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板带热轧三维有限元热力耦合仿真分析

机械设计与制造 2007年第9期 106-108页

作者：陈林李晓谦中南大学机电工程学院长沙410083

采用更新的Langrange方法及大变形热力耦合有限元法对热轧过程进行了热力耦合仿真分析,经过多道次轧制仿真后,得出了轧件的温度场和轧制力分布以及每道次轧件入口与出口温度大小及轧制力的大小,并进行了现场工业实验对仿真结果进行了验... 详细信息

采用更新的Langrange方法及大变形热力耦合有限元法对热轧过程进行了热力耦合仿真分析,经过多道次轧制仿真后,得出了轧件的温度场和轧制力分布以及每道次轧件入口与出口温度大小及轧制力的大小,并进行了现场工业实验对仿真结果进行了验证,计算结果表明,仿真所得结果与实测结果误差很小,均在5%之内,从而证明模型是正确的,能够很好的运用于热轧过程的参数计算和研究,并对以后热轧工艺参数匹配规律研究以及板形控制研究提供重要的分析平台和起到重要的指导作用。

关键词：热轧三维热力耦合 marc有限元轧制力

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延安黄土边坡双排桩支护结构力学性能研究

延安黄土边坡双排桩支护结构力学性能研究

作者：李航飞长安大学

学位级别：硕士

延安处于黄土高原梁峁地区,川道狭长的缺点,给不断扩大的城市建设带来了诸多不利。由于建设用地紧张,目前延安市开始向川道两边坡地上扩大发展,由此引起的建筑边坡安全成了重点关注问题。而双排桩支护结构作为一种工程措施,在边坡加固... 详细信息

延安处于黄土高原梁峁地区,川道狭长的缺点,给不断扩大的城市建设带来了诸多不利。由于建设用地紧张,目前延安市开始向川道两边坡地上扩大发展,由此引起的建筑边坡安全成了重点关注问题。而双排桩支护结构作为一种工程措施,在边坡加固、滑坡治理等方面具有广泛应用。目前,关于双排桩支护结构的研究及应用,多集中于沿海与南方地区,而在西北黄土地区的相关研究及应用则相对较少。为此,本文针对黄土地区双排桩支护结构的工作性能及桩土接触作用进行了研究,为该地区类似工程计算提供参考。首先,整理了目前国内关于双排桩的几种常见计算方法,分析了各方法的特点,并提出本文工程算例的计算方法。该法选用改进的修正系数法,结合桩间土压力修正系数,按照朗肯主、被动土压力的分布形式进行计算。该方法概念明确,简单易行且计算精度易于保证。再者,采用marc有限元程序建立双排桩支护结构模型,对影响双排桩支护结构性能的重要参数如桩间距、桩截面尺寸、连梁高度等进行了分析;另外,对桩土接触作用如临界接触深度、桩侧土压力与摩阻力的分布情况进行了分析,得出了合理桩排距、合理桩截面尺寸等相关结论。最后,结合延安马家湾小区1#东段双排桩支护结构的相关数据,建立有限元模型进行模拟分析,将有限元分析结果与手算计算结果进行对比分析,证明本文提出的针对黄土地区双排桩的计算方法是可行的,为类似工程设计及施工提供有益的参考。

关键词：边坡工程双排桩支护结构桩土接触 marc有限元

型钢混凝土低矮剪力墙受剪承载力理论研究及有限元分析

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型钢混凝土低矮剪力墙受剪承载力理论研究及有限元分析

作者：冯林杰长安大学

学位级别：硕士

剪力墙作为建筑结构的主要抗侧力构件,在保证建筑结构安全中发挥着不可替代的作用,一旦剪力墙结构发生破坏直接影响到建筑物的安全性能。在建筑结构中经常用到剪跨比较小的低矮剪力墙,该类型剪力墙具有刚度大,抗剪承载力强的优势,但同... 详细信息

