一、旋转结构非轴对称变形的有限元分析（论文文献综述）
张宇恒[1]（2021）在《搓捻成形晶体塑性有限元模拟与实验研究》文中指出材料在塑性变形过程中,织构会对材料的微观组织以及力学性能产生重要的影响。研究晶粒取向变化以及位错滑移等微观塑性变形行为对揭示材料宏观塑性变形的规律具有重要的意义。晶体塑性有限元模拟方法（CPFEM）作为一种研究材料微观形态变化的工具,近年来已经成为相关研究领域的热点。本文以铝1060为研究对象,使用Voronoi方法建立了多晶光滑模型与粗糙模型,在变形过程中对搓捻成形圆棒形工件材料的微观变化进行研究。并对搓捻成形工艺技术进行实验验证。首先,常温下进行拉伸实验,采用模拟拉伸应力应变曲线与实验相逼近的方式得到材料性能参数。使用晶体塑性有限元法研究了单轴拉伸、压缩、轧制简单的加载行为,分析材料塑性变形的不均匀性以及晶界处的应力集中现象。通过实验对模拟过程进行了验证,结果表明采用晶体塑性有限元方法能够预测材料在不同成形下织构的演化。其次,对搓捻成形过程进行研究,给出在实际搓捻成形过程中的运动学公式。对搓捻成形进行晶体塑性有限元模拟,分析位移场研究金属的流动性及端部轴心处形成凹心的原因。研究工件轴向与径向的受力状态,解释搓捻成形工艺预防材料发生颈缩甚至断裂的原因。分析单个晶粒在搓捻成形的应力应变状态变化,研究周期复杂受力行为。采用平均化的方式得到更能真实反映整个材料变形行为的代表性单元应变曲线。绘制剪切应变率曲线对滑移系统的启动与运动进行研究,分析晶粒初始取向与所处位置对滑移系统演化的影响。对单个晶粒取向变化进行研究,变形后取向极点发生离散。由于晶粒间的协调变形,扭转变形后的取向呈片状分布在初始取向附近。最后,通过EBSD测试分析实验数据,测得实验极图与晶体塑性模拟结果相吻合,再次验证晶体塑性有限元法预测织构的准确性。数据表明搓捻成形较普通周向轧制,变形更为均匀,材料性能更加稳定。
刘杰[2]（2021）在《镁合金大直径环形构件挤压成形技术研究》文中研究表明大型环形件作为密封和紧固连接件,在航空航天、石油及化工等领域有着广泛的应用。面向捷龙火箭分离环轻量化的迫切要求,选择ZK60镁合金制备大规格薄壁环形件,并针对传统的环形件制备方法与镁合金材料成形性难以耦合的难点问题,提出了一种曲母线通道连续翻转挤压成形新工艺。首先为保证成形构件性能,通过一种新型大高径比镦粗工艺完成材料开坯,其次在采用主应力法对新型工艺进行力学解析的基础上,掌握了大型薄壁环形件成形过程中金属流动特性,基于变形均匀性评价因子,对成形工艺参数及模具结构参数进行优化,制定了多次翻转成形的工艺方案,最后开展物理试验验证,成功制备大型薄壁环形构件。主要研究结论如下:1、通过分析大高径比棒料镦粗研究现状及镦粗成形工艺特点,提出一种用束缚坯料上端,通过增加了导引区出口及改变垫块形状,使难变形区金属与变形区金属实现同步流动的新型大高径比棒料镦粗工艺。其垫块形状为影响镦粗变形均匀性的主要因素。以大塑性变形、提高变形均匀性为目的,以等效应变、等效应变S.D.值为目标函数,利用数值模拟对模具结构参数θ进行优化。结果表明:在成形温度380℃,挤压速度为1.5mm·s-1,摩擦系数0.3的模拟条件下,当模具结构参数θ为3°时,坯料底部变形死区明显减小,坯料整体变形更加均匀,以此为基础设计了一种大规格镁合金环形件制坯成形模具。材料性能从抗拉强度281.6MPa、屈服强度135.4MPa、延伸率15.8%提高到了抗拉强度284.5MPa、屈服强度145.7MPa、延伸率19.6%。2、基于上限法对镁合金大直径环形构件挤压成形过程中各道次不同变形段或区变形部分进行力学分析以及理论计算,推导出在上限法下的速度场及应变速率场的理论计算公式。通过分析镁合金大直径环形件挤压成形特点、单道次变形量及“翘曲”、坯料堆积等成形缺陷,从而确定镁合金大直径环形件挤压成形工艺流程。同时采用主应力法对环形坯料挤压成形过程进行受力分析,通过DEFORM-3D模拟镁合金大直径环形件挤压成形过程并进行参数优化。结果表明:考虑成形件的结构尺寸及新型工艺允许的单次变形量,确定坯料需要进行4次翻转挤压,推导出以内凹模锥度角α为自变量的扩径力公式及最大压力公式,并以α为20°、23°和25°为例,与Deform-3D有限元模拟结果进行对比验证,误差在10%之内。最终得到挤压成形工艺参数为:挤压速度为1mm·s-1、内凹模锥度角为23°。3、根据镁合金大直径环形构件制坯工艺方案和成形工艺方案,进行了镁合金大直径环形构件制坯实验和成形实验。实验结果显示凸模压力变化趋势与有限元模拟结果基本一致,且成形件无断裂和折叠等明显缺陷产生,成形质量良好。为实现大规格镁合金薄壁环件的短流程、低成本制造开辟了新的途径。4、成形件抗拉强度为290.9MPa,屈服强度为156.6MPa,延伸率为24.2%,与冲孔坯料相比较,抗拉强度提升6.4MPa,屈服强度提升约为10.9MPa,延伸率得到较大提升约为4.6%。成形件的强度和塑性均得到较大提升主要由于DDRX与CDRX两种机制共同作用下较好的细化了组织。经过170°保温12小时的时效处理,抗拉强度平均值为288.9MPa,屈服强度平均值为168.2MPa,延伸率平均值为25.1%。5、匀化组织在经历镦粗变形后进行反挤压,形成了明显的“项链状”组织结构,此时的晶粒尺寸呈双峰分布,平均晶粒尺寸显着细化,约为71.4μm。成形件中粗大的变形晶粒被拉长,沿挤压方向呈长条状分布。晶粒进一步细化,平均晶粒尺寸下降至37.3μm。
蔡舒鹏[3]（2020）在《基于转动率连续理论的塑性变形速度场问题研究》文中研究指明在金属塑性变形过程中,塑性变形区的速度场分布可以揭示金属的塑性流动规律,对塑性加工过程的工艺流程制定和参数优化有着重要的理论指导意义。而众多传统解析法所确定的速度场通常是具有不唯一性的动可容场,制约了金属塑性流动理论在速度场求解中的应用。鉴于此,本文研究了基于晶体学物理背景的转动率连续理论所对应的速度场特点。以“扩展滑移”机制发生塑性流动的刚塑性体内部的滑移晶面与其最大剪应力面保持平行,此时转动率矢量场在空间内保持连续,而速度矢量场遵循拉普拉斯方程,在边界条件给定时具有唯一解。以此为基础,本文推导了遵循拉普拉斯方程的速度场在不同坐标系和变形条件下对应的偏微分方程,给出了对应的多个塑性变形问题（包括三维问题）的解析解,并讨论了遵循拉普拉斯方程的速度场与其他解析解和数值解的区别。本研究在微观晶体滑移和宏观材料塑性流动规律之间建立了定量的数学联系,与传统解析法相比具有晶体学物理背景和解的唯一性的优势,并为进一步研究塑性力学的基本规律提供了参考。首先,讨论了转动率连续理论与滑移线理论和理想塑性变形理论的异同点,发展了基于转动率连续理论的Euler-Lagrange变分方程,给出了在不同坐标系和不同变形条件下E-L方程所对应的关于速度场的偏微分方程,并求出了速度场的通解。证明了从E-L变分方程得到的关于速度场的偏微分方程与速度矢量场遵循拉普拉斯方程时和应变率张量的散度为零时得到的偏微分方程是一致的,三者之间可以互相转化。然后,分析了板材单曲率与双曲率胀形模型中速度场的差异性及其在预测构形和应变分布方面的影响。板材在遵循转动率连续理论时将胀形成单曲率的球面,其速度场满足拉普拉斯方程并始终指向胀形瞬时轮廓的外法线方向。而当速度场不满足该条件时板材将胀形成双曲率的椭球面,据此提出了相应的增量迭代算法。两种模型在预测胀形轮廓方面并无显着区别,而双曲率模型能更好地预测板材的厚向应变分布。但是双曲率模型没有显式解,计算需要数值迭代算法,而单曲率模型的计算方法简便易行,适合在工程中应用。其次,分析了圆盘平面塑性扭转过程中遵循拉普拉斯方程的速度场与应力解析解的差异。基于转动率连续理论相关的E-L变分方程,得到了遵循拉普拉斯方程的速度场和对应的位移场,并给出了不同应变强化材料模型的速度场和位移场的解析解。结果表明,满足拉普拉斯方程的速度场是从静力学应力平衡方程出发得到的非线性应变强化材料的速度场的渐近解,有限元分析结果与理论计算结果十分吻合,并从热动力学和晶体学角度解释了速度场出现差异的原因。再次,基于基本解方法给出了笛卡尔坐标系下速度场遵循拉普拉斯方程时的一般解法,并用其解决了边缘固定的刚塑性薄板在刚性平冲头准静态加载下发生非对称塑性挠曲的一般化问题（包括任意截面形状的冲头vs板材加载组合和多冲头同时加载）。通过求边界条件给定的双连通求解域内满足拉普拉斯方程的解析解,得到了板材上任意一点的挠度和冲头在不同位置加载时所需的冲压力。有限元分析结果与理论计算结果十分吻合,验证了基于转动率连续理论的模型的正确性。最后,以圆盘和圆环镦粗问题中的速度场特点分析为例,讨论了遵循转动率连续理论的材料在塑性变形过程中的运动学许可速度场的唯一性及适用条件。证明了如果圆盘或圆环在镦粗过程中转动率矢量保持连续,则其应变率张量的散度为零,侧面的径向速度场分布均匀,不会出现侧面鼓肚,这种变形状态只在砧面光滑时发生。而当砧面粗糙时,用抛物线型速度场描述侧面的径向速度分布可以很好地预测镦粗过程中的侧面鼓肚。最后分析了侧面鼓肚对圆环镦粗过程中极限载荷的影响。
