穿孔的案例
基于Comsol的花瓣形穿孔微穿孔板的吸聲理論仿真
因此，穿孔板吸收器是建筑物和住宅的有吸引力的選擇。在當前的研究中，系統地改變了傳統圓形穿孔的橫截面形態，并提出了一種通用的MPP理論，以解釋穿孔形狀對吸聲的影響。預計將穿孔形狀從圓形改變為花瓣會擴大MPP的表面阻抗，因此在某些情況下可以提高其吸收性能。
研究內容：
與普通的帶圓形穿孔的MPP不同，提出了一種獨特的帶花瓣形穿孔的MPR吸收器。通過精確考慮花瓣形射孔孔中的流體速度，建立了花瓣形射孔的MPP吸聲理論。該理論可以解釋穿孔形態（從圓形到花瓣）改變對吸聲的影響。通過有限元仿真驗證了所提出的理論，并取得了良好的一致性。比較了具有花瓣形穿孔的MPP與具有相同孔隙率的傳統MPP的吸聲性能。研究表明，孔形狀的變化顯著改變了流體速度場和孔內/孔外的流動電阻率，因此，在所考慮的情況下，具有花瓣狀性能的擬議MPP的吸聲性能可以優于傳統MPP。
圖.花瓣形微穿孔的示意圖
技術路線：
在Comsol中對圓孔形微穿孔板和花瓣形微穿孔板結構進行有限元仿真分析。（假設孔與孔之間的影響忽略，因此在模型建立時，只建立單個微孔進行有限元分析）
1. 幾何模型的構建。
圖.左圖為一個圓形微孔的有限元模型(d=1 mm, t=6 mm, D=50 mm, φ=0.0625);右圖為一個花瓣形微孔的有限元模型(d=1 mm, t=6 mm, D=50 mm, φ=0.0625, e = 0.1,n=8)。
2.
展開 發動機活塞穿孔?原因竟然是因為...
之前有卡友說他的天龍出現了發動機活塞穿孔的現象。很多人都知道，現在的發動機強化程度很高，做功時候的較大壓力，讓鋁活塞已經不能再承受。所以現在天龍搭載的雷諾發動機已經采用了鋼頂鋁裙的鉸接式活塞，來解決這個問題，但是它的鋼頂活塞依然穿孔了，到底是什么原因呢？
從照片來看，第5缸活塞的鋼頂部分出現了一個開口，活塞表面布滿積碳。最初懷疑是它的油嘴可能有尿油現象，造成活塞頂部溫度過高穿孔。將6個噴油器送檢，結果顯示全部為工作良好狀態，這就說明不是該車本身的原因造成的故障，故障的原因來自人為。
既然不是噴油器的原因造成的，也排除了活塞的質量原因，這個故障就顯得比較典型了。詢問得知該車是長期在四川-云南的路線上運行，這條路線山大坡陡，發動機負荷較大，但這還不足以引起鋼頂活塞出現穿孔。
根據故障現象分析，該車駕駛員在爬坡過程中，長期讓發動機處于高檔位低轉速的狀態，也就是我們俗稱的拖擋行駛。我們都知道當車輛處于拖擋狀態下，發動機就會產生過負荷的現象，一次兩次無所謂，但在長時間的過負荷狀態下，鋼頂活塞也會不堪重負最終出現穿孔。正是因為如此，車主為這次故障付出了慘痛的代價，不但耽誤了生意，還得付出一大筆車輛維修的費用。
這個案例告訴我們，水滴石穿，一些長期的錯誤操作積少成多，最終也會造成車輛的故障，只有正確使用才能使我們的卡車少出或者不出問題，才能為我們創造更好的效益。
展開 simufact.forming管材加工（穿孔斜軋/三輥軋管/芯棒拔長）模擬講座
大家都知道，常見的管材加工方式有連鑄連軋、穿孔斜軋及芯棒拔長。高性能管材的精加工一般通過減徑減壁軋制，兩輥的三輥的都有。方式各不相同。本次講座主要結合simufact.forming軟件對穿孔斜軋、三輥軋管及芯棒拔長等三種工藝的模擬仿真需要注意事項進行講述。
首先給出這三個案例的cad模型，大家有興趣的可以自己動手做一做。
3roller tube roll.rar
rotary piercing.rar
shell forge.rar
一、穿孔斜軋模擬注意事項
鋼管的穿孔斜軋示意圖如圖所示，原始坯料為圓柱體鋼棒，上下兩個傾斜軋輥主動旋轉，后方推料板推動坯料前進，咬入后靠軋輥旋轉帶動坯料進給，坯料前端有一個子彈頭似穿孔芯模，一般芯模中要通冷卻水，如果模型做的精確一些，可以把子彈頭芯模也劃分網格，考慮為變形體，中間設置一個物體，模擬冷卻水的作用，進行換熱，這樣可以分析子彈頭芯模的應力。這里為了模型的簡化，就直接考慮成剛體了。左右兩邊還有兩個擋板，起到支撐坯料的作用。
