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核融合应用中辐射效应的有限元模型
抽象的氘融合反应以14.1 MeV中子的形式产生能量，因此，融合反应器成分将暴露于高能量中子辐照的情况下，同时也受到热，机械和磁负荷的影响。暴露于中子辐射会带来许多后果，包括肿胀和尺寸变化，与等离子成分中发生的峰值瞬态热变形相当。辐照还以强烈的非线性方式动态改变了各种热机械特性，温度，应力和肿胀。有关跨越设计参数空间的中子暴露影响的实验数据非常稀疏，这突出了计算机模拟的相关性。在这项研究中，我们探讨了体力/表面牵引方法与特征性形式主义之间的等效性，用于治疗各向异性辐射引起的肿胀。我们发现，用于有限元方法（FEM）模拟的商业和大规模并行的开源软件都适合评估中子暴露对机械载荷反应器组件的影响。我们证明了辐射，辐射肿胀和导热率的降解的两个主要影响如何影响ITER TOKAMAK分流中应力和温度的分布。表征肿胀幅度和治疗模型的明显不确定性表明，基于目前可用的数据，只能给出反应堆成分中最受辐射的反应堆组件中发生的压力估算。
基于有限元法和参数模型降阶的电力电子模块热机械耦合分析
本研究通过将有限元法 (ANSYS-FEM) 与参数模型降阶 (pMOR) 相结合，提出了一种新方法，用于执行参数研究并检查电力电子模块 (PEM) 耦合热机械模型的非线性材料行为。与广泛使用的顺序耦合方法相比，所考虑的耦合方法可以同时解决热模型和结构模型。与通常用于 pMOR 研究的恒定参数值不同，本研究使用 pMOR 方法参数化了导线材料的温度相关材料属性。本文考虑使用 pMOR 方法进行热机械分析的广义 2D 模型，参数化导线材料的温度相关热膨胀系数 (CTE) 和杨氏模量 (E)，以探索它们对导线键合的影响。本文将矩阵插值法应用于 pMOR 研究，并使用 PRIMA（一种基于 Krylov 子空间的模型降阶 (MOR) 技术）进行局部模型降阶。已经开发出一种基于拉格朗日插值技术的新高效流程，用于在参数化降阶模型 (pROM) 中实现矩阵插值。降阶模型 (ROM) 的自由度 (DOF) 仅为 8，而全阶模型 (FOM) 的自由度为 50,602。pROM 提供了出色的解决方案，并将本案例的计算时间缩短了 84%。
开发有限元模型的校准技术，用于计算添加剂制造中残留应力的作用的变形补偿
摘要。在增材制造中，有必要考虑并弥补由于残余压力的作用而造成的零件翘曲。用于计算CAE系统中变形幅度的有效快速方法之一是机械有限元分析，它不需要许多迭代。要确保CAE系统中计算的准确性，必须在特殊样本上校准它们。本文提出了一种对直接金属沉积过程（DMD）过程进行校准的方法，其结果是计算DMD期间零件变形所需的内部变形值。借助Shupustancy添加剂CAE系统，设计了DMD工艺的数字模型，并模拟了残留应力的效果。基于与全尺度样本的比较结果，已经调整了计算出的参数，可将其应用于优化工件部分的几何形状，并考虑到DMD过程的特征。
拓扑优化的有限元方法应用于...
