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不同材料赋值下股骨静力学有限元模型的力学仿真分析 预览
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作者 颜继英 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2020年第9期1390-1394,共5页
背景:不同骨质的材料属性差异很大,因此在很多生物力学分析过程中为了简化模型,提高分析效率,很 多学者在进行生物力学仿真研究中对骨骼模型采用了不同的赋值方法,而材料属性分配将对生物力学分析 结果产生很大的影响。 目的:采用不同... 背景:不同骨质的材料属性差异很大,因此在很多生物力学分析过程中为了简化模型,提高分析效率,很 多学者在进行生物力学仿真研究中对骨骼模型采用了不同的赋值方法,而材料属性分配将对生物力学分析 结果产生很大的影响。 目的:采用不同的材料属性赋值方法建立3种股骨有限元模型并进行有限元仿真分析,探究不同材料赋值 方法对股骨有限元生物力学仿真分析的影响。 方法:采集志愿者股骨CT扫描数据,以DICOM格式文件导入Mimics医学影像处理软件重建股骨模型, 对模型分别赋予3种不同的材料属性,即均一材料赋值、皮-松质骨赋值和灰度赋值,并将模型导入有限元 分析软件Abaqus 6.14中,设置相同的载荷和边界条件进行应力及位移分析。 结果与结论:①3种股骨模型的应力输出结果相差不大,且均在合理范围内;②但是均一材料赋值股骨模 型与皮-松质骨赋值股骨模型的最大应力主要分布于股骨干部位,而灰度赋值股骨模型的最大应力分布在股 骨颈处,这也与现实状态下股骨骨折部位主要出现于股骨颈部位所吻合;③皮-松质骨赋值模型和灰度赋值 模型输出的位移值基本一致;而均一材料赋值的股骨模型位移值最小,并且与其他2种模型位移量相差40% 左右;④提示灰度赋值的方法能够较好地反映人体股骨的生物力学特性,从而可以更准确地模拟真实股骨 的生物力学特征,这也为骨科生物力学进行有限元仿真建模提供了重要理论依据。 展开更多
关键词 股骨模型 材料赋值 有限元仿真 应力 位移 数字骨科 生物力学
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三七基质平整装置结构设计与参数优化仿真试验 预览
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作者 仲广远 普瑞 +3 位作者 杨文彩 张良 郎冲冲 阚成龙 《农机化研究》 北大核心 2020年第2期72-78,共7页
为提高三七机械化播种质量,设计了一种与播种机配套的自走式三七基质平整机。在对其核心部件'圆盘耙组'进行结构设计的基础上,用光滑粒子流体力学(SPH)方法建立了'圆盘耙-土壤'有限元模型,借助ls-dyna软件进行虚拟仿真... 为提高三七机械化播种质量,设计了一种与播种机配套的自走式三七基质平整机。在对其核心部件'圆盘耙组'进行结构设计的基础上,用光滑粒子流体力学(SPH)方法建立了'圆盘耙-土壤'有限元模型,借助ls-dyna软件进行虚拟仿真,分析了圆盘耙的受力情况。设计了三因素五水平二次回归正交旋转组合的虚拟仿真试验,以机具前进速度、工作转速和偏置角为试验因素,切削阻力为试验指标,利用Design-Expert软件对试验结果进行响应曲面分析,最终确定阻力最小的最优参数组合为机具前进速度15m/min,工作转速101r/min,偏置角为11°。此时,所受阻力为1 298.339N。 展开更多
关键词 圆盘耙 光滑粒子流体力学 有限元仿真 响应曲面
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双永磁轮非接触直线驱动装置的磁力特性分析 预览
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作者 孙凤 马迪 +3 位作者 任会之 徐方超 李强 金俊杰 《机械工程与自动化》 2019年第6期1-2,共2页
双永磁轮非接触直线驱动装置中,永磁驱动轮与铁质导轨齿条之间不存在直接的表面接触,是一种依靠永磁力进行长距离直线传动的磁力传动装置。永磁驱动轮旋转动力由伺服电机提供,依靠永磁体与铁质导轨齿条凸齿之间的磁力作用实现装置的直... 双永磁轮非接触直线驱动装置中,永磁驱动轮与铁质导轨齿条之间不存在直接的表面接触,是一种依靠永磁力进行长距离直线传动的磁力传动装置。永磁驱动轮旋转动力由伺服电机提供,依靠永磁体与铁质导轨齿条凸齿之间的磁力作用实现装置的直线驱动。利用有限元分析软件Ansoft Maxwell对驱动装置进行了水平驱动力和竖直干扰力的仿真分析,并对磁力特性实验结果与有限元仿真结果进行了对比,结果表明:实验结果与仿真结果的磁力特性变化趋势基本相同,可以实现驱动装置连续而平稳的前进驱动。 展开更多