運動分析：推板推動坯料往前進的平動（設置彈簧實現），上下兩個軋輥的主動旋轉（定義旋轉軸和轉速），中間子彈頭芯模的被動旋轉（定義被動旋轉邊界條件）這里對于如何設置這些運動和旋轉就不做詳細講解了。可以參考以前我的帖子：simufact強力旋壓模擬教程http://forums.caenet.cn/showtopic-507999.aspx
我們主要對穿孔斜軋仿真建模時需要注意的地方，或者說與其它工藝模擬，設置不同的地方。
需要注意的有一下幾個地方：
1、中間子彈頭芯模的被動旋轉邊界條件設定，定義局部坐標系后，始終是局部坐標系的Z軸。
展開 打印機復雜插穿孔補孔秘籍
設計遇到問題怎么辦，就到青松設計網找答案
我們分模的時候經常會遇到一些復雜的插穿孔，如果方法不對的話需要花很多時間去補孔，如何快速的補好復雜的插穿孔呢?我來給大家分享：
1、如圖2所示，此類孔如何用實體快速補好？
2、利用創建方塊命令將插穿孔堵起來，注意必須把孔包完，創建方塊的間隙設為0.5，如圖所示：
3、利用替換面命令將包塊的頂面與產品面替平，結果如圖所示：
4、包塊與產品求差，然后利用拉伸命令拉伸一個輔助面，便于后續替換，注意拉伸的方向為坐標的矢量方向，如圖所示：
5、利用替換面命令將包塊的頂面與輔助面替平，如圖所示：
6、包塊與產品求差，然后再創建另一個小包塊，間隙設為0，創建完成后，與產品求差，如圖所示：
7、 再用替換面命令將小包塊兩邊替換到大包塊的兩側，將兩個包塊求和起來，完成插穿孔的補孔，如圖所示：
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展開 
smufact管材穿孔斜軋模擬
穿孔斜軋的模擬一直是個難題，主要是網格的重劃分及計算時間。相關的旋轉設置在網格和計算時間面前都是小兒科了，以往計算一個題單cpu計算可能需要一個月，前段時間稍微研究了一下simufact軟件里面自帶的一個穿孔的案例。并且放到工作站上做了一下計算。8核并行，一晚上就算完了。把相關的文件發上來給大家共享。希望能幫助廣大初學者。請教了一下專門做穿孔斜軋的老師，他說simufact里面的這個案例和實際的工藝有點不一樣，主要是開始的坯料不一樣，實際中的坯料就是一根圓棒，大家可以看到，在simufact的這個案例中，坯料前端還有倒角。廢話不說了，先上圖，在上動畫。還是和以往一樣，已經建立好的模型在附件中。
rolling.rar
建立的模型示意圖
共劃分11000多六面體單元，采用ringmesh網格劃分器
動畫如下。兩個軋輥主動運動，轉速：70轉/分，推料板施加彈簧推動棒料往前運動一小段，咬入后棒料便靠摩擦力驅動旋轉著向前運動。芯模因為和坯料接觸而被動旋轉。
展開 用于有限空腔空間外殼中低頻吸聲的翻轉雙層微穿孔板
20世紀70年代，微穿孔板（MPP）被引入作為中低頻噪聲控制的替代吸聲器。MPP通常由具有分布亞毫米通孔的薄面板制成，并與背襯空氣腔耦合。MPP可以產生類似于亥姆霍茲諧振器的吸聲機制。最高可用性構架介紹了多點定位系統的理論分析和設計原理。MPP由于其重量輕、無纖維和環境友好的特點，自誕生以來一直被視為下一代吸聲材料。然而，由于吸聲帶寬較窄，以及在低頻時需要較大的背腔深度，傳統MPP的應用受到限制。
研究內容：
本文提出了一種新型吸聲結構，該結構基于雙層微穿孔板（DLMPP）和類似于卷曲空間的翻轉空間概念，以改善具有有限背襯空氣腔空間的外殼中的低頻到中頻吸聲。結果表明，新設計可以產生類似于傳統DLMPP的寬帶吸聲，空腔翻轉可以實現有限背腔空間外殼的低頻吸聲。對新設計的吸聲系數進行了理論分析和有限元模擬。還討論了設計參數對新設計吸聲系數的影響。
圖1. DLMPP的示意圖（a）傳統的系列安排的DLMPP;（b）新的 T-DLMPP 設計.
