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同几何分析研究进展
建立,杨国来,吕加
力学进展 , 2012, DOI: 10.6052/1000-0992-12-040
Abstract: 同几何分析(isogeometricanalysis)是当前工程分析的一种发展趋势,有可能对计算机辅助工程(CAE)产生重大影响.同几何分析的思想是采用计算机辅助设计(CAD)的几何语言,如NURBS(non-uniformrationalB-spline)几何替代拉格朗日插值作为分析计算的基础.这种看似简单的几何语言变化,消除了困扰CAE多年的瓶颈问题,开启了一条紧密联系分析、设计和优化的新途径.本文论述了同几何分析的产生背景、理论、优点及其在各个领域的应用.系统总结了同几何分析在NURBS,T样条基函数构建,非结构化网格构建,有效积分方法,曲面修剪技术,网格细化等基础理论方面的进展,以及在板壳问题、大变形问题、流固耦合、结构优化、接触问题、生物力学、温度场和电磁场等领域的应用,展示了同几何分析相对于标准多项式插值有限元法的优势.
基于正交试验的火炮上架多工况结构优化设计
陈杰,杨国来,建立
弹道学报 , 2015,
Abstract: 为提高某大口径火炮上架刚强度,建立了火炮上架和摇架结构3种典型工况的有限元模型,进行静态刚强度分析,找出原上架结构存在的问题。通过正交试验得到各子工况最优权重系数组合,利用拓扑优化方法,寻求最佳材料分布,重新设计上架立板形状,修改上架筋板布局,并运用尺寸优化方法确定上架主要板件的厚度尺寸。优化结果表明,在结构质量减小的情况下,该上架各工况刚强度均有不同程度的提高,整体结构更加合理,实现了火炮发射载荷的更合理传递。
三维实体结构NURBS等几何分析
过斌,建立,杨国来,吕加
工程力学 , 2015, DOI: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.02.0124
Abstract: 等几何分析是近年来在有限元法基础上发展起来的一种新的数值方法,它消除了有限元的几何误差,具有高阶连续性。该文研究了三维结构等几何分析中NURBS几何体的表示方式及载荷、约束的施加方法,分别从计算精度和仿真效率两个方面对比了等几何分析的计算结果与有限元法一阶单元和二阶单元的计算结果,展示了等几何分析相对于标准有限元法的优势,并以厚壁圆筒模型算例验证了等几何分析的实用性。将NURBS单元应用于几何形状精度要求高的齿轮和变截面圆筒,数值结果表明三维NURBS等几何分析方法在复杂三维结构的仿真计算中具有较好的灵活性和适用性,可得到连续的应力场,有望在工程中得到广泛应用。
基于有限元法的车载炮摇架和上架的静动态设计
建立,杨国来,陈运生
力学与实践 , 2007, DOI: 10.6052/1000-0992-2006-230
Abstract:
基于遗传算法的火炮反后坐装置结构多目标优化研究
周乐,杨国来,建立,王飞
兵工学报 , 2015, DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2015.03.008
Abstract: ?大口径火炮后坐阻力和炮口扰动是影响火炮射击精度的关键因素,为了减小后坐阻力峰值和炮口扰动,基于刚柔耦合动力学理论,建立了某型火炮刚柔耦合系统动力学模型。从反后坐装置结构和总体结构的角度出发,利用ADAMS底层开发模块,结合小生境遗传算法程序建立多目标优化函数,进行火炮反后坐装置结构多目标优化设计。优化后的后坐阻力峰值及炮口扰动明显降低,表明所提出的优化方法合理可行,为火炮总体结构和反后坐装置结构的优化设计提供一定的技术参考。
某火炮上架结构改进设计
孙全兆,杨国来,建立
兵工学报 , 2012,
Abstract: ?为解决某火炮上架刚度较差问题,利用基于传力路径下的结构优化设计方法,进行了上架改进设计。通过有限元静态刚强度计算,分析了原上架设计中的薄弱环节。运用拓扑优化方法找到结构的主传力路径,寻求最佳材料分布,修改了上架筋板布局。采用尺寸优化方法进行详细设计,确定了上架主要板件的厚度尺寸。对改进前后上架结构的刚强度进行了对比和分析,结果表明改进设计的上架刚度有较大幅度提高,最大位移减小了32.7%,左右耳轴室中心变位差减小了52.1%,且最大应力降低20.0%,而结构质量仅增加了1.9kg,达到了改进设计目标。
