基于三维非线性Hashin准则和连续损伤力学,建立了一种复合材料层合板的三维渐进损伤有限元分析模型,采用指数形式退化模型表示材料的损伤扩展,准确地描述复合材料损伤的本构关系。通过ABAQUS用户材料子程序UMAT预测了复合材料层合板偏心压缩强度,并与试验结果进行了对比。结果表明,有限元模拟结果与试验结果在损伤扩展、破坏模式及破坏载荷方面均吻合得很好,所提出的三维非线性Hashin准则+指数退化模型模拟复合材料偏心压缩失效的方法有效、可行。

在研究AGV产品设计的过程中,提出了一种以造型和性能同时作为优化目标的优化设计模型。造型设计方案的提出是基于可拓理论建立物元模型并进行可拓变换而提出的多个可行性的造型,通过优度评价的方法筛选评测出符合产品定位的最佳造型设计方案;结构性能设计是利用Ansys Workbench中基于最佳填充空间设计法(OSF)与多目标遗传算法(MOGA)相结合的方式对响应面进行优化,将满足结构性能要求及轻量化为优化目标进行优化求解,优化后质量减轻21.76%。经过验证本方法切实可行,可以为设计AGV产品及其他具有相似设计要求的产品提供设计模型参考。

设计一种新型弯曲摆动无阀式压电泵,并对其进行理论分析,根据压电泵的尺寸、结构和动力学模型,对压电振子的位移响应进行分析;采用有限元分析的方法利用该公式函数对弯曲摆动式无阀压电泵进行仿真分析,得到该压电泵的内部流场特性,得到该压电泵出入口流速和内部压强的变化情况。对本文压电泵输出流量与频率的关系进行分析,结果表明压电泵在工作频率在左右达到最大输出流量,具有较好的输出流量特性。

高强度钢切削加工中的切削力较大,其中主切削力、进给抗力是选择切削机床的重要依据。由于刀具角度对切削力影响很大,为此,建立了研究高强度钢切削力的仿真模型,通过正交仿真研究方法分析了刀具角度对切削力的影响,运用极差分析与方差分析对刀具主要几何角度对主切削力、进给抗力影响的主次进行了研究。结果表明,刃口半径对主切削力影响最大,前角对进给抗力影响最大,且主切削力、进给抗力均随刃口半径增加而增大,随前角增大而减小。

在汽车喷涂过程中,旋杯中心孔直径与旋转限幅空气入口交角对涂料的雾化效果具有重要的作用。运用FLUENT软件依据控制变量法,分别对旋杯中心孔直径及旋转限幅空气入口交角及两因素同时对雾化效果的影响关系进行研究,并通过压力分布图和速度曲线图对雾化效果进行描述。通过单因素和双因素对雾化效果影响关系的研究和仿真,有效地提升涂料的雾化效果和汽车的喷涂质量,为选择合理的静电涂装参数提供理论依据和实践指导。

由于循环流化床锅炉燃烧系统预测模型的各输入变量具有较强关联性、耦合性,经典的锅炉NOx排放量建模方法中的模型参数调节难度较大,导致对NOx排放量浓度的预测精度不高。针对这一问题,提出支持向量回归(SVR)与双态粒子群算法(BPSO)相结合的BPSO-SVR建模方法。以一台循环流化床锅炉为研究对象,首先对用于建模的数据进行预处理后得到样本数据,然后利用BPSO-SVR训练出锅炉NOx排放量浓度模型。在Matlab平台上将此建模方法与PSOSVR建模方法、SVR建模方法、BP神经网络建模方法进行仿真对比,仿真结果表明该方法具有更高预测精度和更强的泛化能力。

基于多体动力学理论和MSC ADAMS软件平台,综合利用多刚体离散法及弹性元件替换法等建模方法,建立了适用于碰撞工况的整车多体简化模型。将其与对应的有限元精细模型分别进行50km/h速度下的正面碰撞仿真实验,两种模型B柱加速度及整车动能变化曲线一致,验证了多体简化模型建模方法的准确性和有效性。文中多体简化模型建模方法精度高、计算效率高及稳健性好,适用于碰撞工况的仿真分析,并具有能够快速分析和修改设计的特点,非常适用于整车早期开发设计阶段。

为了减小气浮转台在加工尺寸较大的零件时的变形,对转子的各几何参数进行了灵敏度分析。首先了利用Workbench中Static Structural分析出初始设计尺寸下气浮转台的变形量以及应力大小,然后再利用响应曲面优化分析工具(Response Surface)求出所有几何设计尺寸对气浮转台变形量的灵敏度的大小,选出灵敏度较大的尺寸进行优化设计,并最终确定了一组最佳尺寸。对优化后的尺寸进行有限元分析,其变形量得到了明显的减小,最大变形量由13.02μm下降到了2.98μm,最小变形量由10.39μm下降到了0.55μm。

模块风冷热设计的主要目的是控制温度上限并尽可能地提高各单体之间的温度均匀程度,延长循环使用寿命。本文使用模块热仿真分析模型对比计算了2P10S三元高比能电池模块不同工况下的冷却效果自然冷却工况下1C放电结束时刻温升约15.5℃,单体间最大温差在2℃以内;强制风冷工况下温升比自然冷却工况降低约3℃,但单体间最大温差扩大至5℃以上;并通过模块热仿真技术对2P10S三元高比能电池模块的强制风冷技术进行了优化设计研究,发现使用流速为0.5m/s、温度为环境温度的冷却空气就可以满足散热的需要,且有助于保持较好的电池单体间温度一致性。

针对微扫描镜镜面尺寸过小、分辨率过低等问题,设计了一种镜面尺寸为4 mm的大尺寸电磁驱动式MEMS微扫描镜。使用COMSOL对设计的结构进行仿真模拟,分析MEMS微扫描镜在不同频率下的振动模态和扭转梁应力,并通过频响曲线分析其运动过程。结果表明,所设计的MEMS微扫描镜能够满足VGA显示模式的要求,水平扫描和垂直扫描的最大光学扫描角度分别为24.36°和59.30°。对比结果还表明,随着镜面尺寸的增加,水平扫描频率逐渐减小,屏幕分辨率逐渐降低,显示模式逐渐变差。