技術路線：
在Comsol中對這兩種DLMPP結構進行有限元仿真分析。
1. 幾何模型的構建及網格劃分：
圖2.T-DLMPP幾何模型構建及網格劃分
2. 添加研究，對結構化參數對吸聲系數的影響進行頻率分析：
圖3.孔徑大小對吸聲系數的影響（左原文，右復現）。
圖4.穿孔率對吸聲系數的影響（左原文，右復現）。
圖5.板厚對吸聲系數的影響（左原文，右復現）。
最后,歡迎通過公眾號"320科技工作室"聯系我們.
展開 基于comsol模擬微穿孔板和卷曲通道的混合吸聲器低頻吸聲
研究內容：
提出了一種基于微穿孔板和卷曲法布里-珀羅通道的混合聲學超材料吸收器，它可以有效地吸收非常低頻率（<500 Hz）的入射聲波能量，具有較寬的相對吸收帶寬。分析檢驗了所提吸收器的高效可調吸收特性，并通過數值模擬和實驗驗證了該吸收體的吸收特性。
圖1. 混合超材料吸收器示意圖
圖2.論文中數值模擬的吸聲系數曲線
數值模擬：
在comsol中利用壓力聲學接口對聲學超材料的聲學特性進行仿真分析。仿真分析的步驟如下所示。
（1）建立幾何模型
圖3.幾何模型的構建
（2）設置物理場
圖4.物理場的設置
（3）求解吸聲系數
圖5.數值分析的吸聲系數
通過數值分析計算得到的吸聲系數曲線與文獻的結果基本一致。兩個吸收器使用相同的螺旋形通道構建，但使用不同的MPP，其中一種情況的參數為d=0.9 mm、t0=0.64 mm、p=0.018（左圖），另一種情況下的參數為d=0.4mm、t0 =0.64 mm和p=0.048（右圖）。
總之，我們提出了一種基于微穿孔面板和卷曲Fabry–P erot通道的混合聲學超材料吸收器，它可以有效地吸收極低頻（<500 Hz）下的入射聲波能量，并具有較寬的相對吸收帶寬。對所提出的吸收體的高效可調諧吸收特性進行了分析，并通過數值模擬和實驗進行了驗證。
我們發現，吸收主要是由微穿孔面板中聲波的摩擦損失引起的。還通過圖形分析復平面中的反射系數來解釋這種現象。通過集成兩個具有不同參數的平行吸收單元，相對吸收帶寬進一步加寬至82.2%。由于亞波長厚度深、帶寬相對較寬且易于制造，所提出的混合吸收器在噪聲控制工程中具有廣泛的潛在應用。
展開 加拿大阿爾伯塔大學曾宏波教授課題組 《ACS Nano》：生物環境自適應性超分子組裝的可注射自愈合水凝膠用于胃穿孔修復
近日，加拿大阿爾伯塔大學曾宏波教授課題組與Ravin Narain教授和廣州醫科大學第五附屬醫院劉季芳教授合作提出了一種基于生物環境自適應性超分子組裝的可注射水凝膠，并探討了其在胃穿孔修復中的應用。該凝膠由一種ABA三嵌段共聚物構成。聚合物前驅體溶液不僅可以利用生理環境實現物理超分子組裝，而且組裝所得的凝膠可進一步在胃酸環境中獲得自修復、組織粘附、抗生物積垢等功能（圖1）。
圖1：基于胃環境自適應性超分子組裝的可注射水凝膠設計示意圖。
受溫度調控的溶膠-凝膠轉變過程賦予了凝膠良好的可注射性（圖2）。同時，在胃酸環境中該凝膠利用輸水作用與氫鍵作用的協同作用可以實現快速自修復（圖3）。
圖2：受溫度調控的溶膠-凝膠轉變過程及可其可注射性能。
圖3：水凝膠自修復性能
在大鼠模型中，與用于治療胃穿孔的傳統大網膜植入手術相比，使用該凝膠不僅簡化了手術過程，并且可以有效減輕術后腹腔黏連等并發癥 （圖4）。通過病理學分析，該凝膠可有效抑制術后炎癥反應，并促進血管再生，加速組織修復（圖5）。
圖4：超分子水凝膠敷料用于胃穿孔修復。
圖5：H&E染色和免疫組織化學染色分析。
展開 港中文邊黎明《Science Adv.》2秒自成膠PEI/PAA強濕粘附以促進胃腸道穿孔的愈合
團隊
進一步證明 PEI/PAA 粉末是一種有效的密封劑，可增強大鼠
模型胃穿孔的治療效果
。