金立帅[4]（2020）在《软材料和剪纸超材料管状结构的稳定性及应用研究》文中研究指明稳定性问题是力学领域中的经典问题。失稳现象广泛存在于自然科学、工程以及生物医学等领域中。与平面结构相比,某些材料的管状结构由于曲率的影响,往往具有不同的失稳特性。为探索曲率对结构失稳现象的影响,本文结合理论分析、数值仿真与实验验证,分别研究了软材料和剪纸超材料的管状结构在不同载荷及边界条件下失稳类型的差异以及失稳后结构形貌的演化规律,并将两种材料结合在一起,利用其各自的变形特性,设计了可充气剪纸结构和新型软体机器人。文章主要内容包括以下四个方面:软材料管状结构生长引发失稳的临界生长因子和临界波数的渐近解析解。在非线性弹性理论框架下,建立单层和双层圆管结构在外边界约束状态下的生长失稳模型,采用增量弹性理论推导失稳的分叉条件。针对失稳后临界波数比较大的情况,采用WKB近似方法,将失稳临界条件这一变系数微分方程的特征值问题转换为矩阵的特征值问题,得到了失稳分叉条件的显式表达式。分别对单层结构和双层结构的分叉条件作进一步的渐近分析,所得渐近解析解定性地揭示了结构几何参数和材料参数对失稳临界条件的影响规律。软材料管状结构生长引发失稳的后屈曲幅值演化规律的半解析解。在非线性弹性理论框架下,将增量控制方程展开到高阶,考虑增量扰动为小参数,进行弱非线性分析。通过第三阶控制方程的可解性条件与虚功原理,推导了后屈曲幅值演化规律的半解析解。与有限元分析相比,该方法能够更快速地确定结构失稳后幅值与生长因子之间的关系,并给出几何参数和材料参数对后屈曲幅值的影响规律。在后屈曲幅值演化方程的基础上,进一步讨论了不同材料与几何参数下结构的分叉类型以及失稳的缺陷敏感性问题。最后通过PDMS管状结构的溶胀实验,定性地验证了后屈曲分析结论的合理性。剪纸超材料管状结构的失稳类型及失稳界面的传播。采用实验测量、数值计算与理论分析相结合的方式,研究了平面剪纸结构与管状剪纸结构在单轴拉伸载荷作用下的失稳类型以及失稳后结构形貌变化的差异。通过实验方法对比了平面与曲面剪纸结构失稳前后的形貌差异,揭示了两种结构分别产生分叉失稳和极值失稳现象的原因。将Maxwell原理与有限元分析相结合,得到了两种失稳模式转换的几何参数区间。对于极值失稳的管状剪纸结构,采用应变梯度理论,建立了失稳界面（发生面内变形的管段与面外变形的管段之间的界面）的宽度与几何参数之间的关系。将研究结果应用于爬行机器人的设计中,显着地提高了机器人的爬行效率;同时设计了双稳态剪纸结构,能够实现对结构失稳界面传播的调控。结合软材料和剪纸超材料的变形特点,设计新型可充气剪纸结构及软体机器人。将管状剪纸结构与硅胶软材料相结合,设计了一种可充气的剪纸结构。通过改变剪纸结构的几何参数,实现对硅胶充气结构的变形调控。选取正交形剪纸图案,研究了其几何参数与结构变形之间的关系。针对轴对称和非轴对称变形结构,分别提出了基于反问题的设计模型。利用模块化设计方法和流体粘性特性,在不同的模块之间引入压力差,实现结构在单个输入下的多个输出控制,并利用这一原理制作了软体机械臂和攀爬机器人。本文关于软材料管状结构生长稳定性的研究成果,能够为某些生物软组织形貌演化规律的解释以及临床医学中某些疾病的诊断提供参考;关于剪纸超材料管状结构的稳定性研究成果,可以为力学超材料的结构设计提供一定的理论支持;将软材料和超材料相结合,能够进一步丰富力学超材料在新型结构设计和软体机器人等方面的应用。
江翔[5]（2020）在《钛合金圆柱耐压壳冲击作用下的承载能力分析》文中进行了进一步梳理随着当今世界经济的快速地发展,陆地上的资源已远远达不到人类的发展需求,世界各国都将目光投向了浩瀚的海洋。潜水器由于其潜在能力和突出的作用,是人类探索海底未知世界的过程中不可或缺的工具,是人类探索海洋、利用海洋、保护海洋的强有力的利器。目前,载人深海探测器已被广泛应用于各国海洋探测的各项工程中。潜艇的耐压舱段是圆柱耐压壳在实际工程中最直接的应用。不管对于潜艇还是潜水器,耐压壳都起着承受深水压力,保障舱内人员及各种设备正常运作的作用,同时起着提供主要浮力的作用。常见的潜水器耐压壳体结构型式一般为球体、圆柱体、圆锥体、椭球体,或者是他们的组合形式。碰撞或是冲击是潜器最常见的事故之一,也是结构研究的热点之一。基于上述原因,本文对圆柱耐压结构冲击作用下的承载能力进行研究。基于有限元仿真方法,相关规范结合,对潜器的承载能力进行校核,并对其碰撞或是冲击情况下的承载能力进行了分析,主要研究内容如下:（1）整理归纳了船舶碰撞以及圆柱耐压壳承载能力分析的方法,并总结了圆柱耐压壳冲击载荷的形式和分析方法;（2）确定了用有限元仿真时的网格大小,并介绍了钛及其合金的优点以及本文研究所用钛合金TC4的材料属性及状态方程;（3）在相关规范的理论基础基础上,利用有限元仿真方法对圆柱形耐压壳、半球形封头耐压壳以及组合耐压壳的强度和稳定性进行仿真,并对计算结果进行校核。并对单个圆柱形耐压结构的强度、稳定性和整体的强度、稳定性进行对比,分析两者的区别并总结原因;（4）分析了冲击速度、位置、角度对圆柱耐压壳的耐撞性的影响;（5）分析计算了不同冲击载荷下圆柱耐压壳的动力特性,研究了长度和肋骨对圆柱耐压壳抗冲击能力的影响。在此基础上,得出如下结论:（1）在冲击载荷作用下,圆柱耐压壳变形会经历四个阶段:弹性变形;轴对称变形;非轴对称变形;动力失效屈曲。临界动力屈曲载荷只是圆柱壳发生非轴对称变形的最小载荷,当冲击载荷大于临界动力屈曲载荷时,圆柱壳依旧保有承受载荷的能力;（2）冲击载荷作用下,圆柱壳的长度、有无肋骨都会对其变形量造成影响。一定载荷下,肋骨刚度足够,长度越长,有肋骨的圆柱壳抗冲击能力更强。（3）发生碰撞时,碰撞速度、位置和角度都会对圆柱耐压壳结构耐撞性造成影响;
梅飞[6]（2020）在《子午线轮胎胎面花纹有限元自动建模技术的研究》文中研究表明随着我国汽车和轮胎产业的快速发展,子午线轮胎凭借其优良的使用性能,目前已经成为轮胎市场的主导产品。但是子午线轮胎胎面花纹几何结构复杂,有限元建模过程十分困难,传统方法是先通过花纹二维结构设计图建立三维几何造型,再将其导入有限元前处理软件进行手动网格划分,该过程需要耗费大量时间、精力。本文研究了基于有限元节点生成三维网格模型的技术,并开发设计了轮胎花纹自动建模程序,实现了由花纹二维结构设计图直接生成三维网格,避免了构建花纹三维几何造型的繁琐步骤,大大提高了建模效率,同时保证了网格单元的高质量特性,为后续轮胎自动化仿真系统的建立奠定了基础。本文首先总结了典型的六面体网格划分方法,并探讨了其算法思想应用在轮胎花纹建模上的可能性。然后针对轮胎花纹建模过程中三维几何造型构建和网格划分这两个难点,结合轮胎设计生产实际流程,提出了基于有限元节点创建胎面花纹模型的方法,并规划了整体建模流程。采用Visual LISP语言对AutoCAD进行二次开发,辅助实现了花纹结构图的二维网格划分。在HyperMesh软件中基于花纹沟槽深度等参数,完成了对花纹结构图网格单元、节点信息的提取。利用MATLAB编制程序,对提取的网格信息进行分类处理,并存储至EXCEL表格,为后续自动建模程序的调用作好准备。基于MATLAB开发了花纹自动建模程序,主要包括三维节点坐标获取以及网格单元连接两个模块。首先,将花纹展开图网格模型映射成实际曲面网格模型,采用沿实际曲面方向线投影的方式生成所有节点,然后按照实际曲面网格模型中节点编号方式对每一层辅助曲面上的节点进行编号,并基于右手法则对单元分类连接,生成花纹三维网格模型,最后对程序进行扩充并开发出GUI参数化界面,实现了程序的通用性。以205/55R16型半钢子午线轮胎作为参考轮胎,创建轮胎主体部分模型,并与采用上述自动建模程序生成的胎面花纹模型组合成完整的花纹轮胎模型。在ABAQUS中对花纹轮胎模型进行充气及静负荷加载仿真分析,在充气工况下,轮胎胎冠、胎侧部分变形明显,胎肩、胎圈部位基本不变;MISES应力关于轮胎中分面基本对称分布,且骨架材料承担了轮胎绝大部分应力,带束层钢丝帘线沿轮胎周向的轴力呈均匀分布状态。在静负荷工况下,轮胎接地端产生明显变形,带束层帘线轴力关于180°子午面和轮胎中分面均呈反对称分布;接地印痕形状经历了椭圆形到类矩形的变化过程,应力从胎面中心分散到胎肩部位,出现“翘曲”现象;轮胎与地面建立稳定接触后,施加竖直载荷大小与轮胎下沉量之间呈近似线性关系。两个仿真结果均与实际情况相符合,从而说明了胎面花纹自动建模技术的有效性。
