有限元进展报告

SamcefSAMTECH的核心产品是专注于机械系统虚拟仿真、结构有限元分析和多学科优化的软件工具，如Samcef、BOSSQuattro、EUROPLEXUS以及TEA等。

这些核心软件产品能够满足从设计研发阶段到高级验证性分析的各个工业领域的需求，本文将着重介绍Samcef能够帮助工程师做些什么。

一、背景简介SAMTECH公司是世界著名有限元软件Samcef的开发商和供应服务商，是欧洲CAE领域的领导者。

SAMTECH公司的前身是比利时列日大学(University of Liege)的宇航实验室，该实验室自从1965年就从事商业化有限元分析软件Samcef的开发工作。

Samcef软件的开发者于1986年脱离列日大学而创建了SAMTECH公司。

目前，SAMTECH公司在比利时、法国、德国和意大利设有9个分支机构，在英国、俄罗斯、加拿大、印度、日本、中国和韩国等十多个国家有代理商的销售和技术服务。

SAMTECH 与航空和航天工业、防卫、汽车、能源和造船等领域的大型厂商都有着密切的合作。

二、Samcef软件介绍Samcef是专业的有限元分析软件，包含下述几个模块。

1.专业便捷的有限元前后处理平台Samcef FIELDSamcef FIELD(FIELD=FInite ELment Desktop)：新一代有限元分析前后处理器，是一个完整的综合前后处理环境，其功能包括建模、线性与非线性结构的分析的驱动和管理，是CAD到CAE 的连接桥梁，如图1所示。

Samcef FIELD能够满足一般或特殊的需求，管理快速或复杂的分析。

作为一个开放式的环境，SAMCEF Field通过非常直观的导航功能，为用户进行机构和结构的设计和仿真分析提供了一个必要工具。

Samcef FIELD与Samce f系列求解器的传递是非常清晰的。

Samcef FIELD提示用户定义与应用领域相关的数据，如果发现不连贯的数据则提示用户更改。

基于ANSYS的加氢反应器的结构优化设计及可靠性分析的开题报告一、选题背景氢气作为一种可再生、绿色的能源，被越来越多的国家和地区广泛应用。

加氢反应器是氢气生产的重要设备，在加氢反应器的结构设计优化中，应注重安全可靠，节能环保等方面的问题。

ANSYS作为当前应用广泛的有限元模拟软件，能够对加氢反应器的结构进行模拟分析，评估其可靠性。

因此，本论文选择基于ANSYS的加氢反应器的结构优化设计及可靠性分析作为研究对象。

二、研究目的本研究的目的是通过ANSYS有限元分析软件对加氢反应器的结构进行模拟，探究加氢反应器在不同工况下的受力情况，分析结构是否合理、安全可靠。

基于分析结果，提出相应的结构优化设计方案，提高加氢反应器的安全性和可靠性。

三、研究内容（1）加氢反应器的工作原理和结构特点进行分析；（2）对加氢反应器结构进行有限元建模，并对其现有结构进行模拟分析；（3）分析加氢反应器在不同工况下的受力情况，确定其最大受力部位，评估结构的强度和稳定性；（4）结合分析结果，提出针对不同问题的结构优化设计方案；（5）使用ANSYS进行可靠性分析，评估结构在不同环境下的可靠性。

四、研究意义本研究的意义在于：（1）加深对加氢反应器结构特征及工作原理的理解，为更好地管理和维护加氢反应器提供技术支持；（2）提高加氢反应器的安全性和可靠性，为实现氢能源的可持续发展做出贡献；（3）研究方法和思路可应用于类似领域的结构优化设计和可靠性分析，具有广泛的工程应用价值。

五、预期进展通过本研究，预计能够从以下几个方面取得一些进展：（1）对加氢反应器结构特点及工作原理进行全面了解，为相关技术的开发和创新提供支持；（2）找出加氢反应器存在的问题及其原因，提出相应的结构优化方案，改进加氢反应器的安全性和可靠性；（3）运用ANSYS进行可靠性分析，评估加氢反应器结构在不同环境下的可靠性。

w ww .i w h .c o m 七 水工结构1 学科方向水工结构是水利工程一级学科下的二级学科。

水工结构学科是以各类水利水电工程建筑为研究对象，以数学、物理、固体力学、流体力学、水利施工与管理学为基础，紧密结合现代科学计算技术、数值模型和先进测试、试验技术手段，研究各类水利水电工程的设计、施工理论和方法的一个综合性学科。

主要包括：各类水工建筑物的静、动力分析以及设计理论与方法，水工结构模型试验与原型观测，水工结构灾变机理、健康监测与加固理论与方法，新型水工结构，水工建筑物施工与勘测新技术，水工建筑物和环境的相互影响以及水工建筑物的退役评估理论与拆除方法。