关键词 双永磁轮 非接触 永磁力 直线驱动 有限元仿真
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低速小过载异步感应线圈炮的仿真研究 预览
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作者 路梅 蒋丽萍 《科技创新与应用》 2019年第2期13-16,共4页
感应线圈炮分同步和异步感应线圈炮两大类。异步感应线圈炮不存在需要开关动作与抛体精确同步的问题,具有更为广阔的应用前景。对异步感应线圈炮进行仿真研究,主要有数值仿真和有限元仿真两种方法。文章采用仿真软件Ansoft对一种低速小... 感应线圈炮分同步和异步感应线圈炮两大类。异步感应线圈炮不存在需要开关动作与抛体精确同步的问题,具有更为广阔的应用前景。对异步感应线圈炮进行仿真研究,主要有数值仿真和有限元仿真两种方法。文章采用仿真软件Ansoft对一种低速小过载(出口速度≥20m/s,过载<100g)的异步感应线圈炮进行了有限元仿真分析,分析结果满足设计要求,对异步感应线圈炮的设计优化及后期试验具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 异步感应线圈炮 低速小过载 有限元仿真 ANSOFT
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大型平板微波天线伺服俯仰系统工程设计 预览
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作者 夏旭光 姚红萍 刘朝阳 《太赫兹科学与电子信息学报》 北大核心 2019年第2期278-282,287共6页
针对大型平板微波天线俯仰系统进行工程研究,设计了一种强度高、质量轻的桁架结构作为天线背架。根据指标要求建立数学模型,将整个运动过程通过准确的力学计算进行力矩分配,从而选定电机、减速机等结构要件;通过对关键结构件的有限元仿... 针对大型平板微波天线俯仰系统进行工程研究,设计了一种强度高、质量轻的桁架结构作为天线背架。根据指标要求建立数学模型,将整个运动过程通过准确的力学计算进行力矩分配,从而选定电机、减速机等结构要件;通过对关键结构件的有限元仿真及高功率微波环境下的电磁兼容性设计,进一步保证整个俯仰系统可靠工作。通过实验验证,承载负载总重达到2 t左右,角速度最高可达10°/s,可以完成0°~70°俯仰运动,定位精确度优于0.1°。实测平板微波天线各项参数均能达到设计要求,微波测试方向图形态良好,波束指向满足要求。 展开更多
关键词 大型平板微波天线 桁架结构背架 有限元仿真
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316L/EH40复合板可逆热轧过程数值模拟
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作者 金贺荣 段昌新 戴超 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期82-88,共7页
为研究316L/EH40复合板在热轧过程中温度场对应力场、应变场的影响,建立了热轧过程的三维动态热力耦合计算模型,利用所建立的模型对复合板热轧过程进行了仿真计算,分析了轧制过程中温度场、应力场、应变场、残余应力的变化规律。研究结... 为研究316L/EH40复合板在热轧过程中温度场对应力场、应变场的影响,建立了热轧过程的三维动态热力耦合计算模型,利用所建立的模型对复合板热轧过程进行了仿真计算,分析了轧制过程中温度场、应力场、应变场、残余应力的变化规律。研究结果表明:复合板基层表面温度变化范围最大;基层表面温度呈先下降后上升的变化趋势,复层中心与基层中心温度呈逐渐上升的变化趋势;等效压应力峰值由49.93 MPa逐渐变大至104.04 MPa;等效应变值呈台阶式上升的变化趋势;界面处残余应力沿宽度方向分布较为均匀,其中复层侧残余应力值较大,最大为93.7 MPa,基层侧残余应力值较小,最大为71.9 MPa。 展开更多
关键词 不锈钢复合板 有限元仿真 可逆热轧 热力耦合
基于SOI的低横向灵敏度压阻式加速度计的设计