白晓煜[7]（2020）在《三维压缩—扭转多胞结构的轴向压缩力学性能研究》文中指出多胞结构由于其优异的机械物理等性能,可以广泛应用于汽车、航空航天、医疗卫生等各个领域,具有非常广阔的应用前景,成为了许多研究者研究的热点。多胞结构由于其可变的细胞形状可表现出许多特殊的机械行为。基于二维手性单元结构的旋转机理,提出的一种新型三维压缩-扭转多胞结构（3D CTCS）,其不仅在轴向受压时,产生横向收缩现象,具有负泊松比效应,并且还会发生横向扭转的特殊效应,使得这种结构具有重要的研究价值。研究多胞结构的力学性能和变形机制要确定影响元胞形状的几何参数。此三维压缩-扭转多胞结构的形状取决于元胞夹角,元胞长度和元胞厚度三个几何参数。多胞结构的相对密度对多胞结构的机械性能有很大影响,通过三个几何参数,推导出相对密度公式,并研究了几何参数对相对密度的影响。本文对三维压缩-扭转多胞结构的力学性能研究主要分为三部分,即线弹性性能研究、压缩失效、几何参数梯度化研究。最后,通过3D打印技术制作了三维压缩-扭转多胞结构的样品,并进行了面内压缩实验,验证了理论分析和有限元分析结果的正确性。在线弹性性能研究中,利用梁理论推导出了有效弹性模量,泊松比和扭转角的解析表达式,与有限元计算具有很好的一致性,并讨论了元胞的变形过程。为了研究元胞的几何参数对力学性能的影响,建立了有限元分析模型,显示了多胞结构受压扭转的变形过程,充分考虑元胞夹角、元胞长度和元胞厚度系数对有效弹性性能、泊松比和扭转角的影响,表明元胞夹角对相对扭转角具有明显的几何非线性。对于多胞结构失效性能的研究,建立了弹性屈曲和塑性坍塌两种理论模型,推导出了发生弹性屈曲和塑性坍塌的极限应力理论公式,并通过分析此多胞结构发生失效的条件,得出此结构失效的唯一模式为塑性坍塌。为了分析各个几何参数对多胞结构非线性弹性阶段力学性能的影响和证明理论分析的正确性,建立了多胞结构轴向压缩失效的有限元模型,得出了各个几何参数对弹性模量、扭转角和坍塌应力的影响。功能梯度多胞结构比无梯度的多胞结构的性能更优异,具有很高的研究价值。本文对于此多胞结构功能梯度的研究主要是将几何参数中的元胞夹角和元胞厚度梯度化,并且分别设计了四种不同的梯度排列方式,通过建立有限元模型,分析两种几何参数和梯度排列方式对多胞结构线弹性阶段的有效弹性模量和扭转角的影响,从而得出最优的梯度排列方式,实现最好的力学性能。
闫栋[8]（2020）在《类向日葵夹芯圆柱壳的耐撞性研究》文中研究指明随着人类活动范围的扩大和交往的日益频繁,碰撞事故也越来越多,这些事故对人们的生命以及财产安全产生了严重的威胁。金属薄壁结构由于其优异的轻质性和耐撞性,一直被广泛地应用在汽车、飞机和火车等的碰撞动能耗散系统中。因此,研究金属薄壁结构在冲击载荷作用下的耐撞性能,对金属薄壁结构在碰撞过程中的结构防护和安全应用有重要意义。本文以一种类向日葵薄壁夹芯圆柱壳吸能薄壁结构为研究对象,采用了仿真分析的方法对金属薄壁结构耐撞性进行研究。采用径向和轴向两种加载方式对类向日葵薄壁夹芯圆柱壳进行数值模拟计算,研究了类向日葵薄壁夹芯圆柱壳在不同工况下的变形模式和吸能特性。在径向冲击模拟中,研究了加载角度、冲击速度、壁厚和花瓣数等参数对类向日葵夹芯圆柱壳变形模态和吸能特性的影响。在瓣尖压和瓣间压两种加载角度下,使用不同的冲击速度对类向日葵夹芯圆柱壳进行数值模拟计算,得到了类向日葵夹芯圆柱壳结构的变形模式、初始峰值力、比吸能和平均压缩力。结果表明,这些参数都会对夹芯圆柱壳结构的耐撞性能产生一定的影响。夹芯圆柱壳径向变形模式与单壁金属圆柱壳有明显的不同,花瓣顶端与外壳之间的连接限制了外壳向外扩张。在质量恒定条件下,瓣尖压和瓣间压两种加载方式对类向日葵夹芯圆柱壳的变形模式有很大的影响,主要表现为结构承载部分的不同,瓣间压比瓣尖压的载荷-位移曲线波动更小。随着外壳壁厚的增加,瓣尖压冲击方式下薄壁结构的吸能效率降低,瓣间压比瓣尖压的比吸能最高多出了44.6%;随着花瓣数的变化,金属薄壁结构的吸能效率存在一个最优值;随着冲击速度的增大,薄壁结构的初始峰值力、比吸能和平均压缩力都在增大。在轴向冲击模拟中,通过结合初始峰值力、比吸能和平均压缩力等耐撞性评价指标,研究了壁厚、花瓣数、加载速度和长径比等因素对类向日葵夹芯圆柱壳的变形模式和吸能性能的影响。研究发现,在8瓣模型中,随着外壳壁厚的增加,内壳包围的中心图形由圆形变为多边形,最后变为正方形。而在具有更多花瓣的模型中,内壳包围的中心在变形过程中一直保持为圆形。在质量恒定的条件下,随着冲击速度的增大,类向日葵夹芯圆柱壳的初始峰值力、比吸能和平均压缩力都在增大;随着外壳壁厚的增加,类向日葵夹芯圆柱壳的比吸能和平均压缩力减小;随着花瓣数的增加,类向日葵夹芯圆柱壳的吸能效率逐渐呈现规律性,即存在一个最优值;在不同长径比下,类向日葵夹芯圆柱壳的变形模式可能会发生改变,且变形模式的不同会导致吸能效率存在差异。
程相乐[9]（2020）在《阻尼引起的弹性连续体中行波与驻波的空间定向分离》文中研究表明为了被动控制结构的振动,局部连接弹簧-阻尼约束的弹性连续体振动问题引起了广泛关注。合理地调节弹簧刚度和阻尼系数,由非经典阻尼引起的复模态可以在系统内部达到最大化,实现行波与驻波的空间定向分离。振动能量能够以行波的方式传导并转移至弹性体的特定区域,同时在该区域发生振动局部化现象。在简谐激励条件下,局部耦合粘弹性支撑的非频散线弹性弦,其振动响应存在行波与驻波空间分离的现象。波的分离方法也能够应用到一维频散连续体和二维弹性结构,实现主结构内部的振动能量定向转移。本文首先研究有限长频散弦的自由和受迫振动问题,该弦位于部分纯弹性基础之上,并且局部耦合离散弹簧-阻尼结构,或者仅位于粘弹性基础之上,基础的存在使系统变为频散。理论求解地基-弦系统的自由振动响应以及一端施加简谐激励的受迫振动响应的解析表达式,并通过数值仿真方法验证理论分析结果。自由振动结果表明弱耦合系统存在特征值轨迹偏转和正交模态局部化现象。受迫振动结果表明,非经典阻尼引起的复模态达到最大化后,仍然可以在频散弦的不同区域产生行波与驻波共存现象。驻波向行波过渡依赖于弹簧-阻尼结构和弹性基础的相对位置以及激励频率与系统截止频率的相对大小。当激励频率低于截止频率时,位于弹性基础上的弦不能实现驻波向行波的过渡,但是位于粘弹性地基上的弦能够发生行波与驻波空间分离的现象,粘弹性基础示例可能对地基耦合作用的结构振动控制问题有应用价值。其次,欧拉-伯努利梁内部的波分离机制也可以通过调节局部耦合的弹簧-阻尼结构实现。建立解析框架,以研究梁在互补区域中的行波与驻波分离现象。梁的右端分别施加四种不同的边界条件:简支、固支、自由和线弹性边界,并理论推导波分离的充要条件。对于特定的激励频率和粘弹性支撑位置,调节粘弹性支撑的参数,可以实现行波与驻波近乎完美的空间分离,不完美性主要由非振荡性的倏逝波分量引起。振动局部化现象是通过满足波分离的充要条件实现的,并且依赖于弹簧刚度和阻尼系数的参数调节,支撑位置处的线性阻尼是必需的,弹簧刚度可以是非线性的。然后,采用瞬态有限元方法数值验证上述一维频散结构内部的行波传播和振动局部化现象,并给出问题的强解和弱解形式,通过变分原理可以推导出单元刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵,经过组装之后得到一组离散的有限元方程。借助明确定义的有限元方程和合适的网格划分,数值求解系统运动方程,然后从时域角度对系统的响应进行可视化,当系统达到稳定状态后,理论结果和有限元结果具有良好的吻合性。最后,研究均匀、受张、圆形薄膜与内部同心、环状粘弹性支撑的耦合振动响应,从而理解二维轴对称结构中行波与驻波的空间定向分离特性。在非轴对称简谐激励下,通过合理设计圆环状粘弹性支撑的参数,内部支撑可以将圆形膜分解为以行波传播和驻波振动的两个区域。在稳态情况下,通过商业有限元软件验证解析结果的正确性。这项工作利用行波与驻波分离（单向能量传递）和振动局部化机制,为弹性连续体中新颖的振动控制策略提供了可能性。运用行波将能量引导到指定区域可以起到保护系统内部特定子结构的作用,也为设计有效的被动能量转移和回收装置奠定了基础。