剪力墙作为建筑结构的主要抗侧力构件,在保证建筑结构安全中发挥着不可替代的作用,一旦剪力墙结构发生破坏直接影响到建筑物的安全性能。在建筑结构中经常用到剪跨比较小的低矮剪力墙,该类型剪力墙具有刚度大,抗剪承载力强的优势,但同时也伴随着延性差,耗能性能不足等缺点。为了弥补低矮剪力墙的缺点,各国学者通过不断的研究发现,在普通混凝土剪力墙两端约束区加入型钢形成SRC低矮剪力墙,可以很大程度上改善低剪力墙的受力性能。但是,目前针对SRC低矮剪力墙的抗剪承载力计算方法仍缺乏具有明确意义的力学模型,本文通过对SRC低矮剪力墙破坏模式及受力特性的分析,提出了适用于计算SRC低矮剪力墙抗剪承载力的软化薄膜元“理论模型”,然后编写了适用于本文软化薄膜元理论模型的计算流程,通过matlab程序计算得到SRC低矮剪力墙横截面剪应力-剪应变关系,进而计算得到剪力墙顶点处荷载-位移关系曲线,将计算结果和试验结果进行了对比,验证了本文理论模型的正确性。然后,对软化薄膜元模型进一步优化,考虑了反复荷载影响,将折减后的抗剪承载力与规范计算值和试验结果进行了对比,得到了和试验结果误差较小的计算结果,验证了本文提出的软化薄膜元理论模型计算SRC低矮剪力墙承载力的可行性。混凝土构件的剪切行为一直以来都是有限元数值模拟中的难点,而SRC低矮剪力墙即属于典型的剪压破坏。通过本文作者不断研究与尝试,发现应用marc有限元平台中的分层壳单元对SRC低矮剪力墙进行建模,并采用Oral Buyukozturk弹塑性强化准则对混凝土进行分析,计算得到的荷载-位移角曲线和试验骨架曲线吻合良好,能够较好的模拟出SRC低矮剪力墙受力特性。然后进一步应用marc有限元软件对SRC低矮剪力墙抗剪承载力影响因素进行数值模拟分析,得到了轴压比、混凝土强度、腹板配筋率及型钢布置位置等因素对抗剪承载力影响规律。

关键词： SRC低矮剪力墙软化薄膜元模型 marc有限元分层壳模型抗剪承载力

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大型环件轧制数值模拟及宽展变形研究

大型环件轧制数值模拟及宽展变形研究

作者：崔丹丹燕山大学

学位级别：硕士

由于环件轧制具有成本低、效率高等优点，近些年广泛用于各类无缝环件的生产，尤其是大型环件。但对于直径大于5m的轧环机及工艺研究较少。宽展是大型环件径向轧制中常见的形状缺陷之一，其不仅影响环件尺寸，还会增加后续加工余量和材... 详细信息

由于环件轧制具有成本低、效率高等优点，近些年广泛用于各类无缝环件的生产，尤其是大型环件。但对于直径大于5m的轧环机及工艺研究较少。宽展是大型环件径向轧制中常见的形状缺陷之一，其不仅影响环件尺寸，还会增加后续加工余量和材料消耗，提高生产成本。因此，研究宽展形成规律及影响因素，为工艺参数制定及毛坯尺寸确定提供依据，为其它形状缺陷的形成机制及防止对策提供参考，从而提高环件轧制质量，具有重要的工程意义。本文根据某厂大型径向轧环机设备参数及工艺参数，在***平台上建立环件轧制三维热-力耦合模型，通过计算结果，分析了宽展、应力、应变及温度的变化规律，其中重点研究宽展变形。通过更改模型参数并进行大量运算，研究了轧制速度、进给速度、轴向宽度、不同壁厚、轧辊尺寸对宽展的影响。利用模拟所得数据，对宽展公式中的系数进行回归分析，从而得到环件轧制宽展系数计算公式。在板带轧制宽展模型的基础上，引入宽展占压下系数kβ，并结合环件轧制特点，建立适合环件的宽展预测模型，该模型可以预测任意轧制圈数后，环件锻件的平均宽度和内外径尺寸。将根据宽展模型及宽展公式计算的外圆直径、宽展值与理想数据进行对比，结果符合实际生产规律，数据吻合较好。在考虑宽展的前提下，进行了环件锻件和毛坯尺寸及公差设计，由于环件尺寸较大，相应标准中未涉及，因此，余量和公差数值作为参考，具体根据实际生产而定。除宽展引起的“鱼尾”缺陷外，本文还研究了蝶形、锥度、椭圆、壁厚不均缺陷的形成机制和防止对策，为生产提供参考。

