检索结果-内蒙古大学图书馆

科学技术与工程 2017年第12期17卷 173-178页

作者：彭兵王显会王磊陈荣华周云波南京理工大学南京210094 北京汽车研究总院有限公司北京101300

以某轻型车辆为研究对象,在爆炸冲击作用下车身底部结构响应进行仿真与试验研究。采用任意拉格朗日—欧拉算法(arbitrary Lagrange-Euler,ALE)对爆炸冲击作用下的板壳结构响应进行仿真计算分析。通过对比分析仿真结果与理论结果,验证了... 详细信息

以某轻型车辆为研究对象,在爆炸冲击作用下车身底部结构响应进行仿真与试验研究。采用任意拉格朗日—欧拉算法(arbitrary Lagrange-Euler,ALE)对爆炸冲击作用下的板壳结构响应进行仿真计算分析。通过对比分析仿真结果与理论结果,验证了算法的准确性。根据某轻型车辆建立试验样车有限元模型,进行了爆炸仿真分析,研究其在爆炸冲击作用下车身底部结构损伤与车身底板结构响应。研究了试验样车爆炸试验方法进行了样车的实爆试验,验证了样车仿真的准确性,根据车身及底部结构损伤形态为后续整车车身设计提供合理建议。

关键词：爆炸冲击车辆底部结构任意拉格朗日-欧拉算法试验样车

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挖掘机工作装置疲劳分析方法

引用

吉林大学学报（工学版） 2016年第1期46卷 159-165页

作者：邱清盈魏振凯高宇冯培恩殷鹏龙浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 国机重工(常州)挖掘机有限公司江苏常州213136

针对挖掘机载荷谱难以实测获取,从而难以对其工作装置进行疲劳分析的问题,提出一种新的解决方法:首先通过对铲斗挖掘土壤过程进行仿真,获得挖掘阻力的完整变化过程,即挖掘阻力载荷谱;然后通过整机作业过程仿真,获得与上述挖掘阻力载荷... 详细信息

针对挖掘机载荷谱难以实测获取,从而难以对其工作装置进行疲劳分析的问题,提出一种新的解决方法:首先通过对铲斗挖掘土壤过程进行仿真,获得挖掘阻力的完整变化过程,即挖掘阻力载荷谱;然后通过整机作业过程仿真,获得与上述挖掘阻力载荷谱相对应的工作装置各铰点载荷谱,并通过实测油缸压力进行对比验证;最后以经过验证的各铰点载荷谱实现工作装置的动臂和斗杆疲劳寿命分析。以某23t液压反铲挖掘机为例,详述了采用上述方法对其工作装置进行疲劳分析的过程,计算出动臂和斗杆在典型作业循环工况下的最低疲劳寿命分别为10^(5.978)和10^(6.47)次,验证了所提方法的有效性。

关键词：矿山机械工程疲劳分析任意拉格朗日-欧拉算法液压挖掘机工作装置

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舰船舵密封装置冲击理论建模与仿真研究

舰船舵密封装置冲击理论建模与仿真研究

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作者：黎晓健武汉理工大学

学位级别：硕士

现代战争中，潜艇必然面临着水下非接触爆炸威胁，由于潜艇结构以及艇内设备承受着过大加速度和位移而遭到破坏，导致潜艇散失战斗力。舵传动系统在作战环境中主导着潜艇的操纵性和抗沉性，其中作为舵传动系统的关键部件，舵密封装置影... 详细信息