高玉凡[10]（2019）在《双辊摆辗大直径/厚度比圆盘稳定辗压工艺研究》文中研究说明双辊摆辗是下模向上进给时对称轧辊同时绕机床主轴轴线和自身轴线旋转使工件发生连续局部塑性变形从而实现零件成形的一种新型转动式塑性加工方法。双辊摆辗成形工艺拥有成形力较小、节约原材料、工作环境好等许多优点,因此在汽车、电子、机械、深海探测、航空航天等许多工业领域中日益得到了广泛的应用,成为圆盘件、环件、汽车半轴零件和各种齿轮零件的高级加工技术和先进加工方法。由于缺乏全面深入的研究,双辊摆辗大直径/厚度比圆盘件面临着力能参数计算分析和稳定辗压成形工艺参数优化设计等工艺方面难题。因此,双辊摆辗大直径/厚度比圆盘稳定辗压工艺条件和工艺参数优化设计是当前双辊摆辗成形技术发展中的一项十分重要的研究方向。本文利用defrom-3D数值模拟分析技术和物理试验的方法对双辊摆辗大直径/厚度比圆盘变形过程进行了深入的研究,双辊摆辗大直径/厚度比圆盘稳定辗压研究内容及成果包括:根据双辊摆辗轴向轧制基本原理,利用数学、物理学、塑性力学、金属塑性成形原理等基础理论,研究了塑性变形区的分布,得到了双辊摆辗圆盘件接触面积、成形力、扭矩、功率等计算公式,推导了双辊摆辗成形大直径/厚度比圆盘稳定辗压条件,并利用500T双辊摆辗设备验证了该力能参数计算公式和稳定辗压条件的准确性。通过完成双辊摆辗大直径/厚度比圆盘件的模具结构设计,建立了双辊摆辗大直径/厚度比圆盘件三维有限元模型并对数值模拟的关键条件进行了准确处理。基于DEFORM-3D数值模拟分析软件对该塑性变形过程进行仿真分析,详细说明了双辊摆辗大直径/厚度比圆盘件稳定辗压变形特点及演变规律。根据双辊摆辗大直径/厚度比圆盘三维有限元模拟模型,研究了重要的工艺参数（圆盘加热温度、双辊与圆盘的摩擦系数、模具进给速度等）对大直径/厚度比圆盘件稳定辗压成形过程中力能参数、应力应变和损伤因子等变量的影响规律。研究结果全面揭示了双辊摆辗稳定辗压变形机理,并为工艺参数优化设计从而准确控制双辊摆辗大直径/厚度比圆盘成形过程提供了重要的理论基础。以45#钢为材料,研究了双辊摆辗成形大直径/厚度比圆盘实际变形规律并分析了工艺参数对双辊稳定辗压成形大直径/厚度比圆盘的影响,给未来研究双辊或多辊稳定辗压特大直径/厚度比圆盘件提供参考。
二、旋转结构非轴对称变形的有限元分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、旋转结构非轴对称变形的有限元分析（论文提纲范文）
（1）搓捻成形晶体塑性有限元模拟与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 晶体塑性有限元的发展 |
| 1.2.1 有限元思想 |
| 1.2.2 晶体塑性理论的起源与发展 |
| 1.2.3 晶体塑性有限元发展现状 |
| 1.2.4 晶体塑性研究空间尺度 |
| 1.3 晶体塑性有限元模拟的实现 |
| 1.4 选题的目的与意义 |
| 1.5 论文的主要研究内容 |
| 第2章 晶体学理论及多晶模型建立 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 晶体学理论 |
| 2.2.1 纯铝材料基本信息 |
| 2.2.2 晶体取向与晶体学织构 |
| 2.2.3 有限变形运动学 |
| 2.2.4 晶体塑性运动学 |
| 2.2.5 晶体塑性本构模型 |
| 2.3 基于Voronoi图建立晶体模型 |
| 2.3.1 Voronoi图基本原理 |
| 2.3.2 粗糙模型的建立 |
| 2.3.3 光滑模型的建立 |
| 2.4 晶粒初始取向的设置 |
| 2.5 织构分析 |
| 2.6章末小结 |
| 第3章 简单加载条件下晶体塑性有限元模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料参数的确定 |
| 3.3 晶体塑性单轴拉伸模拟 |
| 3.3.1 拉伸模型的建立 |
| 3.3.2 应力应变分析 |
| 3.3.3 拉伸织构分析 |
| 3.4 晶体塑性单轴压缩模拟 |
| 3.4.1 压缩模型的建立 |
| 3.4.2 滑移系统当强度分析 |
| 3.4.3 滑移系统的剪切应变率 |
| 3.4.4 压缩织构分析 |
| 3.5 晶体塑性轧制模拟 |
| 3.5.1 轧制模型的建立 |
| 3.5.2 滑移系统的剪切应力 |
| 3.5.3 滑移系统的总累积剪切应变率分布 |
| 3.5.4 轧制织构分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 搓捻成形晶体塑性有限元模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 搓捻成形过程 |
| 4.2.1 模具在水平方向的移动 |
| 4.2.2 模具在竖直方向上的运动 |
| 4.2.3 工件截面形状的改变 |
| 4.3 搓捻成形晶体塑性有限元分析 |
| 4.3.1 金属流动性分析 |
| 4.3.2 应力应变分布 |
| 4.3.3 滑移系统分析 |
| 4.3.4 极图分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验材料 |
| 5.3 实验设备 |
| 5.3.1 实验轧机 |
| 5.3.2 电子万能试验机 |
| 5.3.3 搓捻装置 |
| 5.3.4 EBSD系统 |
| 5.4 实验方法 |
| 5.4.1 拉伸实验 |
| 5.4.2 搓捻实验 |
| 5.4.3 电子背散射实验 |
| 5.4.4 轧制试验 |
| 5.5 EBSD实验结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（2）镁合金大直径环形构件挤压成形技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 镁及镁合金成形工艺研究研究现状 |
| 1.2.1 镁合金在航空航天领域的应用 |
| 1.2.2 大塑性变形技术研究现状 |
| 1.3 大直径环形件成形工艺研究现状 |
| 1.4 有限元模拟在塑性加工中的应用 |
| 1.5 研究内容及工艺 |
| 1.5.1 学术构想与思路 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 1.5.3 研究方法及技术路线 |
| 第二章 镁合金大直径环形构件制坯工艺研究及模具设计 |
| 2.1 大高径比棒料镦粗研究现状 |
| 2.2 新型大高径比棒料镦粗工艺原理及影响因素 |
| 2.2.1 新型大高径比棒料镦粗工艺原理分析 |
| 2.2.2 新型大高径比棒料镦粗成形影响因素 |
| 2.3 大高径比棒料镦粗成形力学分析 |
| 2.3.1 镦粗运动许可速度场的设定 |
| 2.3.2 端面摩擦下镦粗外形简析预测 |