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作者 林立娜 梁庭 +3 位作者 李鑫 杨娇燕 李奇思 雷程 《微纳电子技术》 北大核心 2019年第6期466-472,共7页
提出了一种非同一平面的双弯曲梁的压阻式加速度计,在加速度作用下该结构梁的质心与质量块的质心对齐,从而实现低横向效应。利用SOLIDWORKS软件建立了结构模型,并用Comsol仿真软件和有限元ANSYS仿真软件对其进行静态分析、模态分析和电... 提出了一种非同一平面的双弯曲梁的压阻式加速度计,在加速度作用下该结构梁的质心与质量块的质心对齐,从而实现低横向效应。利用SOLIDWORKS软件建立了结构模型,并用Comsol仿真软件和有限元ANSYS仿真软件对其进行静态分析、模态分析和电学性能分析。分析了影响频率和灵敏度的相关参数,对加速度计的结构参数进行了优化。设计了一套版图以及工艺加工方案,采用微电子机械系统(MEMS)标准工艺完成了加速度计的制备。最后进行精密离心机测试,结果表明该结构的加速度计具有较低的横轴灵敏度,其中X轴的横向灵敏度为0.078%,Y轴的横向灵敏度为0.002%,比较高的主轴灵敏度,Z轴灵敏度为0.64 mV/g。 展开更多
关键词 压阻式加速度计 微电子机械系统(MEMS) 绝缘体上硅(SOI) 低横向灵敏度 有限元仿真
温度对硅-蓝宝石压力传感器影响研究 预览
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作者 邹兴 黄漫国 +1 位作者 李欣 郭占社 《测控技术》 2019年第6期23-27,共5页
针对硅-蓝宝石压力传感器在高温环境下测量精度较差的问题,以双层敏感膜片结构为基础,研究了温度对传感器的影响;通过对温度场及热应力的理论分析,证明了材料热膨胀系数不一致所产生的额外热应力,将引起测量误差;相应的ANSYS有限元仿真... 针对硅-蓝宝石压力传感器在高温环境下测量精度较差的问题,以双层敏感膜片结构为基础,研究了温度对传感器的影响;通过对温度场及热应力的理论分析,证明了材料热膨胀系数不一致所产生的额外热应力,将引起测量误差;相应的ANSYS有限元仿真及实验也表明,温度效应对压力传感器的测试精度会产生较大的影响,且压力传感器的输出与温度值之间存在一定的规律。 展开更多
关键词 硅-蓝宝石 双层膜片 有限元仿真 热应力 测试精度
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基于田口法的磁流变减摆器优化设计 预览
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作者 祝世兴 张皓 《制造技术与机床》 北大核心 2019年第4期55-59,共5页
磁流变减摆器是一种新型半主动控制装置,具有广阔的应用前景。而磁流变减摆器结构参数的确定是设计中的重点,本文在已有设计经验的基础上确定了4个结构参数作为磁流变减摆器优化设计的变量,并以减摆做功量和可调倍数作为优化目标,采用... 磁流变减摆器是一种新型半主动控制装置,具有广阔的应用前景。而磁流变减摆器结构参数的确定是设计中的重点,本文在已有设计经验的基础上确定了4个结构参数作为磁流变减摆器优化设计的变量,并以减摆做功量和可调倍数作为优化目标,采用田口法对选定的优化参数设计了正交实验,分析出各个优化参数对优化目标的影响大小,从而确定出最优方案。通过有限元仿真验证了田口法在磁流变减摆器结构优化设计的有效性。 展开更多
关键词 磁流变减摆器 田口法 优化设计 有限元仿真
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基于比值校正与复调制细化的异步电动机转子断条在线诊断 预览
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作者 武玉才 安清飞 +1 位作者 庞永林 李天辉 《大电机技术》 2019年第6期20-24,46,共6页
为了对异步电动机断条故障进行准确检测并提前安排检修和更换设备,本文提出了一种基于比值校正与复调制细化的异步电动机转子断条在线诊断方法。首先利用比值校正计算得到定子电流中工频分量的幅值、频率与初相角,运用精确滤波消除工频... 为了对异步电动机断条故障进行准确检测并提前安排检修和更换设备,本文提出了一种基于比值校正与复调制细化的异步电动机转子断条在线诊断方法。首先利用比值校正计算得到定子电流中工频分量的幅值、频率与初相角,运用精确滤波消除工频分量的影响,进而结合复调制细化分析准确检测故障特征分量。在验证阶段,通过一台200kW笼型异步电动机进行了有限元仿真,结果验证了所提方法的有效性,为异步电动机的转子断条故障诊断提供了新的解决方案。 展开更多
