井单井产量，开展了煤层气欠平衡钻井技术的现场应用研究。以沁水盆地3#煤层水平井为例，建立了煤层水平井井壁稳定分析的三维弹塑性有限元模型，运用ANSYS有限元程序中单元生死功能，诊断井周破坏单元并通过对破坏单元的杀死和激活功能，有效地实现了井筒开挖的非连续动态过程，得到了不同钻井液密度下井壁破坏半径长轴、破坏区角度和井径扩大率。单元生死功能数值法对煤层井壁稳定分析准确有效，可进一步推广应用。

摘要：常规的结构设计基本上是建立在静态的力学模型基础上进行分析计算的,结构的刚度或者边界条件随时间变化的时候,常规的设计方法就有一定的局限性了。ANSYS程序中的单元生死技术可以通过改变单元的状态来模拟结构刚度或边界条件随时间变化,通过两个实际工程的ANSYS计算模型,说明生死单元在结构设计及施工中的应用,展现了有限元技术成为结构人员强有力帮手的必然趋势。

摘要：建立接触网腕臂结构数学模型,利用有限元法校核模型的静刚度、静强度;利用拓扑优化原理对结构断面进行优化计算,得出在基本不改变结构刚度的前提下结构断面的最优化形式,该优化形式可减轻腕臂结构重量。本文可为项目建设和运营维护成本缩减及自主研发接触网腕臂系统提供新的设计思路。

摘要：为研究超高车辆与跨线桥梁体撞击后所需合理的加固或处理方案,本文以某预应力混凝土简支T梁为例,根据现场事故的检测报告及相关资料,建立受损前后的全桥模型进行分析,分别对承载能力极限状态和正常使用极限状态进行验算,并针对桥梁损坏程度提出不同的解决方案。结果表明:现状桥梁受损的三榀梁中,有两榀梁的损伤轻微,验算后均能满足规范要求,所以只需进行简单的混凝土修复即可;而受损最为严重的梁段正截面的压应力无法满足规范要求,需要进行加固处理,采用精细的非线性有限元,通过控制单元生死模拟桥梁结构的损伤、加固等受力阶段并行验算,发现采用修复混凝土及补强钢板后,受损区域的混凝土在活载作用下依旧容易开裂,该补强措施仍无法改善已有的损伤情况,难以消除应力重分布产生的较大压应力。本文可为同类事故的加固方案提供设计和分析思路。

摘要：为了获得高速机车构架最优轻量化的结构方案,基于渐进结构优化法(ESO),应用ANSYS单元生死功能的二次开发,设定一应力阀值,将相对低应力或低应变能密度的单元"杀死",通过APDL语言编制拓扑优化程序,对某高速动力车辆转向架构架内部筋板位置进行了拓扑优化仿真,提出了构架梁体内部筋板的最优拓扑位置,并对构架的板厚进行了尺寸优化。仿真结果表明:构架前后端梁应力优化后增加了30%左右,侧梁应力优化后增加了10%左右,构架整体应力分布更趋于均匀;通过对构架结构的拓扑及尺寸优化,构架质量减轻了143.92kg,减幅约为10%,在实现等强度设计的同时,达到了构架轻量化的目的。

摘要：焊接残余应力不仅可能使高温超导电机磁体支撑结构产生裂纹,还可能与外加载荷叠加后改变磁体支撑结构的承载能力。应用轴对称模型及单元生死技术,对高温超导电机磁体支撑结构进行了焊接数值模拟,得到了焊缝残余应力的分布规律,同时在结构强度分析中考虑了焊接残余应力的影响。数值模拟结果表明:最大残余Mises应力出现在焊缝区域,远离焊缝区的应力几乎为零;整体退火对焊接残余Mises应力的降低非常有效;焊接残余应力和外载荷作用下的Mises应力进行了叠加,导致磁体支撑结构的强度明显下降。研究结果为磁体支撑结构的设计、生产工艺的优化及降低焊接残余应力提供了理论依据。

摘要：LNG(液化天然气)运输船舶建造过程中,焊接残余应力不仅可能使LNG运输船独立液罐产生裂纹,还可能与外加载荷叠加后改变独立液罐的承载能力。因此要了解独立液罐焊接后的应力分布,就有必要对其焊接残余应力进行有限元分析。应用轴对称模型及单元生死技术研究了某LNG运输船舶独立液罐焊接残余应力的分布规律,参照现有国标对独立液罐坡口尺寸进行了对比研究,探讨了坡口尺寸与焊接残余应力之间的关系,以及热处理对焊接残余应力的影响。研究结果表明:在独立液罐坡口角度为最小建议值的情况下,焊接残余应力(等效应力)随坡口深度的增大呈先减小后增大的趋势,当坡口深度为6 mm时,其残余应力达到最小值;与V型坡口角度和U型坡口角度相比,坡口深度对焊接残余应力的影响更加显著;结合实际结构及工艺,为减少焊接残余应力,尽量选择较小的坡口深度和坡口角度;独立液罐焊后热处理可以降低其焊接残余Mises应力,降低幅度达到了21%。研究结果为独立液罐焊接结构的设计、生产工艺的优化及降低焊接残余应力提供了理论依据。

摘要：为了使结构优化更好地模拟实际情况,在分析了有限元理论和材料力学关系的基础上,找出了约束之间的本质联系,提出了基于应力、刚度双重约束的渐进结构优化方法。同时,将单元生死技术引入结构优化中。根据有限元分析结果,在杀死低效能单元的同时,在高效单元周围增加单元,实现了结构的双向渐进优化。最后,数值算例表明该方法的有效性,改善了优化结果,提高了优化效率。

摘要：为辅助桥梁倒塌事故责任鉴定,系统研究了桥梁倒塌过程分析有限元后处理相关关键技术,具体包括以下内容:(1)设计了基于面向对象思想自主开发的有限元后处理程序总体架构;(2)研究并编程实现了大文件分块读取、单元生死显示等后处理关键技术;(3)在简化处理总体应力磨平方法的基础上,研究了实体单元高斯点应力外推节点应力算法;(4)用C#和*** 2005开发了有限元计算结果及重要性评价云图显示程序;(5)分别在双跨石拱桥模型、悬臂箱梁模型和堤溪沱江大桥倒塌过程分析中对上述后处理关键技术进行了应用和验证。研究结果表明:(1)用开发的后处理系统进行有限元后处理计算是可行的,其结果与Abaqus和SM-Solver计算结果基本一致;(2)采用分块读取有限元计算结果大文件可以有效提高桥梁倒塌过程显示的流畅性;(3)单元生死显示模块可以动态地展现桥梁倒塌过程,为事故原因分析提供技术支持。