现代战争中，潜艇必然面临着水下非接触爆炸威胁，由于潜艇结构以及艇内设备承受着过大加速度和位移而遭到破坏，导致潜艇散失战斗力。舵传动系统在作战环境中主导着潜艇的操纵性和抗沉性，其中作为舵传动系统的关键部件，舵密封装置影响着潜艇的工作性能和密封安全。因此，研究舵密封装置水下非接触爆炸环境中的冲击响应计算方法对舵密封装置的抗冲击设计具有指导意义。\n 基于此，本文以舵密封装置为对象，从设计冲击谱、时域冲击载荷以及水下非接触爆炸数值模拟的角度，研究其冲击计算方法，并进行相应的冲击响应计算。研究的具体内容包括：\n （1）从反应谱的概念出发，研究了舰艇动态设计方法（DDAM，或称设计冲击谱），并进行时域冲击载荷转换。首先运用模态叠加法，将多自由度系统进行模态坐标转换，并结合杜哈梅积分求解各阶模态响应，采用NRLSUM模态组合法获得设计冲击谱响应。其次提出构造等位移谱线方法，将DDAM法中的两折谱扩展为三折线谱，根据BV043-85规范将冲击谱转换为时域冲击载荷；\n （2）研究了舵密封装置的静态特性，计算了设计冲击谱响应，理论推导了填料的轴向应力、径向应力和侧压系数的计算公式；运用有限元法，讨论了轴向位移、轴向应力、径向应力、侧压系数和侧压系数比随摩擦系数和压盖预紧力的变化趋势，对比了理论计算和有限元计算结果。除此之外，以舵密封装置的简化力学模型为例，阐述了舰船冲击“谱跌”现象，建立了舵密封装置的有限元模型，并运用DDAM法计算得到冲击响应；\n （3）对舵密封装置时域冲击计算方法展开了研究。采用了梁单元与实体单元耦合法简化舵密封装置有限元模型，分析了单元耦合前后的模态变化。在此基础上，分别运用无阻尼自由度耦合法、无阻尼接触算法、有阻尼接触算法和填料壳体双点支承法仿真了舵密封装置的时域冲击响应。通过各方法响应结果的对比分析，得到了合适的填料密封装置时域冲击计算方法；\n （4）研究了水下非接触近场冲击载荷理论和流固耦合理论。首先理论分析了水下爆炸冲击波的特点以及伴随产生的气泡运动和脉动机理，给出了冲击波压力峰值经验公式。其次，基于 ALE（任意拉格朗日-欧拉算法）、Lagrange和Euler坐标系映射关系和材料时间导数，推导了ALE流固耦合控制方程。最后，以钢板结构受水下TNT非接触爆炸冲击为例，对比分析了冲击压力波峰经验公式与数值计算方法结果，同时运用流固耦合理论得到了钢板结构的冲击响应。

关键词：舵密封装置时域冲击任意拉格朗日-欧拉算法工作性能

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基于任意拉格朗日-欧拉算法的气帘展开数值模拟

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汽车工程 2009年第12期31卷 1158-1161页

作者：陆善彬董丽萍陈光张君媛杨志超吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室长春130025 同济大学汽车学院上海201804

大多数气囊展开模拟采用均匀压力算法,为了更有效地模拟充气气体与袋体的相互作用,建立了基于任意拉格朗日-欧拉算法(ALE)的气帘仿真模型,详细介绍了ALE模型相关组成部件、参数设置和接触定义方法,并利用LS-DYNA软件对该模型进行了仿真... 详细信息

大多数气囊展开模拟采用均匀压力算法,为了更有效地模拟充气气体与袋体的相互作用,建立了基于任意拉格朗日-欧拉算法(ALE)的气帘仿真模型,详细介绍了ALE模型相关组成部件、参数设置和接触定义方法,并利用LS-DYNA软件对该模型进行了仿真验证,最后将所建的气帘ALE模型初步应用到某车侧面碰撞仿真中,以考察气帘对乘员的保护作用。

关键词：任意拉格朗日-欧拉算法帘式气囊展开数值模拟

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基于任意拉格朗日-欧拉算法的气帘展开数值模拟

基于任意拉格朗日-欧拉算法的气帘展开数值模拟

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2009中国汽车安全技术国际学术会议暨中国汽车工程学会第十二届汽车安全技术年会

作者：陆善彬董丽萍陈光张君媛杨志超吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室长春 130025 同济大学汽车学院

大多数气囊展开模拟采用均匀压力算法，为了更有效的模拟充气气体与袋体的相互作用，以某气帘为研究对象，介绍了气帘任意拉格朗日—欧拉模型相关组成部件，袋体、环境空气及充气气体参数设置方法以及相关的接触，建立了帘式气囊静态起... 详细信息

大多数气囊展开模拟采用均匀压力算法，为了更有效的模拟充气气体与袋体的相互作用，以某气帘为研究对象，介绍了气帘任意拉格朗日—欧拉模型相关组成部件，袋体、环境空气及充气气体参数设置方法以及相关的接触，建立了帘式气囊静态起爆ALE模型，并利用LS-DYNA软件对该模型进行了仿真验证，为乘员离位工况模拟提供了有力的工具，最后简单介绍了车体—假人—气帘ALE建模方法，为内饰、安全带等对气帘展开影响的模拟奠定了基础。

关键词：任意拉格朗日-欧拉算法帘式气囊静态起爆数值模拟

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介观尺度两相流动的数值方法与机理研究

介观尺度两相流动的数值方法与机理研究

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作者：刘汉涛中北大学

学位级别：博士

介观尺度通道内的多相流动涉及复杂的动力学特性，仅靠理论简化分析、实验半经验的方法以及引入许多经验关系式的数值模拟方法，很难准确描述该复杂流动中的颗粒受力、动量能量的相间传递、相间分界面的变化，影响人们对该流动真实机理... 详细信息