| 2.4 制坯模拟实验及参数优化 |
| 2.4.1 材料模型建立 |
| 2.4.2 数值模拟参数设置 |
| 2.4.3 模拟结果分析 |
| 2.4.4 模拟实验参数优化分析 |
| 2.5 镁合金环形件制坯成形实验 |
| 2.5.1 实验材料及准备 |
| 2.5.2 成形实验过程 |
| 2.5.3 成形实验结果 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 镁合金大直径环形构件挤压成形工艺研究 |
| 3.1 镁合金大直径环形构件挤压成形工艺分析 |
| 3.2 上限法原理简介 |
| 3.3 上限法求解成形速度场及应变速率场 |
| 3.3.1 成形过程中的速度场分析 |
| 3.3.2 成形过程中的应变速率场分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 镁合金大直径环形件挤压成形力学分析及参数优化 |
| 4.1 镁合金大直径环形件挤压成形力学公式建立 |
| 4.2 成形力学公式模拟验证 |
| 4.3 镁合金大直径环形件挤压成形模具结构优化设计 |
| 4.3.1 成形模具结构优化分析 |
| 4.3.2 镁合金环形件挤压成形模具设计 |
| 4.4 镁合金大直径环形件挤压成形工艺参数优化设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 镁合金大直径环形件挤压成形实验及组织性能分析 |
| 5.1 实验材料及准备 |
| 5.2 镁合金环形件挤压成形实验过程 |
| 5.3 镁合金环形件挤压成形微观组织及力学性能分析 |
| 5.3.1 取样位置 |
| 5.3.2 组织演变 |
| 5.3.3 细化机制及织构演变 |
| 5.3.4 室温拉伸性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及所取得的的研究成果 |
| 致谢 |
（3）基于转动率连续理论的塑性变形速度场问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 塑性变形问题中的速度场研究现状 |
| 1.2.1 塑性变形问题中有关速度场的理论 |
| 1.2.2 塑性变形问题中常用的速度场求解方法 |
| 1.2.3 几种典型塑性变形问题的速度场特征 |
| 1.3 刚塑性体塑性变形理论研究现状 |
| 1.3.1 经典滑移线理论 |
| 1.3.2 上限法理论 |
| 1.3.3 理想塑性变形理论 |
| 1.4 刚塑性体转动率连续理论研究现状 |
| 1.4.1 转动率连续理论与经典滑移线理论的联系 |
| 1.4.2 转动率连续理论与流函数理论的区别 |
| 1.4.3 基于转动率连续理论的Euler-Lagrange变分方程 |
| 1.5 本课题研究意义及主要研究内容 |
| 第2章 转动率连续理论及其对应的速度场特点 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 刚塑性体转动率连续理论 |
| 2.2.1 转动率连续理论的提出 |
| 2.2.2 转动率连续理论的实验依据 |
| 2.3 转动率连续理论与经典刚塑性理论的异同点 |
| 2.3.1 与经典滑移线理论的异同点 |
| 2.3.2 与理想塑性变形理论的异同点 |
| 2.4 基于转动率连续理论的Euler-Lagrange变分方程 |
| 2.4.1 Euler-Lagrange变分方程的建立 |
| 2.4.2 与上限法的关系 |
| 2.5 材料遵循转动率连续理论时速度矢量场的可能形式 |
| 2.5.1 应变率张量散度为零时速度场需满足的条件 |
| 2.5.2 速度矢量场遵循拉普拉斯方程时需满足的条件 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 板材胀形速度场的解析与数值分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于转动率连续理论的板材单曲率胀形模型 |
| 3.2.1 基于转动率连续理论的板材胀形速度场特点 |
| 3.2.2 板材单曲率胀形应力应变与几何构形结果 |
| 3.3 板材双曲率胀形数值分析模型 |
| 3.3.1 板材双曲率胀形模型 |
| 3.3.2 数值迭代算法及结果 |
| 3.4 数值计算解与基于转动率连续理论的解对比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 圆盘塑性扭转速度场与应力解析分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于转动率连续理论的圆盘塑性扭转模型 |
| 4.3 圆盘塑性扭转问题一般解析模型 |
| 4.3.1 线性应变强化材料 |
| 4.3.2 无饱和应力的幂指数应变强化材料(Ludwig模型) |
| 4.3.3 有饱和应力的指数应变强化材料(Voce-Palm模型) |
| 4.4 基于转动率连续理论的解与应力解析解的差异分析 |
| 4.4.1 不同应变强化材料的环向速度分布 |
| 4.4.2 不同应变强化材料的环向位移分布 |
| 4.4.3 有限元分析结果验证 |
| 4.4.4 不同应变强化材料解的曲线产生差异的内在原因 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 遵循拉普拉斯方程的板材非对称塑性挠曲速度场及基本解方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于转动率连续理论的板材非对称塑性挠曲模型 |
| 5.2.1 板材非对称塑性挠曲的应力与应变分析 |
| 5.2.2 基本解方法 |
| 5.2.3 理论结果分析 |
| 5.3 板材塑性挠曲有限元分析模型 |
| 5.3.1 有限元分析模型 |
| 5.3.2 有限元分析结果 |
| 5.3.3 有限元分析结果与理论分析结果的对比 |
| 5.4 板材非对称塑性挠曲的一般化模型 |
| 5.4.1 任意截面冲头和板材加载组合与多冲头同时加载 |
| 5.4.2 结果对比与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 转动率连续理论中运动学许可速度场的唯一性及适用条件 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 转动率连续理论中的运动学许可速度场及限制条件 |
| 6.3 圆盘与圆环镦粗的运动许可速度场和极限载荷估计 |
| 6.4 遵循转动率连续理论时圆盘与圆环镦粗的速度场特点 |
| 6.4.1 圆环镦粗问题 |
| 6.4.2 圆盘镦粗问题 |
| 6.5 有无侧鼓的圆环镦粗结果比较与讨论 |
| 6.5.1 侧面鼓肚对圆环镦粗过程的影响 |
| 6.5.2 转动率连续理论的判定及适用范围 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录 A 正交曲线坐标系下应变率张量不变量泛函的导数 |
| 附录 B 正交曲线坐标系下应变率张量散度为零时的偏微分方程 |
| 附录 C 正交曲线坐标系下应力张量散度为零时的偏微分方程 |
| 附录 D 正交曲线坐标系下拉普拉斯算符的表达式 |
| 附录 E 椭圆截面冲头VS.板材加载组合的载荷力计算 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）软材料和剪纸超材料管状结构的稳定性及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 字母注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 研究现状及存在问题 |
| 1.2.1 软材料的稳定性 |
| 1.2.2 剪纸超材料的失稳特性 |
