TipEdgePlus双丝技术扭转力学性能三维有限元分析

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圆形工件等通道转角挤压应变分布和塑性变形区的三维有限元分析_李豪

圆形工件等通道转角挤压应变分布和塑性变形区的三维有限元分析_李豪

摘 要:利用三维有限元方法模拟了圆形工件的等通道转角挤压过程,分析了工件上应变分布情况,其与理
论值和二维模拟的结果符合较好。 通过对稳定变形阶段塑性变形区的分析,探讨了应变分布不均匀的原因, 所得
结果有利于理解工件变形过程和优化工艺设计。
关键词: 等通道转角挤压;有限元;应变分布;塑性变形区
中 图 分 类 号 :TG376
有 限 元 模 拟 是 研 究 ECAE 过 程 工 件 变 形 的 一种重要方法,通过有限元模拟,可以进一步理解 ECAE 的变形过程, 研究材料应变分布和各种工 艺参数 (如挤压速度 、模角)的影 响,从而 优 化 ECAE 工艺设计。 在 ECAE 的 二 维 有 限 元 模 拟 方 面,研究者综合考虑了材料性质、模具外角和摩擦 条件等因素对工件应变分布、 塑性变形区及载荷 的影响,并探讨了导致工件不均匀变形的原因 。 [2-7]
角面(即 B 面)上的等效应变速率分布。 其中,纵 截面的结果与文献[5]中二维模拟所得 PDZ 的形 状相似,PDZ 分为两个区域, 一区域分布在入口 通道中,此区域的应变速率很小,另一区域近似扇 形,分布在工件的拐角处,在接近工件外拐角处分 离成两部分,这表明材料在流经此区域时,在进入 和离开拐角处都会发生变形, 但是在拐角中间处 并没有发生变形。内角处的应变速率较大,外角处 较小,自内角处向外角处应变速率逐渐减小,导致 工件横截面上的应变自顶部向底部逐渐减小。 同 时,从 B 面上的应变速率分布来看,图 5(b),应变 速率分布是不均匀的。 在 B 面上部,自左至右应 变速率逐渐增加。 B 面下部应变速率较小在接近 底部处为零。
稳态区、塑性变形区和尾部未变形区域;头部的应 变分布很不均匀, 中间稳态区应变在挤出方向上 分布均匀,没有明显变化;模具拐角处为塑性变形 区域,拐角处工件与模具间存在间隙,这与材料的 硬化特性和摩擦条件有关[4]。