介观尺度通道内的多相流动涉及复杂的动力学特性，仅靠理论简化分析、实验半经验的方法以及引入许多经验关系式的数值模拟方法，很难准确描述该复杂流动中的颗粒受力、动量能量的相间传递、相间分界面的变化，影响人们对该流动真实机理的理解和掌握。本文基于任意拉格朗日－欧拉（ALE）方法模拟惰性颗粒两相流动，采用有限元方法数值求解流场的N-S方程，并增加联立求解能量方程，应用牛顿定律追踪颗粒运动，并通过积分颗粒表面的粘性应力和压力获得颗粒的受力，从而实现了对颗粒两相流运动的真正直接数值模拟。通过Delaunay－Voronoi法生成非结构化的三角形单元网格，颗粒移动时，通过求解Laplace方程得到网格移动速度，当单元网格严重变形时网格将重新划分，以确保网格质量。控制方程通过Galerkin法离散，流体与颗粒动量方程通过推导生成一种弱解形式，这样颗粒和流体间相互作用的力和扭矩就不必专门加以计算。颗粒位置的更新将由其速度决定，时间步长由颗粒的速度和加速度来自动调整，方程的非线性部分由牛顿迭代求解，线性部分由GMRES算法来求解。用该方法模拟颗粒的沉降及颗粒溶解引起的相变及相间分界面的形状变化，在介观尺寸上阐明该复杂流动中颗粒的运动规律、相间分界面的移动变形、颗粒相相互作用形成的结构以及传热和流动的相互作用机制，得到颗粒两相流的一些新特征。通过以上方法的研究得到了以下主要结论：（1）热对流引起了流场流动的变化和不对称，颗粒在热流体中沉降，热对流产生的力加速了冷颗粒的运动，尾部形成了涡脱落；颗粒在冷流体中沉降，热对流产生的力阻碍了冷颗粒的运动，尾部形成了羽流；颗粒溶解引起的颗粒表面形态的变化引起了颗粒的横向摆动，并使颗粒沉降速度发生了变化。（2）双颗粒在等温流体中，经历了拖曳、亲和、翻滚后，最终分别在一侧通道壁附近稳定沉降；双颗粒在热流体中沉降，热对流引起了颗粒沉降时的水平方向的摆动，出现了周期的拖曳、亲和、翻滚现象，且颗粒趋于分散；双颗粒在冷流体中沉降，热对流使颗粒的沉降保持稳定，未出现拖曳、亲和、翻滚现象，且颗粒趋于聚集；与等温条件下颗粒沉降相比，溶解双颗粒沉降时，颗粒运动轨迹、颗粒间的相互作用除与颗粒质量相关外，还与对流引起的颗粒尾迹、涡的脱落有关。（3）椭圆颗粒在等温流体中沉降，当椭圆长轴与x坐标轴垂直时，椭圆颗粒要发生旋转，运动行为的变化和摆动；椭圆颗粒在热流体中沉降，颗粒最终以通道中心线为平衡位置在水平方向上周期性摆动；热颗粒在冷流体中沉降，椭圆颗粒在一侧通道壁发生周期性摆动，沉降速度及角速度也出现周期性变化。另外，基于连续力学的网格方法通常很难捕捉边界滑移、热扰动等的影响，也难以适用于含多尺度特性的各种问题，而分子动力学时间及空间尺度通常局限于纳秒和纳米级。有鉴于此，本文基于无网格粒子耗散粒子动力学方法（dissipativeparticle dynamics, DPD），采用四次方光滑函数构造了远程排斥近距吸引的保守力势函数，对液气两相流动进行了模拟。并完善了DPD方法中的运动颗粒受力、扭矩计算方法、运动控制方程、DPD参数，对固液两相流动进行了计算，阐明DPD方法在介观尺度上研究颗粒两相流动的可行性。对Y型通道内的流动过程，通过调整流固粒子间作用力系数比aw/ a_f、粒子注入速率、驱动外力等因素，模拟分析了流体在表面张力、重力以及流体与固壁相互作用下的流动过程及流动模式。研究了流动过程形成的不同的多相系统界面和接触线动力学特征。对流体绕流三维球体进行了耗散粒子动力学计算，并与经典关联式进行了对比验证。研究表明，在一定雷诺数范围内，DPD方法能准确的计算出阻力系数，在较大雷诺数时，由于流体的动力学参数及流体压缩性导致计算结果出现差异。低雷诺数时的颗粒沉降计算结果与直接数值模拟结果一致，表明DPD方法对颗粒两相流动的研究具有可行性。

关键词：介观尺度直接数值模拟耗散粒子动力学两相流沉降任意拉格朗日-欧拉算法

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