关键词 异步电动机 转子断条 比值校正 复调制细化 有限元仿真
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面向骨科移植材料的二维超声研抛装置的设计与研究 预览
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作者 林洁琼 卢昊 +2 位作者 谷岩 辛成磊 袁旭 《电加工与模具》 2019年第5期63-67,共5页
提出了一种面向骨科移植材料的新型二维超声研抛装置,能将超声加工与医用材料加工相结合,不仅可对具有复杂表面形状的骨科移植产品的加工难点进行研究,且加工后形成表面结构,其产生的三维空间结构利于人体细胞组织附着、提高骨质诱导能... 提出了一种面向骨科移植材料的新型二维超声研抛装置,能将超声加工与医用材料加工相结合,不仅可对具有复杂表面形状的骨科移植产品的加工难点进行研究,且加工后形成表面结构,其产生的三维空间结构利于人体细胞组织附着、提高骨质诱导能力。该装置通过解析法与有限元法结合的方法设计,经有限元仿真的模态分析与谐响应分析,确定超声振子的实际尺寸参数和变幅杆上的凹槽尺寸,得到超声振子的共振频率,仿真结果显示:超声振子在第14阶、18 661 Hz时振动可得椭圆运动轨迹,其纵向振幅为3.18μm、横向振幅为0.71μm。最后,通过钛合金研抛方法予以验证,实验结果表明:该装置可使工件表面形成织构,满足设计要求。 展开更多
关键词 二维超声研抛 骨科移植材料 变角度 有限元仿真
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混凝土管端口打磨机器人设计及力学性能分析 预览 被引量:1
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作者 崔国华 刘健 +1 位作者 马良 崔康康 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期665-671,共7页
为提高预应力钢筒混凝土管道端口的打磨精度和效率,设计了一种新型的自行走式端口打磨机器人。基于构型演变法对该机器人进行了构型设计及结构设计,建立了其力学模型。以插口端打磨机器人应用于4 m口径管道为实例,求解了机器人运行过程... 为提高预应力钢筒混凝土管道端口的打磨精度和效率,设计了一种新型的自行走式端口打磨机器人。基于构型演变法对该机器人进行了构型设计及结构设计,建立了其力学模型。以插口端打磨机器人应用于4 m口径管道为实例,求解了机器人运行过程中的极限载荷,并进行了有限元仿真分析,分析结果表明,该机器人在运行过程中,强度、刚度满足现场需求。现场试验验证了该机器人具有较高的打磨效率与工作可靠性。 展开更多
关键词 端口打磨机器人 构型设计 结构设计 力学模型 有限元仿真
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基于新工艺电子器件集成制造及测试技术研究 预览
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作者 孟碧云 邱云峰 《电子质量》 2019年第5期3-6,共4页
3D打印技术是一项快速成型新工艺技术,该技术广泛应用于航空、航天、电子、机械等领域,给传统制造业提供了新的产品制造思路,其便捷、高效、低能耗的优势深受广大制造企业的青睐。而电子功能器件的3D打印更是让3D打印技术大放异彩,表明... 3D打印技术是一项快速成型新工艺技术,该技术广泛应用于航空、航天、电子、机械等领域,给传统制造业提供了新的产品制造思路,其便捷、高效、低能耗的优势深受广大制造企业的青睐。而电子功能器件的3D打印更是让3D打印技术大放异彩,表明其二者的结合将带来传统印刷电路的工艺改革。该文对压电微喷头的结构进行理论研究分析,设计了一种集成金属墨水压电喷射机构和气动控制的高浓度喷头多材料的3D多材料混合打印机,利用该打印机成功打印出挠性电子电路和弯折电感。并对打印出的弯折电感进行测试和仿真,性能基本满足要求,实现了多材料混合打印电子器件的目的。 展开更多
关键词 电子电路 弯折电感 有限元仿真 多材料混合打印
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磁极优化降低表贴式永磁电机电磁振动噪声 预览
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作者 黄厚佳 徐余法 +1 位作者 李全峰 黄苏融 《微特电机》 2019年第8期13-18,共6页