STATIC AND DYNAMIC FE DESIGN OF CRADLE AND TOP CARRIAGE FOR A VEHICLE-MOUNTED HOWITZER
基于有限元法的车载炮摇架和上架的静动态设计

GE Jianli,YANG Guolai,CHEN Yunsheng,
建立
,杨国来,陈运生

力学与实践 , 2007,
Abstract: The static and dynamic design of the cradle and top carriage for the vehicle-mounted howitzer using finite element method is discussed.Loads on the cradle and top carriage as a whole are analyzed,and a choice of element types is made.Through static stiffness and strength analysis,the maximum displacement and stress under static loads are obtained.Through dynamic response analysis,dynamic characteristics are obtained. Further,bottlenecks and other problems in the design of the original scheme are found.Then,the step by step until the design requirement is satisfied.This method can be applied to structural design is revised dynamic design of other components of the gun.
某大口径榴弹炮弹带挤进过程数值模拟研究
孙全兆,杨国来,王鹏,建立,谢润
兵工学报 , 2015, DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2015.02.003
Abstract: ?为探索某大口径榴弹炮发射条件下弹带挤进过程的力学机理,建立了弹带挤进坡膛的有限元模型。通过数值模拟研究弹带的动态挤进过程,分析弹带变形及刻槽形成过程,计算得到弹带动态挤进阻力、挤进压力和弹丸运动规律,给出了最大挤进阻力值、挤进压力值及对应时刻弹丸速度值。研究结果表明,挤进过程中弹带材料经历塑性变形流动,发生剪切失效占主导的韧性断裂并形成刻槽,弹带挤进后具有明显的层状特征,其内部区域的塑性变形量很小,弹带绝热变形产生的热量不足以使弹带材料熔化。文中采用的实验测试数据为数值模拟研究提供了支持,下一步工作的重点是开展针对弹带动态挤进阻力及弹丸运动规律的实验研究。
反后坐装置结构布置对炮口振动影响的研究
梁传建,杨国来,建立,王晓锋,张振辉
兵工学报 , 2013, DOI: 10.3969/j.issn.1000-1093.2013.10.002
Abstract: ?大口径火炮炮口振动响应是影响火炮射击密集度的关键因素之一。为了研究减小炮口振动的技术途径,基于非线性有限元理论,考虑机构之间的接触碰撞关系,建立了某大口径火炮样机的发射动力学模型。通过数值计算研究了复进机和驻退机的不同固定方式和不同布置位置对炮口振动的影响规律,分析了不同结构布置下载荷的传递规律。通过对炮口振动响应量进行分析对比,确定了较优的结构布置方案。研究结果对该类火炮的总体结构设计具有一定的参考价值。
基于Johnson-Cook本构模型的弹带挤进过程数值模拟
王鹏,杨国来,建立,孙全兆,梁传建
弹道学报 , 2015,
Abstract: 采用非线性有限元数值模拟的方法对某大口径火炮弹带挤进过程的力学机理进行了研究。基于Johnson-Cook动态本构模型并结合实验测试数据,在有限元软件ABAQUS中建立了挤进过程的非线性动力学模型,利用显式数值积分算法对弹带挤进过程的非线性动力学进行了数值模拟。通过数值计算,分析了弹带刻槽形成过程,得到了弹丸挤进运动规律、动态挤进阻力及挤进压力值,获得了摩擦性质对弹带挤进过程的影响规律。结果表明:摩擦系数越大,挤进时间越长,挤进阻力越大,对应的挤进压力也就越高。研究结果可为大口径火炮、弹丸和装药设计研究提供一定的参考。
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