钎焊接头三维建模及其有限元分析

钎焊接头三维建模及其有限元分析

钎焊接头三维建模及其有限元分析钎焊是一种新型的金属加工技术,在航空航天、汽车制造、建筑等领域中普遍应用。

在钎焊中,钎料在高温下熔化,浸润并填充到母材接口上,通过冷却和硬化来形成一种强固的连接方式。

相比于其他焊接方法,钎焊具有低温度和低应力等优点,可以加工出高质量和高强度的接头。

因此,研究钎焊的性能和参数对于优化加工过程和提高加工效率具有重要意义。

在钎焊中,接头的性能取决于其内部结构和形状。

为了对接头的受力和变形行为进行分析,需要进行三维建模和有限元分析。

三维建模是指将接头的实际几何形状转化为三维CAD模型的过程,有限元分析是指利用计算机模拟接头内部受力和变形行为的数值分析方法。

这两种方法可以相互配合,对接头进行全面的分析和优化。

在接下来的内容中,我们将详细解析钎焊接头的三维建模和有限元分析技术。

一、钎焊接头的三维建模三维建模是钎焊接头分析的第一步,它将实际接头形状转化为数学模型。

三维建模可以基于接头样本的测量数据、钎焊工艺参数和CAD图纸等多种数据来源。

在建模过程中,需要注意避免几何形状和尺寸误差对分析结果的影响。

对于基于实际样本数据的建模,可以利用光学扫描和三维打印等技术获取表面形状和几何尺寸信息。

这种方法适用于样本形状规整、表面清晰的接头。

对于大型和复杂的接头,还可以采用三维激光扫描等高精度测量技术。

在建模时,需要将扫描数据转化为点云数据和网格数据,并进行拟合和平滑处理,生成可用于有限元分析的三维CAD模型。

对于基于工艺参数和CAD图纸的建模,需要根据钎焊工艺参数和设计图纸确定接头的几何形状和尺寸。

一般情况下,可以使用商用CAD软件进行建模,将坐标轴、表面和体积等几何元素建立为三维实体模型。

此外,还需要将CAD模型转化为三维有限元模型,并进行网格划分和网格质量控制。

二、钎焊接头的有限元分析有限元分析是钎焊接头分析的核心技术,它可以计算接头内部的应力、应变和变形等行为。

有限元分析通常包括几何建模、网格划分、材料参数输入、约束和荷载设置、求解和结果分析等步骤。

扭转梁式双光纤Bragg光栅加速度传感器的设计与有限元分析

扭转梁式双光纤Bragg光栅加速度传感器的设计与有限元分析

扭转梁式双光纤Bragg光栅加速度传感器的设计与有限元分析王海林;刘爱莲;姚敏;赵振刚;杨秀梅;李川【摘要】设计一种新型扭转梁式双光纤Bragg光栅加速度传感器,该传感器由扭转梁、扭转圆盘、质量块和光纤Bragg光栅组成,质量块受力带动扭转梁发生扭转变形,扭转圆盘将扭转梁的扭转变形放大到光纤光栅,通过检测光纤Bragg光栅中心波长的变化量即可检测出被测加速度信号.对已知传感器模型进行有限元分析,根据分析结果进行优化设计,确定最优方案.仿真结果显示:该传感器的固有频率为872.99Hz,灵敏度为16.118pm/(m/s2).该传感器克服了传统梁式光纤光栅传感器固有频率与灵敏度相互矛盾的现象,即在一定固有频率的基础上,可以通过增大扭转圆盘半径来放大传感器的灵敏度,因此该传感器可以实现对较高频率加速度信号的检测.【期刊名称】《化工自动化及仪表》【年(卷),期】2019(046)005【总页数】6页(P389-393,405)【关键词】加速度传感器;加速度信号检测;高频率;光纤Bragg光栅;波分复用技术;分布式测量扭转梁;灵敏度【作者】王海林;刘爱莲;姚敏;赵振刚;杨秀梅;李川【作者单位】昆明理工大学信息工程与自动化学院;昆明理工大学信息工程与自动化学院;昆明理工大学信息工程与自动化学院;昆明理工大学信息工程与自动化学院;昆明理工大学信息工程与自动化学院;昆明理工大学信息工程与自动化学院【正文语种】中文【中图分类】TH822随着传感器技术日新月异的发展,加速度传感器的相关应用和研究引起了国内外科研人员的浓厚兴趣,加速度传感器的制造和应用技术正逐渐向小型化、集成化及智能化等方向发展,只有不断研制高性能的加速度传感器才能满足当前自动化测量与振动高精度测试的需求[1,2]。

其中,光纤光栅加速度传感器以其测量信号不受光源起伏、光纤弯曲损耗、连接损耗及探测器老化等因素的影响,避免一般干涉型传感器中相位测量的不清晰和对固有参考点的需要,能方便地使用波分复用技术在一根光纤中串接多个Bragg光栅进行分布式测量等优点,受到了世界范围内的广泛重视,并且取得了持续和快速的发展[3,4]。