磁极偏心距和极弧系数是表贴式永磁电机的重要设计参数,对电机电磁振动和噪声有重要影响,而现有研究主要停留在上述参数对径向电磁力波的影响,并未进一步研究如何通过上述参数削弱电机电磁振动和噪声。建立径向气隙磁密关于极弧系数和... 磁极偏心距和极弧系数是表贴式永磁电机的重要设计参数,对电机电磁振动和噪声有重要影响,而现有研究主要停留在上述参数对径向电磁力波的影响,并未进一步研究如何通过上述参数削弱电机电磁振动和噪声。建立径向气隙磁密关于极弧系数和磁极偏心距的解析模型,推导出径向电磁力波解析表达式。编写电机电磁振动噪声计算程序,以一台4.2kW表贴式永磁电机为例,计算出不同极弧系数及磁极偏心距下电机电磁振动噪声值。结果表明,随着磁极偏心距增大,电机振动噪声有减小的趋势,当极弧系数为0.9左右时,电机电磁振动噪声降到最小值。有限元仿真验证了该结论的正确性。 展开更多
关键词 表贴式永磁电机 磁极偏心距 极弧系数 电磁振动噪声 有限元仿真
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基于BP人工神经网络的板料自冲铆接的底切量仿真预测
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作者 周琦 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期61-65,共5页
以Al Mg3铝合金板料的自冲铆接作为研究对象,利用DEFORM-2D有限元软件与正交试验,对两层2 mm的Al Mg3铝合金板料的自冲铆接过程进行有限元仿真,基于BP人工神经网络及仿真数据,对板料自冲铆接的成形质量进行仿真预测。以模具深度、模具... 以Al Mg3铝合金板料的自冲铆接作为研究对象,利用DEFORM-2D有限元软件与正交试验,对两层2 mm的Al Mg3铝合金板料的自冲铆接过程进行有限元仿真,基于BP人工神经网络及仿真数据,对板料自冲铆接的成形质量进行仿真预测。以模具深度、模具凸台高度、模具宽度以及铆接速度为输入层,将底切量作为输出层,建立了4-11-1的3层BP人工神经网络。以仿真结果为样本进行反复的训练,得到BP人工神经网络的预测值,与有限元仿真值相比两者的最大误差为0. 97%。此外,借助自冲铆接设备及安装模具,进行自冲铆接试验,试验值与BP人工神经网络预测值之间的相对误差为6. 57%,验证了BP人工神经网络应用于板料自冲铆接成形质量预测的正确性与可靠性,为企业的实际生产提供重要的参考。 展开更多
关键词 自冲铆接 铝合金板料 BP人工神经网络 正交试验 有限元仿真
一种轻量化高强度仪控设备机械结构的设计与仿真 预览
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作者 张洧川 陈杰 +5 位作者 何小鹏 黄轲 刘依依 孙琦 唐涛 王菲 《科技视界》 2019年第12期21-24,共4页
本文设计了一款用于搭载仪控设备的机柜。通过在材料选取,框架结构,联接设计等方面着手,使得机柜在满足低成本,轻量化的前提下实现了较高的结构强度。机柜强度还通过有限元仿真软件进行了仿真验证,验证其性能满足标准要求。
关键词 轻量化 抗冲击 抗振动 有限元仿真
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超磁致伸缩致动器轴向非均匀磁场仿真分析 预览
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作者 余震 赵昊坤 张晨阳 《磁性材料及器件》 CAS CSCD 2019年第4期10-16,共7页
为了优化超磁致伸缩致动器的电磁性能,对比了传统单线圈结构的超磁致伸缩致动器中磁场沿超磁致伸缩棒的分布规律,并分析了螺线管线圈磁场的数值解析。提出了一种新型超磁致伸缩材料致动器驱动线圈的结构设计,采用规律性数组调整线圈高... 为了优化超磁致伸缩致动器的电磁性能,对比了传统单线圈结构的超磁致伸缩致动器中磁场沿超磁致伸缩棒的分布规律,并分析了螺线管线圈磁场的数值解析。提出了一种新型超磁致伸缩材料致动器驱动线圈的结构设计,采用规律性数组调整线圈高度的方法,利用Comsol软件程序中的电磁场分析功能,分别分析了五种规律数组排布下的驱动线圈对沿超磁致伸缩棒轴向分布的磁场均匀度以及磁场特性的影响。结果,发现了三种线性度较好的磁场强度分布曲线。 展开更多
关键词 磁致伸缩材料致动器 驱动线圈 磁场分布 有限元仿真
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有限元仿真技术在航空复合材料产品制造上的应用
