关键词： 柠条   有限元法   切割试验   参数标定   失效参数  

摘要： 为了准确建立柠条茎杆的有限元模型，本研究通过试验测定及仿真模拟相结合的方法建立了用于柠条剪切的有限元模型。首先，对柠条茎杆的几何形状进行测定，运用弹性材料力学理论建立柠条茎杆力学模型；其次，借助万能试验机对柠条茎杆轴向和径向进行力学试验，获得力学参数，并通过数据的分析计算获得柠条茎杆力学模型的弹性参数；最后，基于LS-DYNA材料库143＿mat＿wood材料模型的基本理论和材料参数，确定柠条茎杆的失效模式、软化性质、侵彻损伤等模型参数。在此基础上，应用LS-DYNA软件仿真模拟柠条茎杆剪切过程，仿真与实际试验最大切割力的误差为4.6%，因此标定后的柠条茎杆模型可用于模拟剪切仿真试验。

关键词： 盒段结构   FRANC 3D   疲劳及裂纹扩展   寿命预测  

摘要： 针对飞机机翼盒段结构的疲劳裂纹扩展行为开展了试验研究，通过ABAQUS与FRANC 3D联合仿真建立盒段结构的三维有限元模型，进行寿命预测，并深入分析不同初始裂纹尺寸对疲劳寿命的影响。结果表明：盒段结构在服役过程中因应力集中导致裂纹萌生在根部孔周围。盒段结构寿命预测结果和试验结果的相对误差小于5%，且随着初始裂纹尺寸的增大，裂纹扩展速率越快，结构件剩余寿命越小，验证了联合仿真方法对盒段结构裂纹扩展行为和寿命预测的可行性。

关键词： 仿生膝关节机器人   刚柔耦合仿真   有限元分析  

摘要： 为改善膝关节受损患者的康复效果，提高膝关节机器人穿戴舒适度，根据若干名成年人的平均身高数据，应用拉格朗日力学法进行仿生膝关节机器人动力学计算，并搭建刚柔耦合动力学仿真模型，完成仿生膝关节机器人样机制作。结果表明，利用刚柔耦合动力学仿真模型分析机器人膝关节运动，仿真数据更加精确，更接近接近实际样机模型。对未来膝关节早期及中期康复设备研究具有重要理论意义。

关键词： 高比例新能源   容量市场   能量市场   发电投资   发电容量充裕性  

摘要： 高比例新能源背景下,建立与能量市场相适应的容量市场机制可以保障电力系统充裕性。文章从机组投资决策的角度出发,研究了高比例新能源下容量-能量市场耦合的机组投资决策行为,并分析容量市场机制的运行效果。文章提出了机组决策、容量市场和能量市场的三层优化投资决策模型,针对该模型难以直接求解的问题,提出了容量-能量市场解耦的分阶段循环迭代求解策略。最后,基于某省网实际数据,运用所提方法对比和分析了高比例新能源接入下单一能量市场和容量-能量市场耦合下的容量充裕性保障效果。

关键词： 超声波   空化   清洗距离   有限元   室内试验  

摘要： 超声波能够对油气井滤饼进行清除，提升固井质量，但在井下条件下超声波空化所能产生的清洗距离少有人研究，该文基于超声波发射换能器、水听器以及套管设计了一种超声波空化清洗距离检测试验平台。基于试验平台，研究了不同频率、温度及压强下，井下超声空化清洗所能达到的有效清洗距离 ，探索高温高压井况中超声波空化效应去除滤饼的可行性。基于有限元分析方法对套管内部超声波传递、衰减及声压场展开研究。基于正交试验方法制定试验方案并对超声空化清洗影响因素展开灵敏度分析，试验结果表明，对超声空化清洗影响程度的因素由大到小为压强、超声频率、温度，且基于Box-Behken模型拟合得出在发射功率为400W时超声波空化清洗最优参数为超声波频率20kHz、液体温度为30℃、液体压强为标准大气压时超声波空化清洗距离最远为D=1193.94mm，与仿真误差约为14.75%。基于频谱分析方法，使用水听器对空化噪声进行采集，开展功率单因素空化强度影响试验，发现在超声波功率输出达到1200W时，空化强度趋于饱和。试验表明超声波空化清洗仅适用于近井端，温度及压强不高的环境中，对于高温高压深井，由于环境因素的限制，超声空化清洗滤饼的方式并不适用。

