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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于遺傳算法的有限元仿真模擬
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 簡(jiǎn)介：
- 遺傳算法與有限元理論結(jié)合可以很好的解決微觀領(lǐng)域的仿真模擬，例如單晶鎳基合金的蠕變情況。在高溫條件下，單晶鎳基合金發(fā)生蠕變現(xiàn)象，由于孔洞或微裂紋存在于合金塊里破壞了合金組織的連續(xù)性，造成了應(yīng)力不均勻，因此明顯降低合金的壽命由于蠕變方程是非線性的，傳統(tǒng)的有限元模擬的方式不能完全仿真出晶體蠕變過(guò)程，因此，本文提出了利用遺傳算法先收斂運(yùn)算出方程參數(shù)的值，然后在利用有限元工具仿真出蠕變?nèi)^(guò)程。
- 詳細(xì)介紹：
- 有限元主要應(yīng)用于線性領(lǐng)域仿真，對(duì)于有大量參數(shù)的非線性方程一般無(wú)法模擬，本文將遺傳算法應(yīng)用于有限元仿真實(shí)踐，仿真并分析出微觀領(lǐng)域金屬晶體蠕變時(shí)合金中不同位置應(yīng)力場(chǎng)隨時(shí)間變化的規(guī)律，并將仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)分析進(jìn)行了比較。比較結(jié)果顯示在合金的蠕變期間，圓形孔洞缺陷的上、下區(qū)域?yàn)樽钚?yīng)力分布區(qū)，而在圓形孔洞的兩側(cè)極點(diǎn)處具有最大應(yīng)力值，隨蠕變時(shí)間延長(zhǎng)，應(yīng)力值增大，并使裂紋在該處萌生，并沿垂直于應(yīng)力軸方向擴(kuò)展。從而得出利用有限元結(jié)合遺傳算法是研究合金蠕變應(yīng)力場(chǎng)規(guī)律的一種有效方法，并可為微觀合金蠕變特征及組織演化研究提供依據(jù)。
作品專業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 在高溫條件下，單晶鎳基合金發(fā)生蠕變現(xiàn)象，由于孔洞或微裂紋存在于合金塊里破壞了合金組織的連續(xù)性，造成了應(yīng)力不均勻，因此明顯降低合金的壽命。由于蠕變方程是非線性的，傳統(tǒng)的有限元模擬的方式不能完全仿真出晶體蠕變過(guò)程，因此，本文提出了利用遺傳算法先收斂運(yùn)算出方程參數(shù)的值，然后在利用有限元工具仿真出蠕變?nèi)^(guò)程。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 基于有限元和遺傳算法原理，建立了單晶鎳基合金蠕變過(guò)程中的數(shù)學(xué)模型，利用工程數(shù)值模擬軟件ANSYS對(duì)單晶鎳基合金主要是其組織缺陷周圍的應(yīng)力分布進(jìn)行了仿真模擬，這在工程模擬領(lǐng)域并無(wú)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 通過(guò)對(duì)單晶鎳基合金蠕變過(guò)程中建立的數(shù)學(xué)模型，可以模擬出合金主要缺陷，為新材料的應(yīng)用提供了依據(jù)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 基于有限元和遺傳算法原理，建立了單晶鎳基合金蠕變過(guò)程中的數(shù)學(xué)模型，利用工程數(shù)值模擬軟件ANSYS對(duì)單晶鎳基合金主要是其組織缺陷周圍的應(yīng)力分布進(jìn)行了仿真模擬，分析了蠕變時(shí)合金中不同位置應(yīng)力場(chǎng)隨時(shí)間變化的規(guī)律，并將仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)分析進(jìn)行了比較。比較結(jié)果顯示蠕變期間，在合金圓形孔洞缺陷的上、下區(qū)域具有較小的應(yīng)力值，而在圓形孔洞的兩側(cè)極點(diǎn)處具有最大應(yīng)力值。從而得出利用有限元和遺傳算法結(jié)合是一種仿真微觀領(lǐng)域的有效方法。
獲獎(jiǎng)情況
- 無(wú)
鑒定結(jié)果
- 無(wú)
參考文獻(xiàn)
- 1.李宗翔，郭嗣琮，倪景峰 基于遺傳算法的煤層注水滲透特征參數(shù)反演 [J]. 中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，2004，15（10）：60-63 2.許素霞，傅秀芬，宋曉宇等 改進(jìn)遺傳算法在入侵檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，2007，11：104-108 3.鄒全 基于智遺傳算法的基元識(shí)別應(yīng)用 [J]. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2007，28（20）：4994-4995
同類課題研究水平概述
- 在國(guó)內(nèi)外同類課題中，有限元主要應(yīng)用于線性領(lǐng)域仿真，對(duì)于有大量參數(shù)的非線性方程一般無(wú)法模擬。本文將遺傳算法應(yīng)用于有限元仿真實(shí)踐，仿真并分析出微觀領(lǐng)域金屬晶體蠕變時(shí)合金中不同位置應(yīng)力場(chǎng)隨時(shí)間變化的規(guī)律，并將仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)分析進(jìn)行了比較。比較結(jié)果顯示在合金的蠕變期間，圓形孔洞缺陷的上、下區(qū)域?yàn)樽钚?yīng)力分布區(qū)，而在圓形孔洞的兩側(cè)極點(diǎn)處具有最大應(yīng)力值，隨蠕變時(shí)間延長(zhǎng)，應(yīng)力值增大，并使裂紋在該處萌生，并沿垂直于應(yīng)力軸方向擴(kuò)展。從而得出利用有限元結(jié)合遺傳算法是研究合金蠕變應(yīng)力場(chǎng)規(guī)律的一種有效方法，并可為微觀合金蠕變特征及組織演化研究提供依據(jù)。在高溫條件下，單晶鎳基合金發(fā)生蠕變現(xiàn)象，由于孔洞或微裂紋存在于合金塊里破壞了合金組織的連續(xù)性，造成了應(yīng)力不均勻，因此明顯降低合金的壽命。由于蠕變方程是非線性的，傳統(tǒng)的有限元模擬的方式不能完全仿真出晶體蠕變過(guò)程，因此，本文提出了利用遺傳算法先收斂運(yùn)算出方程參數(shù)的值，然后在利用有限元工具仿真出蠕變?nèi)^(guò)程。