传统与被动自锁托槽扭转性能的有限元分析

传统与被动自锁托槽扭转性能的有限元分析
finite element model in distalization of the mandibular dentition
, , , Liu Gang1 Cai Liuyi2 Zhang Yuelan1 et al ( , ; , 1 The First Affiliated Hospital of Zhengzhou University Zhengzhou 450003 2 Dept of Stomatology
列)、MUT(3M Mini Uni Twin 传统系列)、3M(3M 被动自锁 DamonQ。结论 托槽的扭转性能与槽沟长度、结扎方式、弓
系列)、 ( DamonQ Ormco 被动自锁系列)托槽及相应弓丝的三 丝尺寸等关系密切。Байду номын сангаас统结扎方式托槽扭转性能明显高于
维有限元模型,模型装配后进行网格划分,参数设定,边界限 被动自锁托槽,且DamonQ 托槽的扭转性能最差。
: doi 10. 19405 / j. cnki. issn1000 - 1492. 2018. 07. 031
作者单位:1 宜宾市第二人民医院口腔科,宜宾 644000
2 西南医科大学口腔医学院正畸科,泸州 646000 3 乐山市市中区人民医院口腔科,乐山 614000 作者简介:周 吉,女,硕士研究生; 黄 跃,男,副教授,硕士生导师,责任作者,Email:yue
was established. The effectiveness of two 3D FEMs were validated by loading working conditions. Results Accord
, ing to the different microimplant position two 3D FEMs was constructed with high fidelity. The validation results

Solid Edge 管道,线缆,大装配设计,高级渲染、有限元分析功能介绍

Solid Edge 管道,线缆,大装配设计,高级渲染、有限元分析功能介绍

提供全方位、完整的解决方案
Femap
CAD 独立
Solid Edge Simulation Solid Edge Simulation Express
基于Femap
系统级仿真

内嵌在Solid Edge 单分析场景,零件校核 静态应力 / 模态 NX Nastran 解算器 多领域的工程师
大装配设计 Large Assembly
张剑澄 13701957542 arthur_zhang@
硬件考虑
1、 增加物理内存、虚拟内存 物理内存的总量将影响所有 Windows应用程序的性能,而不 仅仅是 Solid Edge 程序。当物理内存被分配完之后,某些操作 需要由虚拟内存来处理。虚拟内存是当物理内存资源不可用时, 硬盘驱动器上分配的磁盘空间;而虚拟内存比物理内存的速度要 慢很多。 2、 减少对物理内存的需求 最简单的方法是关闭所有当前未使用的应用程序。同时,可 以使用 Windows 任务管理器,评估内存的使用率。 3、 改进显示性能 如果计算机已安装了支持 OpenGL 加速的图形卡,则可以改 进 Solid Edge 中的显示性能;软件中的着色显示数据在动态查 看操作期间就由 OpenGL 直接处理了。图形卡上的物理内存大小 也会影响显示性能。



问 题 的 复 杂 性
基本设计分析流程
①. 定义分析类型(应力、模态), 进行分析设置; ②. 定义零件的材料; ③. 分析类型为 “应力” 时,定义 作用力或者压强; ④. 定义对零件的约束; ⑤. 分析处理; ⑥. 显示分析结果; ⑦. 进行必要的设计优化。
演示文件 SimuEx02.AVI
演示文件 SimuExprss.AVI

MoS2涂层扭动微动磨损特性有限元分析

MoS2涂层扭动微动磨损特性有限元分析

表面工程技术种类繁多 ,其 中以涂层在减缓微 动 磨损 中的应用研 究 较多 。M o S 涂 层 由于表 面摩 擦 因 数极低 、与基体结合 强度 高 、承 载能 力大 、成 本低 、 可获得较厚涂层 等优异 性能 ,广 泛应用 于航 空航 天 、 机 械 、电子行业 的摩擦 学领域 ,是摩 擦学应 用 中最广 泛 的一种涂层 。因此 ,本文作 者 开展 了 Mo S 涂层 在 扭 动微动下摩擦 力学性能有限元分析 ,研究扭转角位 移幅值 、法向载荷 、摩 擦 因数等 对 M o S 涂 层接触 表
扭动微动广泛存在 于机 械工程领域 ,是一种 不容忽视 的损伤形式 。西南交通大学摩擦学研究所现 已对扭动微动磨损开展 了系统的实验研究 。 ,基于 二类微动 图 ,已基本建立 了扭动微 动磨损 的运行 和损 伤机制 ,揭示其本质规 律。同时 ,扭动微 动数值模拟 研究 的开展 ,从力学 分析角度对扭动微 动磨损现 象进行 解释 ,进一步丰富和完善了扭动微动磨损损伤 机制。在掌握 了其损 伤机制基础上 ,则迫 切需要 提出
基 金项 目:国家 自然科 学基 金项 目 ( 1 1 1 7 2 2 5 0 ) .
抗扭动微动磨损措施。 由于扭动微动磨损研究起步较 晚 ,减缓微 动 损 伤 措 施 的研 究 主 要 集 中于 切 向微 动 ,表面工 程技 术 在抗 扭 动微 动 损伤 中的应 用
研究极为少见 ,更是缺乏表面工程技术在扭动微动下 的力学行为分析 。
2 0 1 4年第 3期