关键词： 高铁站雨棚   极端雪荷载   地震作用   有限元   寒区  

摘要： 在严寒地区,装配式雨棚可能遭遇极端雪荷载、地震作用等灾害,其结构在两者单独或者耦合作用下工作机理复杂。本文以我国纬度最高的高铁站伊春站项目为依托,建立装配式单柱雨棚结构的三维有限元模型,对单柱雨棚结构在极端雪荷载单独作用下的性能开展研究,分析了4种不同的雪荷载分布形式对结构性能的影响;分别将满跨分布极端雪荷载与多遇地震、罕遇地震作用进行耦合,研究雨棚结构在耦合作用下的结构性能。研究结果表明:在极端雪荷载和地震耦合作用下,雨棚柱X向最大位移随柱子位置改变而改变,中部柱子位移最大,边缘柱子位移最小。相对仅有极端雪荷载作用时,螺栓、雨棚板、梁柱部件的最大应力分别增加了52%、99%、108%,增长幅度较大,地震作用的影响明显。

关键词： 蒙特卡罗   动态权窗   全局减方差   核热耦合  

摘要： 核反应堆多物理耦合模拟中蒙特卡罗程序精度显著影响耦合计算置信度，为了在兼容耦合流程的同时提高蒙卡计算精度，本文在蒙特卡罗程序RMC内开发了一种动态全局权窗减方差方法，该方法依据蒙卡临界计算中每个活跃代的中子通量分布与统计误差分布对全局网格权窗参数进行动态更新并使用，无需修改原始耦合流程。使用Hoogenboom-Martin全堆基准题与板状燃料组件堆芯基准题的临界计算开展了减方差效果验证，结果表明，动态权窗方法可有效降低堆芯全局统计误差；使用板状燃料组件开展了RMC-COMSOL核热耦合模拟验证，使用动态权窗后各迭代步间功率分布差异明显减小，有效提高了核热耦合模拟收敛性。

关键词： 装配式雨棚   列车风   结构响应   有限元  

摘要： 为研究装配式单柱雨棚在列车高速通过时的结构响应,首先提出单柱雨棚在列车高速越站时表面风压理论模型,基于上述风压理论模型,针对2跨单柱雨棚输入列车高速通过时雨棚风压时程曲线,研究该单柱雨棚结构在列车风作用下的位移、速度以及加速度等响应,同时分析得到装配式关键部位应力的发展规律;对列车通过速度分别为300、400、500、600 km/h的雨棚结构响应进行分析,结果表明,当列车提速至600 km/h,雨棚结构速度峰值为7.2 mm/s,满足规范要求,同时远低于钢结构雨棚的速度峰值,说明装配式雨棚结构振动舒适度上较钢结构雨棚有较大优势。

关键词： 道路工程   无线充电系统   有限元分析   耦合线圈   抗偏性能   互操作性  

摘要： 城市道路电动汽车无线充电系统因其便捷、高效等特点受到广泛研究。为解决不同类型原副边线圈匹配时、原副边线圈出现偏移偏转时的高效率能量传输问题，提出了一种改进型DD线圈结构，采用半圆形线圈代替矩形线圈，并在半圆型DD线圈的基础上增加一个正交的Q线圈。基于改进型DD线圈的基本结构，设计了嵌入式磁芯结构，从耦合机构结构轻量化角度对改进型DD线圈进行了优化设计。采用COMSOL有限元仿真软件与MATLAB进行联合仿真，对比分析了单极型DD型线圈、改进型DD线圈及DDQ线圈的互操作与抗偏性能，建立了采用改进型DD线圈的系统模型，对副边线圈旋转偏移过程中的系统能量传输特性进行了分析。结果表明：相较于传统单极型DD线圈，改进型DD线圈互感值提升了70%以上；相较于DDQ线圈，尤其当副边线圈为圆形时，改进型DD线圈互感值提升了4%以上，同时材料用量减少了2%；采用改进型DD线圈的电动汽车无线充电系统最大输出功率可达3.46kW，效率为94.73%，在副边线圈0～45°旋转偏移的过程中，系统输出功率波动率仅为0.12%，效率波动率仅为0.01%，系统能量传输稳定性高。

关键词： 桥梁工程   斜拉桥   预应力   支架   有限元分析   力学分析  

摘要： 渑淅高速公路小三峡特大桥为分离式混合梁斜拉桥，边跨混凝土箱梁段采用少钢管支架施工。支架高度大、大跨长联、重载，且受到预应力及斜拉索张拉影响。为研究预应力张拉对边跨支架的影响，通过建立有限元模型对少钢管支架力学性能进行分析，得出预应力张拉或斜拉索张拉会造成支架内力重分配，预应力张拉使得与墩柱相邻的钢管应力增加，其余钢管应力减小，斜拉索张拉会使得横桥向两侧的钢立柱应力下降，纵桥向主梁张拉位置附近的钢立柱应力大幅度下降。