关键词：环件轧制宽展 marc有限元形状缺陷毛坯设计

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棒材轧制离线模拟软件的开发

棒材轧制离线模拟软件的开发

作者：侯洁燕山大学

学位级别：硕士

棒线材在我国国民经济的发展中起着非常重要的作用，尤其在制造业、建筑业中的应用最为广泛。随着市场竞争的日益激烈和各种先进轧制技术的不断发展，人们对棒材的力学性能、尺寸精度、产品质量、开发周期以及生产成本的要求不断提高。... 详细信息

棒线材在我国国民经济的发展中起着非常重要的作用，尤其在制造业、建筑业中的应用最为广泛。随着市场竞争的日益激烈和各种先进轧制技术的不断发展，人们对棒材的力学性能、尺寸精度、产品质量、开发周期以及生产成本的要求不断提高。因此，研究和探索棒材轧制孔型设计、变形规律和轧制工艺，对降低生产成本、改善工艺、提高产品质量和精度都是非常有必要的。利用计算机离线模拟技术来设计孔型，并预测轧件在设计好的孔型中连轧的全过程，能够对产品的可制造性及其尺寸精度进行预报。本文以棒材轧制为研究对象，基于金属塑性加工原理、孔型设计理论，开发了棒材轧制离线模拟软件。本软件以C++编程语言为开发平台，以圆钢棒材轧制为基本实体模型，选择了相应的宽展、轧制力、轧制力矩及温度计算模型编制了孔型设计及工艺参数计算源程序。利用Visual Basic6.0建立了棒材轧制过程离线模拟软件的可视化界面，通过混合编程的方法调用C++计算程序，实现了棒材轧制过程的离线模拟计算。软件具有较好的适用性及通用性，且界面清晰友好，操作方便。利用软件进行实例计算，在相同的轧制条件下，将计算结果与marc有限元仿真数据及某厂现场数据进行对比，充分验证了棒材轧制过程离线模拟软件计算结果的准确性和轧制可行性。

关键词：棒材轧制 C++ 离线模拟孔型设计工艺参数 marc有限元

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高填方路堤下涵洞减荷试验研究

高填方路堤下涵洞减荷试验研究

作者：曹周阳长安大学

学位级别：硕士

本文以四川广元至巴中高速公路K45+015处高填方涵洞为试验工点,在涵顶与涵侧同时铺设EPS板(即可发性聚苯乙烯泡沫塑料板材)作为减荷材料,研究涵洞减荷措施,以及铺设不同密度、不同厚度EPS板时的涵洞进行了现场试验,研究了:涵顶垂直土压... 详细信息

本文以四川广元至巴中高速公路K45+015处高填方涵洞为试验工点,在涵顶与涵侧同时铺设EPS板(即可发性聚苯乙烯泡沫塑料板材)作为减荷材料,研究涵洞减荷措施,以及铺设不同密度、不同厚度EPS板时的涵洞进行了现场试验,研究了:涵顶垂直土压力的大小、分布及其随填土高度的变化规律;涵洞侧向土压力的大小、分布及其随填土高度的变化规律;EPS板的应力应变规律;涵洞洞身与两侧填土间的沉降差大小及其随填土高度的变化规律。结合本次试验涵洞的有关计算数据,将已有的两类减荷公式的计算结果与实测值作了比较,分析两类公式所适用的情况;对涵洞减荷措施设计中关键的EPS板密度、厚度确定,作了初步的探讨,提出两个计算公式,并与已有减荷涵洞试验数据进行了对比,表明公式具有一定的适用性。以试验工点为例,对采取减荷措施情况下的涵洞进行了构优化设计,并应用于现场试验工点,与原涵洞进行了造价对比,以此证明新方法的经济价值;运用marc软件进行了有限元计算,并与现场实测结果进行对比分析。本文成果可供各种上埋式构筑物工程设计参照,并可作为各相关部门有关的设计规范、规程与手册修订的参照依据。