| 1.3 本文主要工作内容 |
| 第二章 弹性稳定性基础理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 非线性弹性增量理论 |
| 2.3 WKB近似及渐近分析 |
| 2.4 非线性后屈曲分析 |
| 2.5 Maxwell原理 |
| 第三章 软材料管状结构生长失稳的临界条件 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单层圆管分叉临界条件的渐近分析 |
| 3.2.1 参考构型基本方程 |
| 3.2.2 线性增量控制方程 |
| 3.2.3 WKB近似分析 |
| 3.2.4 分叉条件的渐近解 |
| 3.3 双层圆管分叉临界条件的渐近分析 |
| 3.3.1 控制方程的建立 |
| 3.3.2 WKB近似分析 |
| 3.3.3 分叉条件的渐近解 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 软材料管状结构生长失稳的后屈曲分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 双层圆管生长失稳后屈曲理论分析 |
| 4.2.1 参考构型和控制方程 |
| 4.2.2 非线性后屈曲分析 |
| 4.3 数值验证及参数分析 |
| 4.3.1 有限元分析验证 |
| 4.3.2 几何及材料参数对幅值的影响 |
| 4.3.3 分叉类型的讨论 |
| 4.4 管状结构溶胀实验 |
| 4.4.1 试件制备及测试方法 |
| 4.4.2 实验结果及讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 剪纸超材料管状结构失稳类型及失稳界面传播 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 管状剪纸结构失稳的实验研究 |
| 5.2.1 结构设计及试件制备 |
| 5.2.2 实验测试及结果讨论 |
| 5.3 数值仿真及验证 |
| 5.3.1 平面结构 |
| 5.3.2 管状结构 |
| 5.3.3 数值结果验证 |
| 5.4 理论分析及验证 |
| 5.4.1 失稳类型及界面传播分析 |
| 5.4.2 失稳界面的宽度分析 |
| 5.5 剪纸结构失稳特性的应用 |
| 5.5.1 基于剪纸结构的爬行机器人 |
| 5.5.2 双稳态剪纸结构的可持续失稳界面传播 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 管状剪纸充气结构的设计及应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 剪纸充气结构的实验及数值研究 |
| 6.2.1 实验试件的制备 |
| 6.2.2 数值模型 |
| 6.2.3 实验验证及参数分析 |
| 6.3 基于反问题的剪纸结构设计 |
| 6.3.1 轴对称变形模型 |
| 6.3.2 非轴对称变形模型 |
| 6.4 剪纸充气结构在软体机器人方面的应用 |
| 6.4.1 模块化设计 |
| 6.4.2 软体机械臂 |
| 6.4.3 攀爬机器人 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 工作总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 本文的创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 附录 B |
| 附录 C |
| 附录 D |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（5）钛合金圆柱耐压壳冲击作用下的承载能力分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 钛合金研究现状 |
| 1.2.2 耐压壳研究现状 |
| 1.2.3 圆柱形耐压壳冲击作用下的承载能力研究现状 |
| 1.2.4 船舶碰撞研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 圆柱耐压结构承载能力计算方法与有限元仿真技术 |
| 2.1 圆柱耐压壳结构承载能力理论计算方法 |
| 2.1.1 圆柱耐压壳失稳能量计算 |
| 2.1.2 圆柱耐压壳受力分析 |
| 2.1.3 圆柱耐压壳的理论临界压力的修正 |
| 2.2 圆柱耐压壳结构有限元仿真技术 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 圆柱耐压结构承载能力静力学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 圆柱耐压结构承载能力理论分析 |
| 3.2.1 环肋圆柱壳承载能力理论分析 |
| 3.2.2 轴向冲击作用下的圆柱耐压壳屈曲理论 |
| 3.2.2.1 非轴对称屈曲的动力基本方程 |
| 3.2.2.2 轴对称屈曲的动力基本方程 |
| 3.3 环肋圆柱壳有限元承载能力计算 |
| 3.3.1 单元与网格划分 |
| 3.3.2 环肋圆柱壳有限元强度计算 |
| 3.3.3 环肋圆柱壳有限元稳定性计算 |
| 3.3.3.1 特征屈曲分析 |
| 3.3.3.2 非线性失稳分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 圆柱耐压壳冲击作用下的动力屈曲分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 临界动力屈曲载荷判断准则及方法 |
| 4.3 有限元分析计算模型 |
| 4.4 不同冲击载荷下圆柱耐压壳的变形 |
| 4.5 临界动力屈曲载荷的判断 |
| 4.6 影响圆柱耐压壳轴向动力屈曲的因素 |
| 4.7 小结 |
| 第5章 圆柱耐压壳水面冲击作用下的耐撞性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于ANSYA/LS-DYNA的钛合金圆柱耐压壳模型 |
| 5.3 基于ANSYA/LS-DYNA的钛合金圆柱耐压壳模型处理 |
| 5.3.1 圆柱耐压壳单元的选择 |
| 5.3.2 网格划分 |
| 5.4 圆柱耐压壳水面冲击分析 |
| 5.5 圆柱耐压结构水面冲击方案 |
| 5.5.1 圆柱耐压结构-水面礁石 |
| 5.5.2 圆柱耐压结构-其他船体 |
| 5.6 冲击速度对圆柱耐压壳体耐撞性的影响 |
| 5.6.1 圆柱耐压壳-礁石 |
| 5.6.1.1 应力分析 |
| 5.6.1.2 能量分析 |
| 5.6.2 圆柱耐压壳-其他船体 |
| 5.6.2.1 应力分析 |
| 5.6.2.2 能量分析 |
| 5.7 冲击位置对圆柱耐压壳体耐撞性的影响 |
| 5.8 冲击角度对圆柱耐压壳耐撞性的影响 |
| 5.9 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（6）子午线轮胎胎面花纹有限元自动建模技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 子午线轮胎及其胎面花纹 |
| 1.2.1 子午线轮胎 |
| 1.2.2 胎面花纹 |
| 1.3 轮胎有限元建模技术研究现状 |
| 1.3.1 轮胎二维有限元建模技术 |
| 1.3.2 轮胎三维有限元建模技术 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 轮胎有限元建模基本理论及方法 |
| 2.1 有限元网格划分算法与原则 |
| 2.1.1 六面体网格典型划分算法 |
| 2.1.2 网格划分原则 |
| 2.2 轮胎材料模型 |
| 2.2.1 橡胶材料模型 |