娟 等 :M o S 涂层扭动微动磨损特性有 限元分析
面力学行 为的影响 ,通 过与基 体 L Z 5 0钢扭 动微 动力 学行 为的比较 ,探 讨 M o S :固体 润滑 涂层在 抗扭 动微 动磨损 中应用 的可行性。

正畸治疗中牙根吸收的相关因素分析

正畸治疗中牙根吸收的相关因素分析

正畸治疗中牙根吸收的相关因素分析摘要:根尖外吸收(EARR)是一种永久性/不可逆的牙根根尖部分的损失,是一个生理性或病理性的过程。

牙根吸收是正畸治疗中常见的医源性并发症,是"正畸引起的炎症性牙根吸收"(OIIRR)。

本文就正畸治疗中易引起牙根吸收的因素进行分析,以期减少正畸治疗中的牙根吸收。

关键词:正畸治疗;牙根吸收;治疗因素;个体因素在正畸治疗期间,施加机械力来移动牙齿,导致无菌性炎症反应,是OIIRR 的生物学基础[1]。

当正畸压力超过牙周毛细血管压力时,由于牙周韧带塌陷和局部失去血液供应,发生缺血坏死。

这导致了牙根外层保护层的退化。

因此,由于前牙及成牙骨质细胞形成层的丧失,破骨细胞被激活,在积极清除坏死组织的过程中,牙根发生吸收[2]。

因此,当超过牙骨质的修复能力时,牙本质被暴露出来,导致根部结构不可逆的损失。

由于正畸治疗通常与成牙骨质细胞区域的形成有关,所以大多数正畸患者的OIIRR是可以预见的。

一、影像学对牙根吸收的评估EARR的检测既可以在组织学上使用显微镜调查,也可以在临床上使用二维(2D)x射线摄影或三维(CBCT)锥形束计算机断层扫描。

然而,由于牙根吸收的三维性质,三维成像比二维方法更准确和可靠。

测量牙根吸收的方法通常包括使用评分系统的主观评估,牙根长度和牙根比率的线性测量,以及使用计算机软件的数字重建。

尽管这是一个复杂的过程,但OIIRR由多因素造成,基本上可以分为治疗相关因素和患者相关因素。

治疗相关因素包括治疗时间、矫治器类型、施力的类型和程度、牙齿移动的类型、根尖移位量、皮质切除术、低水平激光治疗和超声波治疗。

而患者相关因素则包括遗传倾向、生物因素、系统性因素和药物、年龄、性别、种族、牙根形态、错位类型、以前的创伤或牙根吸收史以及牙髓治疗。

二、OIIRR和治疗相关因素研究表明,牙根吸收的发生率、流行率和严重程度随着固定装置正畸治疗而增加[3]。

由于正畸牙齿移动的机制,所施加的压力导致牙周韧带因失去血液供应而缺血坏死并形成透明化区[4]。

不锈钢薄壁波纹换热管强度的有限元分析

不锈钢薄壁波纹换热管强度的有限元分析

不锈钢薄壁波纹换热管强度的有限元分析最近几十年来,不锈钢薄壁波纹换热管(即蒸汽换热管)被广泛应用于冷,制作食品,提高建筑能源利用率等行业,有着重要的地位。

然而,不锈钢薄壁波纹换热管的安全性和可靠性仍然是研究的热点,很多可能会出现在使用过程中的问题都有待调查。

不锈钢薄壁波纹换热管最重要的性能之一是强度。

通过改善强度,可以提高换热管的承受力,有效地避免换热管破裂和变形,从而提高其安全性和可靠性。

然而,改善强度这一过程比较复杂,需要考虑多种力学效应,如应力集中效应、波纹尖部结构等。

近年来,随着有限元分析技术的发展,有限元分析已成为研究不锈钢薄壁波纹换热管强度的有效手段。

以不锈钢薄壁波纹换热管的强度为研究对象,应用有限元分析法,可以研究出不同角度下换热管的强度及其影响因素,并给出相应的优化结构和设计参数,以最大限度地提高换热管的强度性能。