关键词：高填方涵洞土压力减荷 EPS板 marc有限元涵洞结构设计

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大型环件数值模拟及圆度误差控制

大型环件数值模拟及圆度误差控制

作者：谢超宇燕山大学

学位级别：硕士

大型筒节环件轧制是近年来新发展的一项课题。随着我国重型装备制造业的发展,大型筒节件的需求逐渐增多。大型环件的轧制是将锻件冲孔后加热到一定温度,通过轧机设备直接轧制成型。圆度误差是环件轧制成品质量的一项重要衡量标准。圆度... 详细信息

大型筒节环件轧制是近年来新发展的一项课题。随着我国重型装备制造业的发展,大型筒节件的需求逐渐增多。大型环件的轧制是将锻件冲孔后加热到一定温度,通过轧机设备直接轧制成型。圆度误差是环件轧制成品质量的一项重要衡量标准。圆度误差控制尚无系统可靠理论,因此通过轧制工艺参数和抱辊控制方式的改变探究影响环件轧制圆度因素的工作具有重要意义。本文根据某重型机械厂大型筒节轧制设备及工艺,在***平台上建立筒节环件的三维热-力耦合模型,模拟大型筒节环件轧制过程。分析了轧制变形区应力、应变及温度分布规律,重点研究圆度误差的产生和控制。通过更改工艺参数进行一系列模拟,研究了轧制速度、轧辊进给速度、轧辊尺寸、轧制温度等对圆度误差的影响。研究抱辊的控制方式,通过力学推导得到环件轧制中抱辊力的极限值,利用有限元模拟分析抱辊力的大小对于环件圆度的影响。基于环件尺寸扩大速度推导出抱辊理想位置坐标,通过有限元模拟得到抱辊受力情况。比较两种抱辊控制方式对于环件圆度控制的利弊,提出理想控制方案。介绍了大型筒节件轧制中容易出现的端面宽展凹坑、喇叭形锥度误差、壁厚不均等形状误差,分析了这些形状误差的产生机理、危害及减小措施。介绍了环件形状检测方法和装置,叙述了激光位移传感器测径原理,用于实际生产和实验。

关键词：环件轧制圆度误差抱辊控制 marc有限元环件缺陷

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铜铝复合轧制结合界面速度场分析

应用技术学报 2022年第2期22卷 131-137页

作者：李晓青徐军魏立群付斌徐怀君上海应用技术大学机械工程学院上海201418 上海应用技术大学材料科学与工程学院上海201418

为制备性能优异的铜铝复合材料,基于***有限元仿真软件,选取1060纯铝和TP2纯铜进行冷轧复合界面的速度场模拟计算,将研究不同轧制参数条件下铜铝界面速度变化。确定了铜铝复合带在不同厚度配比和不同道次压下率时,其结合界面上的速度场... 详细信息

为制备性能优异的铜铝复合材料,基于***有限元仿真软件,选取1060纯铝和TP2纯铜进行冷轧复合界面的速度场模拟计算,将研究不同轧制参数条件下铜铝界面速度变化。确定了铜铝复合带在不同厚度配比和不同道次压下率时,其结合界面上的速度场变化与界面复合情况。模拟计算表明,随着铜铝复合带厚度配比的增加,界面复合所需的搓动速度差范围变大;剥离实验分析表明,在铜带与铝带厚度比分别为1∶4、1∶5、1∶6的情况下,对应地在临界道次压下率下界面均实现了良好的复合,而且铜铝复合带界面平均剥离强度大小随着道次压下率的增加而随之增加,其复合效果明显提高。

关键词： marc有限元铜铝冷轧复合界面速度场速度差

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超浅层顶管地表位移的仿真计算

公路交通技术 2007年第Z1期23卷 18-20页

作者：龚尚龙胡智超陈思甜重庆交通大学重庆400074

顶管作为一种非开挖敷设地下管道的施工方法,在市政工程中应用越来越广泛。在市政项目中,很多顶管工程埋深较浅,覆土厚度H<3 m时,超出了现有相关规范规定,同时国内外在这个方面的文献资料几乎是空白。以重庆主城排水工程南滨路超浅层曲... 详细信息

顶管作为一种非开挖敷设地下管道的施工方法,在市政工程中应用越来越广泛。在市政项目中,很多顶管工程埋深较浅,覆土厚度Hmarc有限元对施工过程进行仿真计算,并将计算值与工程实测值进行比较,得到较好的结果。

关键词：顶管 marc有限元位移