摘要：为了提高车身设计的效率,提出了一种车身有限元模型自由变形设计方法。首先,生成的车身有限元模型是由空间六面体、五面体和四面体单元组成的控制参数体;然后,建立有限元模型和控制参数体的等参变换关系,而后通过对控制参数体的形状改变来驱动有限元模型的变体设计。通过给出的等参变换及其逆变换关系,算法避免了已有自由变形算法的局部坐标参数化的计算费时问题。通过对某车身有限元模型的数值模拟测试,验证了算法的可用性和有效性。

摘要：针对通过手动画高质量网格的传统有限元建模方法存在建模周期长的问题,应用网格变换技术,结合开发的一套自动识别并提取标识点的方法,快速地建立了9岁儿童C4-C5颈椎有限元模型.应用材料缩放的方法,获得了9岁儿童颈部材料参数,并参考尸体试验数据,在拉伸、前屈及后伸工况下对模型进行了验证.结果显示,与全部人工识别并提取标志点的方法相对比,该套取点方法节约了2/3~3/4的时间.开发的有限元模型网格质量高,平均几何模型精度误差是0.46mm.模型仿真输出值与试验值吻合良好,精度达到90%以上.通过该方法开发有限元模型可节省大量的时间,并且模型具有较高的生物逼真度.同时该方法具有较强的适应性,可应用于各类复杂几何的快速有限元建模.

摘要：运用ANSYS参数化设计语言,建立具有真实气动外形和复合材料铺层的高精度有限元壳结构模型,并且在Matlab平台调用、耦合基于BEM理论建立的气动模型,从而构建风力机叶片气弹分析模型。充分考虑叶片实际受载情况,对100 kW风力机叶片进行弯扭耦合加载气弹分析,求解了耦合与非耦合情形下风力机的响应、功率系数和弯矩等,总结不同风速下气弹耦合作用对于风力机的影响,并对风力机叶片设计提出改进措施。

摘要：为对男上装基础版型与人体接触状态下的压力分布进行仿真与分析,采用三维人体测量技术获取人体和服装的点云数据,通过逆向工程软件建立人体与服装的几何模型,运用有限元软件进行有限元网格划分,建立人体与服装在接触状态下的有限元模型并进行仿真计算。由仿真结果得出基础版型与人体之间的压力及位移的分布状况:肩部中点的压力值为2.012～4.134 kPa,胸点与背部点压力值为0～1.101 kPa,肩颈点与肩点压力值为0～2.012 kPa;而实测肩部中点压力值为3.14～3.20 kPa,胸点压力值为0.73～0.81 kPa,肩颈点压力值为0.54～0.61 kPa,肩点压力值为1.19～1.23 kPa,背部点压力值为0.61～0.75 kPa;经对比实验验证所建立的有限元模型是合理且有效的。

摘要：在前期研究中对下肢长骨和膝关节主要韧带的模型进行了全面验证的基础上,建立了具有详细解剖学结构的行人膝关节有限元模型,并定义了各组织间的接触。依据更符合实际行人事故中膝关节载荷特点的生物力学实验,对膝关节有限元模型进行了动态四点弯曲和动态三点弯剪仿真验证。结果显示膝关节模型的生物力学响应与实验结果吻合,能较好地反映膝关节的损伤和动力学响应,具有较好的生物逼真度。

摘要：基于下肢螺旋CT扫描,保留主要的解剖学结构,建立了中国50百分位男性小腿有限元模型。应用中国人体测量学数据进行模型缩放,对皮质骨厚度进行精确的模拟。基于Ls-Dyna材料模型模拟皮质骨拉、压特性和应变率特性。对模型进行小腿的准静态轴向压缩验证以及胫骨、腓骨与小腿的准静态三点弯曲验证和近心端1/3、中部和远心端1/3的动态三点弯曲验证。验证结果显示:仿真验证曲线与试验曲线走势吻合较好,峰值力大小与出现时刻基本一致,表明所建立的模型生物逼真度较高。

摘要：目前的假人和人体有限元模型大多是根据欧美人体建立的,故由人体身材的差别引起生物力学的响应的差异值得探讨。建立中国50th人体有限元模型有助于提高中国人体的损伤防护水平。通过CT扫描数据获得大腿的几何模型,并将其缩放到中国50th的人体股骨尺寸。根据股骨解剖学结构将股骨头、股骨颈、股骨体和内外侧髁等的皮质骨和松质骨赋予不同的材料参数,并利用LS-OPT对大腿模型的材料参数进行优化,使仿真结果与缩放至中国50th人体股骨尺寸的实验数据吻合,以满足不同的加载部位、加载方向和加载速率等载荷工况的验证要求。仿真结果表明优化后的模型具有较高的生物逼真度,并能适应多种载荷工况。

摘要：建立并验证了具有主动力响应的乘员颈部肌肉有限元模型,用于研究颈部肌肉主被动响应对后碰撞载荷下乘员头颈部动力学响应及颈部损伤的影响.运用50百分位成年男性颈部的MRI数据重建了人体颈部肌肉三维数值模型,采用克里格插值方法将其与头颈基础模型进行匹配.肌肉材料定义采用Ogden材料和Hill材料相耦合的办法以分别模拟肌肉的被动和主动特性.根据Davidsson等人开展的后碰撞台车志愿者试验数据对该颈部肌肉模型进行了验证.结果表明,肌肉激活状态下与未激活时比较,头部质心相对T1位移减小了12mm,头部角位移减小了4°,肌肉主动力影响显著.该模型的数值模拟结果与志愿者试验结果吻合较好,模型具有较高的生物逼真度,可应用于后碰撞中的乘员颈部损伤研究.

摘要：为了精确地建立磨损内膛有限元模型,提出分片拼接法,建立身管内膛的参数化实体模型;提出节点偏移法,构建磨损程度不同的内膛有限元模型;通过搭建磨损内膛的弹炮耦合模型,并计及磨损内膛体积增大量,采用热固耦合有限元法分析了火炮内弹道膛压和弹丸初速的退化过程。通过对比仿真结果和实验数据,验证了上述建模方法的正确性。该研究不仅对身管的设计和分析具有参考意义,也可以为火炮内弹道的性能退化提供评估方法。

摘要：采用ANSYS有限元软件建立某大跨度斜拉桥试验室物理模型的三维有限元模型。基于灵敏度分析,选取模型待修正参数和用于模型修正的特征量。采用实验设计方法生成参数样本,通过有限元分析提取对应的特征量信息,进而建立待修正参数与特征量关系的径向基函数响应面模型。通过对响应面模型的拟合误差分析,确定径向基函数的最优形状参数。以斜拉桥自振频率和静态索力构建目标函数。基于建立的响应面模型,采用遗传优化算法进行有限元模型修正。结果表明,采用径向基函数响应面模型拟合斜拉桥设计参数与特征量之间的隐式关系有较高的精度;基于仿真数据的模型修正有较高的精度,基于试验数据的模型修正能得到合理的结果,该方法可有效地修正复杂桥梁结构有限元模型。