首先,有限元分析可以用来计算不锈钢薄壁波纹换热管的尺寸及其弯曲程度,从而推算出不同参数下的换热管强度。

其次,有限元分析可以用来模拟出不同类型的换热管,从而研究出换热管的强度最佳结构。

第三,有限元分析可以用来模拟换热管的实际工作条件,同时考虑多种因素,如温度、温差、压力等,从而给出最佳设计参数。

此外,有限元分析还可以应用于不锈钢薄壁波纹换热管的装配设计,使其与其他组件的结合更牢固。

有限元分析还可以计算出换热管不同处的静态、动态应力分布,有助于发现和避免可能出现的破裂点,进而提高换热管的耐久性。

总之,有限元分析可以用来研究不锈钢薄壁波纹换热管的强度,从而提高其安全性和可靠性。

然而,在实际应用中,还应考虑到其他方面,如换热性能、耐腐蚀性能等,并采用综合分析的方法,以达到最佳的结果。

通过有限元分析,不锈钢薄壁波纹换热管的强度性能得到了极大的提高,而这种更高的强度性能也有助于换热管的长期可靠使用。

在实际应用中,需要应用综合分析的方法,综合考虑换热管寿命、可靠性和安全性,以达到最佳使用效果。

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表 1 模型分组情况
模型名称
弓丝类型
弓丝尺寸( inch) 弓丝材质
14 NiTi
圆丝
0. 014
镍钛
16 NiTi
圆丝
0. 016
镍钛
14 Aus
圆丝
0. 014
澳丝
16 Aus
圆丝
0. 016
澳丝
18 Aus
圆丝
0. 018
澳丝
20 Aus
圆丝
0. 020
澳丝
12 NiTi + 14 NiTi 圆丝( 辅) + 圆丝( 主) 0. 012、0. 014 镍钛
·313·
系,摩擦力系数 μ 均设定为 0. 2[10]。除右上侧切牙 以外的托槽和弓丝进行三维方向的限定。在右上侧 切牙托槽槽沟中心模拟加载 20° 旋转位移,模拟右 上侧切牙近中扭转 20°( 图 1) 。 1. 2. 4 模型运算 在 MSC. Mentat 软件中运算各 组模型,收集记录各组模型随加载角度的变化其应 力的变化情况,绘制相应的扭转力矩值 / 扭转角度曲 线图和柱状图,分析模型中应力分布情况。
1. 2. 2 参数的设定 在 MSC. Mentat 软件中,设定 各组模型的材质属性、杨氏模量、泊松比等参数( 表 2)[9 - 13]。
表 2 实验相关材料的属性
材料 Tip-Edge Plus 托槽 结扎丝 澳大利亚弓丝( Aus) 镍钛弓丝 ( NiTi)
杨氏模量( MPa) 206 000 200 000 173 000 60 000
◇经验与体会◇
Tip-Edge Plus 双丝技术扭转力学性能三维有限元分析
吴定丹,杨钦佩,周 容,白 蕊,黄 跃
摘要 运用有限元法探究 Tip-Edge Plus 托槽应用双丝技术 时的扭转力学性能。建立 Tip-Edge Plus 托槽及不同尺寸材 质弓丝的有限元模型,按实验分组分别进行力学加载,收集 各组实验数据。实验显示:① 当弓丝材质相同时,双丝组扭 转力矩值均大于单丝组;② 当弓丝材质不同时,扭转力矩值 0. 014 镍钛弓丝( NiTi) + 0. 016 NiTi > 0. 020 澳大利亚弓丝 (Aus) > 0. 018 Aus > 0. 014 NiTi + 0. 014 NiTi > 0. 012 NiTi + 0. 016 NiTi > 0. 016 Aus > 0. 012 NiTi + 0. 014 NiTi > 0. 014 Aus。扭转力矩值与扭转角度、弓丝尺寸成正相关,双丝较单 丝趋势明显,辅弓丝尺寸的影响较主弓丝大;临床上可根据 牙齿的扭转情况选用适合的双丝组合。 关键词 Tip-Edge Plus 托槽;双丝技术;扭转;三维有限元法 中图分类号 R 783. 5 文献标志码 A 文章编号 1000 - 1492(2019)02 - 0312 - 05 doi:10. 19405 / j. cnki. issn1000 - 1492. 2019. 02. 031
