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汽车安全与节能学报 2024年第2期15卷 169-177页

作者：王居闯曹清林邱睿宋刘伟郭平安赵港江苏理工学院机械工程学院常州213001 安徽师范大学数学与统计学院芜湖241000 中机精密成形产业技术研究院(安徽)股份有限公司芜湖241000

为增强电动汽车在侧面碰撞事故中的电池安全性,以某新能源汽车电池箱为研究对象,创建侧面碰撞情况下的有限元模型。通过LS-DYNA进行5种速度侧面碰撞仿真,提取电池箱侧壁几何中心点的应力曲线以及电池模块破损情况,根据两者之间的相关关... 详细信息

为增强电动汽车在侧面碰撞事故中的电池安全性,以某新能源汽车电池箱为研究对象,创建侧面碰撞情况下的有限元模型。通过LS-DYNA进行5种速度侧面碰撞仿真,提取电池箱侧壁几何中心点的应力曲线以及电池模块破损情况,根据两者之间的相关关系,建立预测电池模块碰撞破损的反向传播(BP)神经网络模型。模型的输入量为应力曲线,输出向量为模块破损情况。结果表明:5种速度碰撞后预测错误3块,其余177块预测均正确;准确率达到98.33%。因而,通过对算法的设计可预测出电动汽车在受到侧面碰撞时将要破损的具体模块,有利于提高电动汽车安全性。

关键词：电动汽车(EV) 电池模块侧面碰撞破损预测反向传播(BP)神经网络有限元(FE)仿真

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基于有限元法的铣刀切入过程研究及破损预测

基于有限元法的铣刀切入过程研究及破损预测

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作者：张文辉上海交通大学

学位级别：硕士

刀具破损是金属加工过程中刀具失效的形式之一,不仅使刀具过早地丧失切削能力,同时还可能对机床等造成损坏,成为生产中迫切需要解决的重大课题。铣削过程中,随着大量脆性刀具的应用,刀具破损几乎成为刀具失效的主要原因。有研究表明,刀... 详细信息

刀具破损是金属加工过程中刀具失效的形式之一,不仅使刀具过早地丧失切削能力,同时还可能对机床等造成损坏,成为生产中迫切需要解决的重大课题。铣削过程中,随着大量脆性刀具的应用,刀具破损几乎成为刀具失效的主要原因。有研究表明,刀具切入破损是断续切削破损的重要原因,因此研究铣刀切入过程及破损预测有极其重要的实际意义。本文在分析刀具切入破损机理等研究现状的基础上,从刀具的应力场入手对铣刀切入过程进行了研究,主要进行了以下工作: （1）建立了以DEFORM软件为基础的铣削过程有限元仿真模型。阐述了有限元模拟中需解决的关键问题,包括端铣刀几何模型、网格重划分、接触与摩擦特性、材料本构模型等,详细介绍了切削模拟的步骤。（2）构建了铣削过程刀具破损监测试验系统。为验证有限元仿真的正确性,通过声发射传感器和数据采集卡对铣削过程中刀具的声发射信号进行检测和采集,得到不同切削用量情况下刀具的实际状态。（3）基于有限元仿真结果,研究了切削用量对铣刀切入过程刀具应力的影响,分析了切入过程中刀具最大应力的变化趋势,即随着切入行程的增加刀具最大应力经历“骤增-减小-波动”的过程。（4）根据试验及仿真结果,提出了一种判定铣刀是否发生切入破损的理论依据,并验证其有效性;分析了切入过程中前刀面和刀尖附近区域应力的分布状况,根据刀尖附近应力分布的集中区域,预测了刀具破损的大致区域,通过试验结果验证了其合理性。

关键词：铣刀切入过程破损预测有限元

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高压管汇破损预测技术研究

高压管汇破损预测技术研究

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作者：刘春城大连理工大学

学位级别：硕士

随着石油化工行业的发展，高压管汇在石油和天然气管道中被普遍使用。高压管汇又称高压流体控制件的总汇。由于内部承受很高的冲击压力和交变荷载，厚度磨损较大。随着使用年限的增长，在高压管汇中产生疲劳断裂。在石油化工等生产... 详细信息

随着石油化工行业的发展，高压管汇在石油和天然气管道中被普遍使用。高压管汇又称高压流体控制件的总汇。由于内部承受很高的冲击压力和交变荷载，厚度磨损较大。随着使用年限的增长，在高压管汇中产生疲劳断裂。在石油化工等生产中，管道、管汇担负着输送各种物料的任务，一旦发生事故就会导致危及装置的正常生产，甚至可能引起火灾、中毒、爆炸等恶性事故，因此对高压管汇的破损预测和使用寿命评判已越来越多地引起工程界的关注。本文在大量查阅有关文献的基础上，将对此作以较为深入的研究，首先从强度分析入手，应用固体力学中的有限元方法，采用8节点块体单元对其典型构件进行弹塑性分析。在此基础上应用相应的断裂力学理论或准则进行一次性断裂分析、疲劳断裂寿命预测及裂纹扩展寿命预测。（1）高压流体控制件直管的强度分析：按规格分高压件有3″、2″和1.5 ″三种，在三种类型中选择有代表性的三个高压件在荷载工况为50MPa、 70MPa、100MPa内压下做强度分析计算;（2）高压流体控制件的活动弯头强度分析：亦是从 3″、2″和1.5″三种规格选择有代表性的三个高压件在荷载工况为50MPa、70MPa、100MPa内压下做强度分析计算;（3）高压流体控制件的三通有限元强度分析，选择进口和国产各一种在荷载工况为50MPa、70MPa、100MPa内压下做强度分析计算;（4）高压流体控制件的直管端头的有限元强度分析，在荷载工况为 50MPa、70MPa、100MPa内压下做强度分析计算，因端头曾产生过断裂，要对断裂的原因进行理论分析;（5）应用线弹性断裂力学准则对高压流体控制件的直管、直管端头、弯头、和三通管做一次性断裂破坏分析;（6）应用低周疲劳理论对对高压流体控制件的直管、直管端头、弯头、和三通管进行疲劳断裂分析;（7）应用Paris公式及Miner的线性累加公式对高压流体控制件的直管、直管端头、弯头、和三通管进行裂纹扩展寿命分析。最后，本文得出高压管汇破损预测的结论，本文研究的原理和成果还可以推广到油田及石油化工等行业的油管、套管、钻杆、钻铤等材料和零件的破损预测分析。

关键词：高压管汇破损预测有限元疲劳断裂

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