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商业和开源有限元分析 (FEA) 程序可轻松用于对结构进行建模并生成令人印象深刻的结果,即使工程师在缺乏设计经验或建模技术不当的情况下引入了根本性错误。从强度、疲劳、振动和其他设计或分析标准的角度来看,这可能导致结构不充分。一些结构故障表明,如果使用不当,FEA 可能会以错误的结果误导设计师。1996 年发布的原始 SSC-387 有限元和结果评估指南解决了这一问题。自 1996 年发布最初的 SSC-387《有限元和结果评估指南》以来,有限元分析 (FEA) 技术在船舶设计和分析中的应用日益广泛。本指南是对 SSC-387 的更新,包括当前 FEA 应用于船舶结构的最佳实践以及以下高级分析主题讨论和示例应用:冲击和塑性、断裂和疲劳、整船分析和频率响应振动分析。本文档结构遵循原始文档结构。本文档在检查表和讨论中提供了对 FEA 模型和输出的审查支持,以确保分析针对预期情况进行了适当的准备。本文档不能替代扎实的教育,通过对建模选择对结果的影响的经验可以增强教育。该文件应被视为一份指南,旨在帮助分析师和审阅者确定 FEA 中的缺陷或确定良好做法;它不能替代技术资格。
•进行了2D材料(例如石墨烯和MOS 2)的CVD生长。•使用拉曼,SEM,AFM,TOF-SIMS,TEM,XPS表征优化了薄膜生长。•使用断裂力学的测量的粘附特性(硅 - 环氧,石墨烯 - 赛,MOS 2 -Sapphire)。•通过DCB骨折实验获得了石墨烯sapphire的正常和剪切相互作用。•对Abaqus进行了有限元模拟,以开发2D材料的传输图。•通过机械分层和表面能辅助过程实现了MOS 2的大面积转移。
哲学博士学位论文 非高斯随机激励下的疲劳寿命 Frédéric Kihm 本论文介绍了分析机械部件在各种随机激励和随后的机械振动下的疲劳寿命的几种进展。通常,组件必须以这样的方式设计,即它们可以承受环境条件的影响而不被损坏。必须使用实验室测试或有限元 (FE) 计算来验证其设计。通常,设计和测试是根据内部、国家或国际标准的规范进行的,隐含的假设是,如果设备在特定环境中幸存下来,它也将在使用中承受振动。
通过应用所选方法测试和验证建模框架的功能。对模拟弹塑性和脆性材料裂纹扩展的新方法的进展进行了全面的文献综述,得出了三种方法,迄今为止,这三种方法已引起数值计算界的极大兴趣。这些方法是:Trefftz 方法、无单元伽辽金方法 (EFGM) 和扩展有限元方法 (X-FEM)。选择了实施和验证后两种方法的商用结构分析软件程序:LS-DYNA。开发了用于生成 LS-DYNA 输入数据格式的模型定义和场景条件的预处理器。它生成经典有限元方法 (FEM)、EFGM 和 X_FEM 所需的数据输入。该预处理器还促进了涵盖设计空间或研究领域的批量执行过程。EFGM 对模型网格定义的要求超出了可用硬件和软件许可证数量的限制;求解器对一个案例的估计运行时间超过 58,000 分钟。因此,仅测试了 X-FEM 并将其与 Baseline FEM 进行了比较。所得结果显示了使用 X-FEM 的优势,可通过该方法定义的丰富元素获得更好的裂纹扩展分辨率;而 Baseline FEM 仅限于沿预定义元素边界建模裂纹扩展。研究结果只能用于比较标准 FEM 和 X-FEM 方法。这两种方法的相对比较表明,前者对于不需要高精度的冲击裂纹扩展路径的研究和分析已经足够;对于需要准确预测裂纹扩展的情况,建议使用 X-FEM 方法。作为此预测建模框架开发的未来步骤,建议使用可靠的实验数据进行彻底验证。
随着对脑震荡损伤的长期后果的关注日益增加,人们开始重视开发能够准确预测大脑对冲击负荷的机械响应的工具。虽然有限元模型 (FEM) 可以估计动态负荷下的大脑响应,但这些模型无法快速(几秒内)估计大脑的机械响应。在本研究中,我们开发了一个多体弹簧质量阻尼器模型,该模型可以估计大脑对围绕一个解剖轴或同时在三个正交轴上施加的旋转加速度的区域运动。总的来说,我们估计了 50% 人类大脑内 120 个位置的变形。我们发现多体模型 (MBM) 与计算的有限元响应相关,但不能精确预测(平均相对误差:18.4 6 13.1%)。我们使用机器学习 (ML) 将 MBM 的预测与负载运动学(峰值旋转加速度、峰值旋转速度)相结合,并显著减少 MBM 和 FEM 之间的差异(平均相对误差:9.8 6 7.7 %)。使用独立的运动损伤测试集,我们发现混合 ML 模型也与 FEM 的预测有很好的相关性(平均相对误差:16.4 6 10.2 %)。最后,我们使用这种混合 MBM-ML 方法来预测出现在大脑不同位置的应变,对于复杂的多轴加速度负载,平均相对误差估计范围为 8.6 % 到 25.2 %。总之,这些结果展示出一种快速且相当准确的方法,用于预测大脑对单平面和多平面输入的机械响应,并提供一种新工具来快速评估整个大脑撞击负载的后果。 [DOI: 10.1115/1.4046866]
图 2 显示了支持各种分析要求的建模活动的基本流程。所有模型均从适当的数据库发展而来。为了支持了解车辆响应特性和快速设计有效可实现控制律所需的许多参数分析,需要低阶结构模型。空气动力学公式需要反映可用的风洞测试数据,特别是关于俯仰稳定性的数据,因为飞翼设计在俯仰方面本质上是边缘稳定或不稳定的。这些模型还需要能够包括执行系统和传感器的代表性模型。MSC/NASTRAN 是进行建模活动和图 3 半跨度有限元模型的主要工具
陷阱门的稳定性已广泛研究。通常会问一个一般的问题是,为什么大多数污水坑在地面上具有接近完美的圆形形状。这可以通过当前的数值研究在轴对称条件下使用有限元限制分析来解释,其中确定了主动圆形板门的上和下限溶液。本文的下沉孔的失败研究和相关的故障机制是针对非均匀的粘土,其强度的线性增加,深度在各种覆盖深度比和无量纲的强度差异下。使用轴对称的新型三维溶液,还开发了用于预测稳定溶液的设计方程。
摘要 。WAAM工艺中的热行为是产生热应力的一个重要原因。本文利用ABAQUS软件建立了四层壁面的三维模型,以研究碳钢(ASTM A36)WAAM壁面的热行为。此外,研究了基材预热温度和行进速度对温度分布的影响。建模结果表明,随着沉积层数的增加,峰值温度升高,但平均冷却速度降低。此外,基材预热会增加第一层的峰值温度并降低其平均冷却速度。从模拟结果来看,行进速度对沉积层的热行为有主要影响。 关键词 。增材制造;电弧增材制造;有限元方法;低碳钢。