（引自国家自然科学基金委工程与材料科学部《学科发展战略研究报告.水利科学与海洋工程》，科学出版社，2007年1月）。

就学科特点而言，本学科的发展依赖于交叉学科、计算机技术、试验技术、勘探量测技术等相关科学和技术的发展，水工结构的设计仍在很大程度上依赖于经验。

2 调研背景概述当前，水资源的短缺正在成为21世纪最为严重的全球性资源危机。

作为我国水利发展战略的重要组成部分，我国将陆续兴建一批以南水北调工程为代表的跨流域调水工程。

这些跨领域调水工程的输水干线穿越分水岭及山岭地带，主要依靠水工隧洞引水。

这些引水隧洞洞线长、埋深大、地质条件复杂，常常遇到高地下水、高地温、高构造应力等不利条件，且受强地震及大断层控制，将给设计和施工等方面带来极其复杂的技术难题，也为水工结构学科的发展提出了更高的要求。

同时，随着我国经济的不断发展，对电力的需求不断增大，开发我国丰富的水电资源成为水利水电建设的重要任务之一。

在未来的20年内，我国计划在9条大江大河上新增水电装机容量1.7亿千瓦，拟建和在建的高坝40～50座，其中包括了小湾、锦屏一级等多座300m 级的高拱坝。

在上述的工程项目中，大部分的关键建筑物均为超大型水工建筑物，而且这些建筑物多处于高山峻岭之间，地质和水文条件恶劣，结构本身以及施工过程都极为复杂。

混凝土抗压强度尺寸效应的细观数值模拟的开题报告一、选题背景混凝土在现代建筑和工程中具有广泛的应用，其中最基本的力学性质是其抗压强度。

在实际工程中，混凝土的尺寸及其不同的应力状态会对其抗压强度产生影响。

目前，国内外学术界及工程领域已经形成了比较完整的混凝土尺寸效应研究成果，但尺寸效应的细观数值模拟方法研究相对较少。

基于此，本研究拟通过有限元方法，结合理论分析和数值模拟技术，针对混凝土尺寸效应问题，开展深入研究，期望为混凝土工程设计提供有力的理论支持和指导。

二、研究目的本研究旨在通过对混凝土尺寸效应问题的细观数值模拟，探究混凝土尺寸对其抗压强度的影响规律，分析不同尺寸下混凝土结构的力学性能特点，为混凝土结构设计提供实用的依据和参考。

具体研究任务包括：1. 综合国内外尺寸效应研究成果，建立基本的混凝土尺寸效应理论模型，分析其基本原理、规律和特点；2. 建立二维和三维混凝土有限元数值模拟模型，设计合理的数值计算实验方案，通过对不同尺寸混凝土试件进行抗压试验，获取试验数据，验证数值模拟结果的准确性和可靠性；3. 在有限元软件中完成对不同尺寸混凝土试件的细观数值模拟，分析不同尺寸下混凝土的应力分布、破坏形态和抗压性能指标等，比较不同尺寸下混凝土试件力学性质的差异；4. 提出混凝土尺寸效应的设计规范建议，为工程实际应用提供理论基础和指导思路。

三、研究方法本研究主要采用理论分析和数值模拟相结合的方法，旨在通过建立混凝土尺寸效应的理论模型，结合有限元数值模拟技术，对不同尺寸的混凝土试件进行细观数值模拟，并分析其力学特点和性能差异。

具体的研究步骤包括：1. 理论分析：综合相关文献，建立混凝土尺寸效应的理论模型，分析其基本原理和规律，探究混凝土抗压强度与尺寸的关系；2. 数值模拟建模：根据建立的理论模型，利用有限元软件（如ABAQUS等），建立二维和三维混凝土有限元模型，设置材料参数、边界条件，进行实际计算；3. 计算实验：设计合理的数值模拟实验方案，仿真不同尺寸下混凝土试件的抗压试验，获取试验数据，验证数值模拟结果的准确性和可靠性；4. 数值模拟：在有限元软件中运行数值模拟计算，通过对不同尺寸混凝土试件应力分布、破坏形态和抗压性能等方面的分析，探究混凝土尺寸效应的影响规律和特点；5. 结果分析与评价：将数字模拟试验和实验结果进行比较，得出混凝土尺寸效应的结论，分析不同尺寸下混凝土结构的力学特性差异，并提出混凝土尺寸效应的设计规范建议。

轮轨接触力学Southwest Jiaotong University轮轨接触动力学报告—关于轮轨接触动力学的思考年级: 2021 级专业：载运工具应用工程姓名：刘新龙学号: 13217021关于轮轨接触动力学的思考提高机车运行速度和加大牵引能力是当今世界铁路开展的趋势, 而到达这一目的就必须深入轮轨关系的理论研究, 改善机车的粘着利用水平。