| 2.2.2 帘线-橡胶材料模型 |
| 2.3 花纹轮胎建模策略 |
| 2.3.1 本文建模用轮胎简介 |
| 2.3.2 轮胎建模过程中的若干问题 |
| 2.3.3 胎面花纹建模方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 轮胎花纹二维结构图处理过程 |
| 3.1 AutoCAD二次开发技术 |
| 3.1.1 AutoCAD二次开发工具的选择 |
| 3.1.2 AutoCAD图形数据库的访问与修改 |
| 3.2 基于AutoCAD的花纹结构图二维网格划分 |
| 3.2.1 花纹结构图几何清理 |
| 3.2.2 花纹展开图网格划分 |
| 3.2.3 花纹子午面图网格划分 |
| 3.3 网格信息提取与处理 |
| 3.3.1 HyperMesh简介 |
| 3.3.2 花纹展开图信息提取 |
| 3.3.3 花纹子午面图信息提取 |
| 3.3.4 花纹结构图信息处理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于MATLAB的花纹三维网格建模自动化 |
| 4.1 MATLAB概述 |
| 4.2 节点三维坐标求取 |
| 4.2.1 实际曲面网格模型 |
| 4.2.2 投影线方程 |
| 4.2.3 辅助曲面网格模型 |
| 4.3 网格单元连接 |
| 4.3.1 INP文件 |
| 4.3.2 右手法则 |
| 4.3.3 节点编号 |
| 4.3.4 单元连接 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 花纹自动建模技术在轮胎有限元仿真中的应用 |
| 5.1 ABAQUS概述 |
| 5.2 205/55R16型完整花纹轮胎模型 |
| 5.3 轮胎充气仿真 |
| 5.3.1 定义载荷工况 |
| 5.3.2 仿真结果分析 |
| 5.4 轮胎静态接地仿真 |
| 5.4.1 定义载荷工况 |
| 5.4.2 仿真结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（7）三维压缩—扭转多胞结构的轴向压缩力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 本研究的主要内容和技术路线 |
| 1.3.1 本文的研究内容 |
| 1.3.2 本文的技术路线 |
| 1.3.3 本文的主要技术方法 |
| 2 三维压缩-扭转多胞结构的轴向压缩弹性性能 |
| 2.1 三维压缩-扭转多胞结构的形状和轴向压缩变形 |
| 2.1.1 三维压缩-扭转多胞结构的提出及其相对密度 |
| 2.1.2 相对密度与几何参数的关系 |
| 2.1.3 三维压缩-扭转多胞结构的轴向压缩变形 |
| 2.2 三维压缩-扭转多胞结构的轴向压缩力学模型 |
| 2.3 三维压缩-扭转多胞结构的轴向压缩有限元模型 |
| 2.4 三维压缩-扭转多胞结构的弹性力学性能与几何参数的关系 |
| 3 三维压缩-扭转多胞结构的压缩失效性能 |
| 3.1 三维压缩-扭转多胞结构的轴向压缩失效力学模型 |
| 3.2 三维压缩-扭转多胞结构的轴向压缩失效有限元模型 |
| 3.3 三维压缩-扭转多胞结构的屈服性能分析 |
| 3.3.1 三维压缩-扭转多胞结构压缩过程分析 |
| 3.3.2 弹性模量与几何参数的关系 |
| 3.3.3 扭转角与几何参数的关系 |
| 3.3.4 相对塑性坍塌应力与几何参数的关系 |
| 4 不同梯度排列方式的三维压缩-扭转多胞结构的弹性性能 |
| 4.1 功能梯度的概念 |
| 4.2 不同梯度排列方式的设计 |
| 4.3 不同梯度下三维压缩-扭转结构的有限元模型 |
| 4.3.1 元胞夹角梯度有限元模型 |
| 4.3.2 元胞厚度梯度有限元模型 |
| 4.4 不同梯度三维压缩-扭转多胞结构的弹性性能对比 |
| 4.4.1 元胞角度梯度弹性性能对比 |
| 4.4.2 元胞厚度梯度弹性性能对比 |
| 5三维压缩-扭转多胞结构轴向压缩实验 |
| 5.1 实验样品参数设定 |
| 5.2 实验仪器选择 |
| 5.3 轴向压缩试验结果及分析 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（8）类向日葵夹芯圆柱壳的耐撞性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文选题来源以及背景 |
| 1.2 薄壁结构研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 耐撞性评价指标 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 类向日葵夹芯圆柱壳数值建模 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 有限元显式动力学方法的理论基础 |
| 2.2.1 显式动力学分析的求解方法 |
| 2.2.2 显式动力学分析的稳定时间极限 |
| 2.3 类向日葵夹芯圆柱壳建模以及网格划分 |
| 2.3.1 类向日葵夹芯圆柱壳模型的建立 |
| 2.3.2 类向日葵夹芯圆柱壳模型划分网格 |
| 2.4 仿真求解过程 |
| 2.4.1 材料属性设置及组件装配 |
| 2.4.2 定义接触 |
| 2.4.3 定义约束和加载方式 |
| 2.5 有限元仿真 |
| 2.5.1 径向冲击仿真 |
| 2.5.2 轴向冲击仿真 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 径向加载下夹芯圆柱壳的力学性能 |
| 3.1 径向压缩下单壁圆柱壳的变形模式 |
| 3.2 径向冲击下夹芯圆柱壳的变形模式 |
| 3.2.1 加载角度对变形模式的影响 |
| 3.2.2 加载速度对变形模式的影响 |
| 3.3 壁厚对吸能性能的影响 |
| 3.3.1 加载角度对吸能性能的影响 |
| 3.3.2 加载速度对吸能性能的影响 |
| 3.4 花瓣数对吸能性能的影响 |
| 3.4.1 加载角度对吸能性能的影响 |
| 3.4.2 加载速度对吸能性能的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 轴向加载下的夹芯圆柱壳的力学性能 |
| 4.1 轴向冲击下单壁金属圆柱壳的变形模式 |
| 4.2 壁厚对吸能性能的影响 |
| 4.3 花瓣数对吸能性能的影响 |
| 4.4 长径比对吸能性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（9）阻尼引起的弹性连续体中行波与驻波的空间定向分离（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状及综述 |
| 1.2.1 离散系统的复模态分析方法 |
| 1.2.2 频散关系 |
| 1.2.3 有阻尼的弹性连续体振动分析 |
| 1.2.4 行波识别及其应用 |
| 1.2.5 能量单向传递和非互易性 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 研究方案 |
| 第二章 非频散弦内部行波与驻波的空间分离 |
| 2.1 对称布置:两端同步激励,中点耦合粘弹性支撑 |
| 2.1.1 模型建立和理论推导 |
| 2.1.2 复模态和频率转移 |
| 2.1.3 行波实现 |
| 2.2 非对称布置:左端激励,右端固定,内部耦合粘弹性支撑 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 频散弦内部行波与驻波的空间分离 |
| 3.1 问题建模和分析 |
| 3.1.1 弹性地基-弦组合系统的自由振动分析 |
| 3.1.2 有阻尼的弹性地基-弦系统的受迫振动分析 |
| 3.2 数值仿真:弹性地基-弦系统的模态分析 |