PEI/PAA 粉末的強濕粘附性、優異的細胞相容性、對復雜位點的適應性以及易于合成的特性使其成為眾多生物醫學應用中很有前途的生物粘合劑。相關論文以題為Ultrafast self-gelling powder mediates robust wet adhesion topromote healing of gastrointestinal perforations發表在《Science Advances》上。
【主圖導讀】
圖
1 PEI/PAA 水凝膠的制備和性能。
圖
2 PEI/PAA 粉末的濕附著力。
圖
3 PEI/PAA 粉末在各種濕基材/組織上的附著力。
圖
4 PEI/PAA 粉末的傷口封閉和裝置固定能力。
圖
5 PEI/PAA 粉末對胃穿孔的密封和愈合增強。
【總結】
邊黎明教授團隊制備了自凝膠和粘性
PEI/PAA 粉末。由于聚合物和游離聚合物擴散之間的強物理相互作用，PEI/PAA粉末可以通過吸水直接形成物理交聯的水凝膠，而無需額外的交聯劑。表面沉積的 PEI/PAA 粉末可以吸收界面水，與各種濕基材形成緊密接觸。此外，物理交聯的聚合物可以擴散到濕基材的聚合物網絡中以進一步促進濕粘合。因此，將 PEI/PAA 粉末涂抹在雞皮膚、豬心臟、豬胃腸粘膜等各種組織上，會在很長一段時間內對這些濕組織產生強烈的粘附力。
展開 ANSYS多孔結構穿孔板力學模擬
隨機微穿孔板可采用CAD Voronoi插件構建，三維模型構建如下。
CAD Voronoi插件采用參數化建模方式，根據設定參數隨機生成模型草圖，如對草圖生成不滿意可重新生成一份，或在原圖基礎上進行手動微調。
隨機多孔板的建模參數如下，CAD內通過實體-拉伸生成板的厚度為10 mm，建模完成后將多孔板導出為.sat格式備用。
關于CAD Voronoi插件使用功能的詳細介紹可查看：
CAD Voronoi V2
https://mp.weixin.qq.com/s/QIt4yoXjb52k7CFuQbCvKA
打開ANSYS Workbench，將多孔板模型導入，模型采用默認材料，然后對模型進行網格劃分，單元近似尺寸為0.5 mm。
對模型指定邊界條件及外荷載，將左側邊界設定為固定支撐，右側邊界設置大小為1 N的力。
提交求解并查看結果。
ANSYS多孔結構板等效應力分析結果可看出，CAD Voronoi插件建立的曲邊多孔結構板，可有效避免孔洞處的應力集中現象，在滿足結構功能的前提下對于提高結構承載力及使用壽命，防止疲勞破壞等方面有借鑒意義。
展開 穿孔和旋壓同時仿真
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這個還是比較高級和難做的，因為同時進行兩個工藝，穿孔和旋壓相當于是同時進行的。
基于comsol的微孔吸聲棉消聲器分析 ￥2800
<a href="https://baike.baidu.com/item/%E5%85%B1%E6%8C%AF" rel="noopener noreferrer" target="_blank">共振</a>時的最大吸聲系數α0為α0=4r/(1+r)2(7)具體設計微穿孔板吸聲結構時，可通過計算，也可查圖表，計算結果與實測結果相近。在實際工程中為了擴大吸聲頻帶的寬度，往往采用不同孔徑、不同穿孔率的雙層或多層微穿孔板復合結構。<strong>二、微穿孔板理論在抗噴阻消聲器設計中的應用</strong>利用微穿孔板聲學結構設計制造的消聲器種類很多，主要型為抗噴阻型消聲器。該型式消聲器是用不銹鋼穿孔薄板制成，因該九臺消聲器是用于石化單位，空氣腐蝕性比較大，故穿孔板后的空氣層內填裝的吸聲材料為耐腐蝕金屬軟絲布。利用吸聲材料的阻性吸聲原理，進一步達到降噪消聲的作用，其吸聲系數高，吸收頻帶寬，壓力損失小，氣流再生噪聲低，且易于控制。為獲得寬頻帶高吸收效果，一般用三級微穿孔板結構。微穿孔板與外殼體之間以及微穿板之間的空腔尺寸大小按需要吸收的頻帶不同而異，低頻腔大（150～200mm）,中頻小些(80～120mm），高頻更小些（30～50mm），雙層結構的前腔深度一般應小于后腔，前后腔深度之比不大于1：3，前部接近氣流的一層微穿孔板穿孔率應高于后層，為減小軸向聲傳播的影響，可在微穿孔板消聲器的空腔內每隔500mm左右加一塊橫向隔板。試驗證明，微穿孔板消聲器不論是低頻、<a href="https://baike.baidu.com/item/%E4%B8%AD%E9%A2%91" rel="noopener noreferrer" target="_blank">中頻</a>、高頻消聲性能實測值比理論估算值要好。
