ANSYS有限元法预测大型厚壁斜插弯管接头应力：一种快速简化模型

本文档主要探讨的是大型厚壁斜插弯管接头的应力特征在有限元快速预测中的应用，发表于2010年的《西安交通大学学报》第44卷第3期。针对大型焊接结构如筒体斜插弯管接头，其尺寸大、焊接过程耗时且对有限元计算资源需求高的特点，研究者利用ANSYS有限元软件，提出了三种简化模型：一是简化焊道数，二是简化移动热源，三是同时简化两者。这三种模型旨在提高多道焊过程应力的计算效率。 在研究中，针对厚度达到125mm的接头，作者对比了这三种简化模型在预测残余应力和过程应力演变上的效果。结果显示，简化焊道数的方法在沿填充方向的预测精度上相对较差，而简化移动热源的方法在考虑同一焊道平面内应力状态时更精确。这表明在不同的应力分析角度，不同的简化策略会产生不同的预测误差，因此选择合适的简化模型对于大型厚壁结构的有限元模拟至关重要。 此外，文章还提及了一项与之不同的工程应用案例，即基于本体理论的复杂产品协同设计知识库的建设。西安交通大学的研究团队采用了本体化知识库开发方法，针对高速旋转机械转子轴承系统进行了多学科设计知识的本体论建模。他们开发了描述设计知识的本体库，并利用Jena技术框架实现了知识库与实际系统的映射，使得设计知识能够共享、重用，同时支持异构系统间的协作。通过设计两跨转子轴承试验台的应用案例，验证了这种知识库在摩擦学设计、仿真分析以及试验数据协同分析等复杂产品协同设计中的有效性。 总结来说，本文不仅关注大型厚壁结构的工程问题，还展示了知识管理在工程设计中的重要性，强调了本体理论在构建高效、智能协同设计环境中的应用价值。通过这两方面的研究，作者揭示了如何在有限元计算效率和设计知识管理之间找到平衡，以提升工业设计的效率和准确性。