| 3.2.1 地基对称布置情况 |
| 3.2.2 地基非对称布置情况 |
| 3.3 弹性地基-弦系统的受迫振动分析 |
| 3.3.1 行波实现 |
| 3.3.2 瞬态分析 |
| 3.3.3 全弹性地基-弦内部行波与驻波分离 |
| 3.3.4 同步端部激励条件下的行波与驻波分离 |
| 3.4 粘弹性地基-弦系统的受迫振动分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 欧拉-伯努利梁内部行波与驻波的空间分离 |
| 4.1 物理模型和数学推导 |
| 4.2 简支-简支梁内部的行波与驻波空间分离 |
| 4.2.1 行波实现 |
| 4.2.2 参数敏感性分析 |
| 4.3 其他边界示例的仿真结果 |
| 4.3.1 固支右边界 |
| 4.3.2 自由右边界 |
| 4.3.3 线弹性右边界 |
| 4.3.4 两端同步激励,内部耦合双粘弹性支撑的欧拉-伯努利梁 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 一维连续体内部行波与驻波空间分离的有限元分析 |
| 5.1 动力学系统的变分原理简介 |
| 5.2 离散系统的自由振动和受迫振动分析 |
| 5.3 局部耦合弹簧-阻尼结构的非频散性弦有限元分析 |
| 5.3.1 弱解公式推导 |
| 5.3.2 单元矩阵推导 |
| 5.3.3 弹簧-弦系统的有限元模态分析和对比 |
| 5.3.4 非频散弦的行波与驻波分离有限元分析和对比 |
| 5.4 局部耦合弹簧-阻尼结构的频散性弦有限元分析和对比 |
| 5.4.1 单元矩阵推导 |
| 5.4.2 弹性地基-弦系统的有限元模态分析和对比 |
| 5.4.3 频散弦的行波与驻波分离有限元分析和对比 |
| 5.5 局部耦合弹簧-阻尼结构的欧拉-伯努利梁有限元分析 |
| 5.5.1 单元矩阵推导 |
| 5.5.2 弹簧-梁系统的有限元模态分析和对比 |
| 5.5.3 欧拉-伯努利梁的行波与驻波区域有限元分析和对比 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 二维圆形薄膜内部行波与驻波的空间分离以及有限元验证 |
| 6.1 问题建模和数学推导 |
| 6.2 薄膜内部的行波与驻波空间分离 |
| 6.3 数值分析和有限元验证 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1 作者简历 |
| 2 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 3 参与的科研项目及获奖情况 |
| 学位论文数据集 |
（10）双辊摆辗大直径/厚度比圆盘稳定辗压工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 摆辗成形工艺简介 |
| 1.2.1 双辊摆辗成形基本原理 |
| 1.2.2 摆辗成形分类 |
| 1.3 摆辗技术研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 课题的来源、目的和意义 |
| 1.4.1 课题的来源 |
| 1.4.2 课题的研究目的及意义 |
| 1.5 课题的主要研究内容和技术路线 |
| 1.5.1 课题的主要研究内容 |
| 1.5.2 课题研究的技术路线 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 双辊摆辗大直径/厚度比圆盘件稳定辗压条件研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 双辊摆辗力能参数计算分析 |
| 2.2.1 接触面积计算分析 |
| 2.2.2 成形力计算分析 |
| 2.2.3 力矩计算分析 |
| 2.2.4 电动机功率计算分析 |
| 2.3 双辊摆辗稳定辗压条件计算分析 |
| 2.4 试验验证 |
| 2.4.1 力能参数理论计算 |
| 2.4.2 试验结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 大直径/厚度比圆盘双辊稳定辗压数值模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 双辊摆辗大直径/厚度比圆盘有限元建模 |
| 3.2.1 有限元模型的建立 |
| 3.2.2 网格划分 |
| 3.2.3 材料模型 |
| 3.2.4 接触和摩擦类型 |
| 3.2.5 温度及传热条件设定 |
| 3.2.6 模具运动方式及成形轨迹设定 |
| 3.3 双辊摆辗大直径/厚度比圆盘数值模拟成形情况分析 |
| 3.3.1 填充结果对比 |
| 3.3.2 变形结果分析 |
| 3.4 双辊摆辗大直径/厚度比圆盘稳定辗压变形规律 |
| 3.4.1 接触面积分析 |
| 3.4.2 力能参数分析 |
| 3.4.3 速度场分析 |
| 3.4.4 等效应力应变场分析 |
| 3.4.5 损伤因子分析 |
| 3.4.6 温度场分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 工艺参数对双辊摆辗圆盘件稳定辗压成形影响规律 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 坯料初始温度对圆盘件双辊摆辗稳定辗压成形影响规律 |
| 4.2.1 力能参数分析 |
| 4.2.2 中心厚度分析 |
| 4.2.3 等效应力应变分析 |
| 4.2.4 损伤因子分析 |
| 4.3 进给量对圆盘件双辊摆辗稳定辗压成形影响规律 |
| 4.3.1 力能参数分析 |
| 4.3.2 中心厚度分析 |
| 4.3.3 等效应变分析 |
| 4.3.4 损伤因子分析 |
| 4.4 摩擦系数对圆盘件双辊摆辗稳定辗压成形影响规律 |
| 4.4.1 力能参数分析 |
| 4.4.2 中心厚度分析 |
| 4.4.3 等效应变分析 |
| 4.4.4 损伤因子分析 |
| 4.5 正交试验 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 双辊摆辗大直径/厚度比圆盘稳定辗压试验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验过程 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.4 试验优化设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间获得的科研成果 |
四、旋转结构非轴对称变形的有限元分析（论文参考文献）
- [1]搓捻成形晶体塑性有限元模拟与实验研究[D]. 张宇恒. 吉林大学, 2021(01)
- [2]镁合金大直径环形构件挤压成形技术研究[D]. 刘杰. 中北大学, 2021(09)
- [3]基于转动率连续理论的塑性变形速度场问题研究[D]. 蔡舒鹏. 哈尔滨工业大学, 2020
- [4]软材料和剪纸超材料管状结构的稳定性及应用研究[D]. 金立帅. 天津大学, 2020(01)
- [5]钛合金圆柱耐压壳冲击作用下的承载能力分析[D]. 江翔. 江苏科技大学, 2020(03)
- [6]子午线轮胎胎面花纹有限元自动建模技术的研究[D]. 梅飞. 山东大学, 2020(09)
- [7]三维压缩—扭转多胞结构的轴向压缩力学性能研究[D]. 白晓煜. 大连理工大学, 2020(02)
- [8]类向日葵夹芯圆柱壳的耐撞性研究[D]. 闫栋. 太原理工大学, 2020
- [9]阻尼引起的弹性连续体中行波与驻波的空间定向分离[D]. 程相乐. 浙江工业大学, 2020(08)
- [10]双辊摆辗大直径/厚度比圆盘稳定辗压工艺研究[D]. 高玉凡. 武汉理工大学, 2019(08)