泊松比 0. 30 0. 30 0. 30 0. 30
1. 2. 3 边界设定及旋转位移的加载 将导入的各 组模型进行边界限定,结扎丝与托槽设定为粘合关 系;结扎丝与弓丝、弓丝与托槽之间均设定为接触关
安徽医科大学学报 Acta Universitatis Medicinalis Anhui 2019 Feb; 54( 2)
2018 - 09 - 27 接收 基金项目:国家自然科学基金项目( 编号:81300903) ;四川省医学科
研青年创新课题( 编号:Q15017) 作者单位:西南医科大学附属口腔医院正畸科,泸州 646000 作者简介:吴定丹,女,硕士研究生;
黄 跃,男,副教授,博士,硕士生导师,责任作者,E-mail: yue-huang@ hotmail. com
1 材料与方法
1. 1 材料 Tip-Edge Plus 托槽购自美国 TP 正畸公 司。 1. 2 方法 1. 2. 1 建立有限元模型 在 Pro / E. Wildfire 5. 0 软 件中,按 Tip-Edge plus 托槽实际尺寸等参数[11]建立 上颌前牙托槽( 共 6 颗) 及不同材质、尺寸的弓丝模 型,弓丝长度为 30 mm。将建立的模型按实验分组 ( 表 1) 分别进行装配。将装配好的实体模型在 Cadfix 8. 0 软件中修复后导入 MSC. Patran 2005 软件中 进 行 网 格 划 分,并 设 置 各 组 模 型 的 相 关 物 理 参 数[1]。
12 NiTi + 16 NiTi 圆丝( 辅) + 圆丝( 主) 0. 012、0. 016 镍钛
14 NiTi + 14 NiTi 圆丝( 辅) + 圆丝( 主) 0. 014、0. 014 镍钛
14 NiTi + 16 NiTi 圆丝( 辅) + 圆丝( 主) 0. 014、0. 016 镍钛
·312·
安徽医科大学学报 Acta Universitatis Medicinalis Anhui 2019 Feb; 54( 2)
网络出版时间: 2019 - 1 - 11 14: 07 网络出版地址: http: / / kns. cnki. net / kcms / detail /34. 1065. r. 20190109. 1117. 031. html
Tip-Edge Plus 矫治器是差动直丝弓矫治技术的 应用代表。Tip-Edge 托槽在打开咬合和关闭间隙阶 段有其独 特 的 优 势[1]。 但 由 于 单 翼 托 槽 槽 沟 宽 度 较窄,对dge Plus 托槽 在其基础上于主槽沟舌侧增设了水平隧道,旨在利 用辅弓丝取代各种附加装置,加强对牙齿三维方向 的旋转控制[2]。近年来,部分学者的研究[3 - 5]结果 肯定了 双 丝 技 术 对 牙 齿 的 控 制 能 力,但 Tip-Edge Plus 的生物力学研究主要在转矩控制[6 - 8]及辅助装 置[9 - 10]等方 面,而 在 双 丝 控 制 扭 转 方 面 的 研 究 少 见。如何实现 Tip-Edge Plus 托槽对牙齿更好地控 制从而达到高效、轻力、精确的矫治一直以来是研究 的热点,因此有必要对 Tip-Edge Plus 矫治器中应用 双丝技术进行扭转控制的力学规律进行研究。
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