展開 復合材料大能量高速沖擊穿孔（未考慮應變率）蔡吳準則 ￥25
復合材料大能量高速沖擊穿孔（未考慮應變率）蔡吳準則
激光切割國產中厚板的問題探討
碳鋼厚板穿孔問題
在厚板加工中穿孔時間占很大比重，各激光廠商紛紛開發了快速穿孔的技術，較為有代表性的是高能穿孔（炸孔），這種方法的優點是速度快（1秒，以t16mm為例—以下相同），缺陷是不僅影響對小形狀的加工，穿孔時注入的巨大能量使板材溫度升高進而影響接下來的整體切割過程。而用小功率脈沖進行穿孔的話，時間就很長（12秒），會導致切割的效率下降和單位成本的提高。
2． 切割面品質問題
加工中厚板時經常會遇見切割斷面，這樣的切割不僅成品質量受到質疑，還會伴隨著過燒和嚴重的粘渣出現，以致體現不出高價的激光加工機區別于其他切割手段的價值。
3． 整板加工穩定性問題
在對國產鋼材的整板加工中，經常會出現局部區域加工不良的現象。這種現象有時很隨機，即使在加工機狀態良好的情況下也會出現。
解決方案
1． 高峰穿孔（HPP）方案
利用占空比小的高峰值脈沖激光，輔以噴射在材料表面上的不燃油以清除開孔邊緣附著物，控制脈沖的合理頻率邊冷卻邊穿孔。其特點是相對炸孔雖然時間稍長（3秒），但穿出的孔徑?。sφ4mm）且開孔邊緣無附著物以及入熱較低，便于接下來的正常切割加工，相比普通穿孔則效率提高了4倍。
2． 切割斷面改善方案
對于碳鋼來說改善切割斷面的重要因素是控制對板材的入熱并能保證激光照射部分的充分燃燒。對于不銹鋼來說改善切割斷面的重要因素則是光束的改良（改善焦深）與輔助氣體的有效利用。亮面切割技術就是改善了發振器和噴嘴所得到的結果。
3． 保證加工穩定性的方案
當前為了提高加工機的運行速度，激光機多采用俗稱飛行光路的結構，即材料托盤不動而加工頭在整個可加工區域內運動的形式。而為了補償加工頭與光源相對位置的變化，各廠商也盡可能保證光斑在加工范圍內的一致性，使用曲率可變折射鏡是普遍選擇的方式。
展開 基于Vumat子程序的Lemaitre損傷模型
案例
本文以銅板的無壓頭穿孔為例，利用Vumat子程序預測了它的破壞載荷。
2.1 問題描述
無壓頭穿孔是一種用高壓流體代替普通壓頭進行穿孔的工藝，如圖1所示，工件被放置在模具中夾緊，高壓流體通過?？讓ぜM行穿孔。本文所用案例的具體尺寸及細節部分網格如圖2所示（取一半的模型）。工件采用了99.9%的銅。
圖1 無壓頭穿孔工藝示意圖
圖2 無壓頭穿孔有限元模型（一半的模型）
2.2 結果展示
依據以上方法，計算得到當壓力值為12.35MPa時，銅板發生了斷裂破壞，相較于文獻[1]中所給的14.7MPa的試驗數據小了約16%，其原因可能有以下幾點：
1. 案例中所使用的材料參數為從另一文獻中所得，可能與試驗所用材料存在略微的差別。
2. 在仿真時簡化模型，使得邊界過于理想化。
裂紋的產生和擴展圖如圖3所示，可看出當載荷達到12.34MPa時，在板材的上表面和模具拐角出現了初始裂紋。當載荷達到12.35MPa時，板材發生了破壞。計算所得的斷裂剖面也與試驗相似，進一步說明了這一算法的準確性。
圖3 裂紋擴展及試驗斷裂剖面圖
提取下模沿Z方向的力，可得到圖4。從圖中可看出，初始階段下模壓力由于摩擦原因快速增加，當裂紋剛開始出現時，下模壓力增加到了最大，而當材料斷裂后，該力突然下降到0。
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