摘要：本研究采用有限元法（FEM）对层压复合材料结构进行拓扑优化数值研究。在该方法中，层片方向被排除在优化之外。介绍了中空长航时无人机机身结构框架的几何优化。目标函数中使用了最小应变能，优化约束为减重20%。在进行初步分析之前，对以前发表的文献中不考虑方向的拓扑优化进行了基准研究。进行了收敛研究，以获得FEM技术中合适的网格尺寸，该技术利用了四节点壳单元。有限元分析与优化结果表明，新型框架复合材料机身中空长航时无人机结构设计满足适航标准STANAG 4671规定的结构强度要求。
基于加速机械测试和有限元分析的焊点寿命建模
焊料疲劳是电力电子模块中观察到的主要故障模式之一。在使用条件下，电力电子部件会受到由电阻加热引起的反复温度波动。由于热膨胀系数不匹配，材料互连处会产生热机械应力。尽管如此，高可靠性应用要求使用寿命长达 30 年。因此，需要加速测试方法。然而，由于非弹性变形的应变率依赖性，理论寿命建模对于将加速测试方法的结果与通常的使用条件进行比较是必要的。本研究报告了一种在 20 kHz 超声波频率下运行的机械测试方法。在测试过程中，样品会受到反复弯曲变形，直到焊点最终断裂。确定了从室温到 175 ◦ C 的不同温度下裂纹萌生的循环次数。此后，对疲劳实验进行 FEM 计算机模拟，其中粘塑性 Anand 模型用作焊料的材料模型。用损伤累积模型评估焊料中裂纹的起始时间，该模型结合了 Coffin-Manson 模型和 Goodman 关系的多轴版本。结果表明，该模型可应用于焊料合金 PbSnAg、Sn3.5Ag 和 SnSbAg。
Brainstorm-Duneuro：一种用于建模电磁脑活动的集成且用户友好的有限元方法
鸣谢作者贡献声明 Takfarinas Medani：方法论、软件、验证、形式分析、调查、数据管理、写作 - 原始草稿、写作 - 评审和编辑、可视化。 Juan Garcia-Prieto：方法论、软件、验证、形式分析、调查、数据管理、写作 - 原始草稿、写作 - 评审和编辑、可视化。 Francois Tadel：方法论、软件、验证、写作 - 原始草稿、写作 - 评审和编辑、可视化。 Marios Antonakakis：形式分析、验证、写作 - 评审和编辑。 Tim Erdbrüg-ger：软件、形式分析、写作 - 评审和编辑。 Malte Höltershinken：软件、形式分析、写作 - 评审和编辑。 Wayne Mead：调查、数据管理、写作 - 评审和编辑。 Sophie Schrader：软件、形式分析、资源、写作 - 评审和编辑。 Anand Joshi：软件、形式分析、资源、写作 - 评审和编辑。 Christian Engwer：软件、资源、写作 - 审阅和编辑、监督。Carsten H. Wolters：概念化、方法论、软件、验证、调查、资源、数据管理、写作 - 原始草稿、写作 - 审阅和编辑、可视化、监督、资金获取。John C. Mosher：概念化、方法论、软件、验证、调查、资源、写作 - 原始草稿、写作 - 审阅和编辑、可视化、监督、项目管理、资金获取。Richard M. Leahy：概念化、方法论、验证、调查、资源、写作 - 原始草稿、写作 - 审阅和编辑、可视化、监督、项目管理、资金获取。
飞机空气动力学建模的有限元方法
摘要 在本文中，我们提出并验证了一种用于模拟航空航天应用的新型稳定可压缩流有限元框架。该框架由基于流线迎风/Petrov-Galerkin (SUPG) 的可压缩流 Navier-Stokes 方程、充当壁面函数的弱强制本质边界条件和充当激波捕获算子的基于熵的不连续性捕获方程组成。针对从低亚音速到跨音速流态的各种马赫数测试了该框架的准确性和稳健性。对 NACA 0012 翼型、RAE 2822 翼型、ONERA M6 机翼和 NASA 通用研究模型 (CRM) 飞机周围流动的二维和三维验证案例进行了气动模拟。将从所有案例的模拟中获得的压力系数与实验数据进行了比较。计算结果与实验结果一致性较好，证明了本文提出的有限元框架用于飞机气动模拟的准确性和有效性。
新型辅助结构的设计和有限元分析
在这项研究中，一种新型的辅助结构，即RDN，以二维和三维表示。单位单元是通过修改常规重点结构而创建的，而2D和3D结构是通过繁殖这些单位单元格形成的。进行有限元分析以研究单轴张力下这些结构的变形机制，并获得结构的机械性能。另外，一个3D单位电池以不同的支柱厚度值进行建模，以检查支撑厚度对机械性能的影响。数值模型，线性弹性分析是通过将小位移应用于结构来进行的。发现2D和3D RDN结构具有高的负泊松比，但与其他辅助物相比，刚度相对较小。对3D单位细胞的分析表明，增加支撑厚度会导致更高的刚度值，但降低了结构的辅助行为。
根据温度和相对湿度计算吸湿性和...使用有限元分析
摘要：近年来，半导体封装结构不断薄型化、复杂化，随着厚度减小，因材料不匹配引起的界面剥离现象会进一步增加，因此界面的可靠性是工业领域中的关键问题。尤其在半导体封装中广泛使用的聚合物受温度和湿度的影响较大。因此，本研究通过有限元分析对不同温度条件下封装结构界面的剥离情况进行预测，考虑吸湿和解吸的水分。通过吸湿试验获得了材料的扩散率和饱和含水量等性能。通过TMA和TGA分析了每种材料吸湿后的吸湿膨胀系数。进行微剪切试验，评估考虑湿度影响下各界面在不同温度下的黏附强度。进行了考虑温度和吸湿变形的界面剥离有限元分析。因此，考虑到回流过程中的原位水分解吸和温度行为，成功预测了界面分层。