18
作者 金子坤 王琛 《中国石油和化工标准与质量》 2019年第3期220-221,共2页
复合材料以其质轻、高强的特点从初展头角到迅猛发展,正成为现阶段航空航天及各领域新型材料的佼佼者与热点话题。与大多数金属材料相比,纤维增强树脂基复合材料具有质量轻、比模量高、比强度高、耐热、耐腐蚀、抗疲劳性能好、可设计性... 复合材料以其质轻、高强的特点从初展头角到迅猛发展,正成为现阶段航空航天及各领域新型材料的佼佼者与热点话题。与大多数金属材料相比,纤维增强树脂基复合材料具有质量轻、比模量高、比强度高、耐热、耐腐蚀、抗疲劳性能好、可设计性强、工艺性能好等一系列优点,成为了理想的航空结构材料。航空复合材料制件主要使用热压罐成型工艺进行制造,由热固性树脂与纤维在热压罐中经过高温高压与降温冷却,不仅外界温度、模具变形会对产品制造产生影响,不同树脂类型、树脂含量造成的化学反应热应力也会对复合材料变形造成影响。随着飞机的越来越多产品更改为复合材料制件,对于产品研制速度和产品精度的要求也越来越高,传统'试验件'尝试制造,凭经验分析判断的方法不仅成本高,研制周期长,也存在很大的不确定性。有限元仿真技术可以利用计算机软件模拟复合材料的固化过程,对产品的变形研究及复合材料模具的修型有着重要意义。本文介绍了一种有限元仿真技术控制复合材料变形的背景和意义。 展开更多
关键词 有限元仿真 复合材料 修型
基于纳米流体冷却的钛合金车削温度场分析 预览
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作者 邵维范 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2019年第5期97-102,共6页
车削钛合金时加工区温度高,会降低工件表面质量、加剧金刚石车刀磨损。可使用雾化纳米流体喷射等冷却方式改善车削环境,提高钛合金表面的加工质量和金刚石刀具的耐用度。基于ABAQUS仿真软件建立Ti 6Al 4V钛合金材料模型,研究不同冷却方... 车削钛合金时加工区温度高,会降低工件表面质量、加剧金刚石车刀磨损。可使用雾化纳米流体喷射等冷却方式改善车削环境,提高钛合金表面的加工质量和金刚石刀具的耐用度。基于ABAQUS仿真软件建立Ti 6Al 4V钛合金材料模型,研究不同冷却方式下切屑和刀具的温度变化规律,并进行钛合金车削试验对仿真结果进行验证。结果表明:车削钛合金时使用雾化纳米流体喷射方式降温效果良好,切屑和刀具表面最高温度分别为168℃和142℃,相比于普通冷却方式的温度下降了约70%。在稳定切削状态下的切屑和刀具温度仿真和试验结果误差在5%以内,仿真结果合理。 展开更多
关键词 钛合金 有限元仿真 纳米流体冷却 车削温度
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光纤干涉次声传感器研制
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作者 李汉正 吴高米 +4 位作者 马振钧 任迪鹏 张萌颖 高然 祁志美 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第15期41-47,共7页
设计并制作了一种基于光纤干涉仪的低频声传感器,用于检测频率小于20Hz的次声信号。该传感器利用厚度为5μm,半径为1/2inch(1inch=2.54cm)的圆形镍膜作为振膜,该振膜被平整地固定在金属腔体的一个端口,呈周边拉伸式。伸入腔室的单模光... 设计并制作了一种基于光纤干涉仪的低频声传感器,用于检测频率小于20Hz的次声信号。该传感器利用厚度为5μm,半径为1/2inch(1inch=2.54cm)的圆形镍膜作为振膜,该振膜被平整地固定在金属腔体的一个端口,呈周边拉伸式。伸入腔室的单模光纤的端面与振膜内表面构成一个非本征型光纤法布里-珀罗干涉仪(EFPI),用于检测由声音导致的振膜的振动。为了优化传感器性能,基于弹性力学原理和有限元仿真软件,分析了振膜预应力和振膜厚度对传感器一阶谐振频率的影响。仿真结果表明在一定的膜厚范围内,一阶谐振频率对预应力非常敏感而对膜厚不敏感。利用B&K 4193-L-004型标准声传感器和42AE型标准次声发射腔对所制光纤次声传感器进行了测试,结果表明该传感器在0.1~20Hz范围内具有良好的频率响应特性,对1Hz声波的灵敏度高达285mV/Pa。 展开更多
关键词 光纤光学 低频声传感器 光纤非本征法布里-珀罗干涉仪 高灵敏度 有限元仿真
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