轮轨关系那么是机车车辆、轨道系统中最根本、最复杂的一个问题, 是特殊的、典型的三维滚动摩擦接触问题。

接触理论始于1882年,由H. Hertz发表的经典论文?论弹性固体的接触?。

他提出了椭圆接触面的假设, 把三维接触问题简化为弹性无限半空间问题。

Hertz的研究成果为接触理论奠定了坚实的根底,但Hertz理论仅局限于无摩擦外表及理想弹性固体, 对于轮轨这样复杂的三维滚动接触问题显然是不能准确求解的。

近几十年来, 国内外在轮轨滚动接触问题的理论研究和实验研究方面都取得了很大进展, 但随着铁路技术的不断提高, 使用解析解法解决轮轨关系问题的局限性也愈加突出。

在高速和重载的要求下, 轮轨的波磨问题、疲劳损伤问题变得更加严重, 而这些问题的产生都与轮轨间作用力有着直接的关系。

因此, 在现有轮轨滚动接触理论的根底上, 使用有限元方法以精确模拟轮轨的几何形状及其相互接触关系, 将是今后解决轮轨关系问题的主要途径。

不断增长的运输量, 要求铁路必须在保证平安的前提下, 增加货物列车的重量, 提高客运列车的速度和运行品质。

因此, 新型机车车辆的设计、制造和线路的建设与维护, 都迫切需要预知轮轨之间的动力作用特性。

而现在人类已经能够准确地模拟一个飞行体在宇宙空间的运动并进行精确控制, 但却不能精确摸拟铁路轮轨的相互作用。

可见轮——轨关系及车辆——线路相互作用仍然是铁道车辆动力学的中心课题。

机车车辆或者列车与铁道线路是一个整体系统在这个系统中, 它们相互关联, 相互作用。

因此在研究机车车辆动力学性能时不能简单地视线路为外激干扰。

铝合金W型防撞梁超低温冲压仿真与实验研究目录一、内容描述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31.研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32.国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43.研究目标与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64.研究方法与技术路线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．75.论文结构安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8二、铝合金W型防撞梁的力学性能分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．91.材料力学性能概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．102.W型梁的力学性能特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．113.超低温环境下的力学性能变化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．124.力学性能对防撞梁性能的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13三、超低温冲压工艺参数优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．141.超低温冲压基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．152.工艺参数对冲压性能的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．163.实验设计与参数设置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．174.工艺参数优化模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19四、超低温冲压过程仿真模型构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．201.有限元分析理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．202.仿真模型的建立步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．223.材料模型的选择与应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．234.边界条件与初始条件的设定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24五、超低温冲压仿真结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．251.仿真结果的展示方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．262.冲压变形过程分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．273.温度场分布情况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．284.应力应变状态分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30六、实验研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．311.实验设备与材料准备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．322.实验方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．333.实验过程与数据记录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．344.实验结果与仿真结果对比分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35七、实验结果讨论与改进建议．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．361.实验结果的有效性验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．372.实验中遇到的问题及解决方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．383.实验结果对实际生产的意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．394.对未来研究的展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40八、结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．401.研究成果总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．412.研究创新点与贡献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．433.研究的局限性与未来工作方向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44一、内容描述本研究报告旨在探讨铝合金W型防撞梁在超低温环境下的冲压成型性能，通过数值模拟和实验验证相结合的方法，深入分析其成形工艺和性能特点。

机械模态分析研究现状综述报告姓名：***班级：研 1402学号：目录1机械模态分析办法综述[1] (3)1数值模态分析与实验模态分析现状及局限性 (3)1.数值模态分析 (3)2.实验模态分析 (3)2工作模态 (4)3模态分析发呈现状及趋势[2] (5)2ANSYS 模态分析[3] (6)3模态分析实例（ANSYS） (7)4总结 (10)1机械模态分析办法综述[1]1 数值模态分析与实验模态分析现状及局限性模态分析过程如果是由有限元计算的办法获得的, 则称为数值模态分析;如果通过实验将采集的系统输入与输出信号通过参数识别获得模态参数, 称为实验模态分析。

两种办法各有利弊,现在的发展趋势是把有限元办法和实验模态分析技术有机地结合起来, 取长补短, 相得益彰。

运用实验模态分析成果检查、补充和修正原始有限元动力模型;运用修正后的有限元模型计算构造的动力特性和响应, 进行构造的优化设计。

1.数值模态分析数值模态分析重要采用有限元法, 它是将弹性构造离散化为有限数量的具体质量、弹性特性单元后,在计算机上作数学运算的理论计算办法。

它的优点是能够在构造设计之初, 根据有限元分析成果, 便预知产品的动态性能, 能够在产品试制出来之前预估振动、噪声的强度和其它动态问题, 并可变化构造形状以消除或克制这些问题。

2.实验模态分析实验模态分析是模态分析中最惯用的, 它与有限元分析技术一起成为解决当代复杂构造动力学问题的两大支柱。

运用实验模态分析研究系统动态性能是一种更经济、更有实效的办法。

传统的实验模态分析办法是建立在系统输入/输出数据均已知的基础上, 运用激励和响应的完整信息进行参数识别。

传统的模态分析办法已经在桥梁、汽车和航空航天工程等几乎全部和构造动态分析有关的领域中得到广泛应用,数值模态分析与实验模态分析的办法在理论上已经趋于完善,然而这些办法在具体应用时还是存在局限性。

2 工作模态工作模态分析的理论和思想的提出早在20 世纪70 年代早期就已开始。