关键词： 不锈钢工字梁   剪切性能   参数分析   连续强度法   承载力   有限元分析  

摘要： 不锈钢结构因具有良好的耐腐蚀性、容易维护等优点,逐渐成为工程建设领域中广泛使用的高性能绿色建筑材料。但不锈钢具有应变强化特性,现有设计规范计算工字形截面梁的抗剪切承载力结果较为保守,基于连续强度法,对不锈钢工字形截面梁的剪切屈曲承载性能进行研究,考虑了不锈钢材料几何非线性和几何初始缺陷的影响。基于试验验证的有限元数值模型,开展不锈钢梁抗剪切承载力影响的参数分析,探究各关键参数对其的影响规律,并与现行规范(中国、美国、欧洲)的计算结果进行对比。结果表明,在腹板厚度等参数不变的情况下,不锈钢工字形梁腹板的极限承载力会随着腹板宽高比的增加而降低。中国规范计算结果较为保守,低于构件的实际抗剪切承载力。连续强度法可以对不锈钢工字形截面的抗剪切承载力进行较为准确的计算。

关键词： 激光选区熔化   三周期极小曲面   多层级结构   有限元分析   力学性能  

摘要： 三周期极小曲面(TPMS)结构因其优异的力学性能,在航空航天领域关键零件轻量化方面展现出广阔的应用前景.为有效增强TPMS结构力学性能及其轻量化程度,提出一种基于应力场引导的多层级TPMS点阵结构设计优化方法,设计出多层级Gyroid点阵结构,采用激光选区熔化技术制备了相应的点阵结构,并与体积分数相同的初级Ti6Al4V Gyroid点阵结构进行了对比研究.在此基础上,通过有限元模拟和压缩试验,系统研究了多层级Gyroid点阵结构的压缩性能、变形行为和能量吸收性能.结果显示,与相同体积分数的初级Gyroid点阵结构相比,多层级Gyroid点阵结构压缩性能显著提升,其弹性模量、屈服强度和极限强度分别提高了约36.52%,58.55%和57.62%,能量吸收能力提升了约42.85%.此外,与初级Gyroid点阵结构在斜压杆中心区域的45°剪切断裂模式不同,多层级Gyroid点阵结构初期在填充区域发生层状断裂,随后在未填充区域的斜压杆中心区域发生45°剪切断裂.基于Johnson-Cook塑性模型和损伤模型所建立的有限元模型能够准确预测多层级Gyroid点阵结构的变形行为和力学性能,其预测误差在20%以内.文章所设计的多层级Gyroid点阵结构具有优异的力学性能和能量吸收能力,为航空航天领域高性能轻量化零件优化设计与制造提供了新的思路与技术支持.

关键词： 称重系统   传感器   神经网络   动态补偿   精度  

摘要： 本研究旨在解决舰船环境中船载称重系统精度问题,提出了一种结合有限元分析的称重系统优化算法。首先对船载称重设备进行有限元分析,依据传感器特性进行应力分析,以识别并优化称重系统的关键参数;然后,该优化后的称重系统在典型摇摆状态下收集数据,通过引入神经网络算法对数据进行动态补偿处理;最后,依据电工电子产品环境试验标准,对算法优化后的称重系统精度进行评估。实验结果证实,经神经网络算法处理后的称重系统精度超过99 %,验证了所提出算法在提升船载称重系统精度方面的有效性。

关键词： 降雨   边坡稳定性   有限元   Geostudio  

摘要： 影响边坡稳定性的因素有地质条件、地下水位、降雨、坡度、土的力学参数等,其中降雨是边坡失稳的主要诱发因素之一。本文采用Geostudio数值模拟中SLOPE/W模块与SEEP/W模块对边坡进行稳定性模拟计算,采用的方法为极限平衡法。研究内容为在计算出天然边坡无降雨条件下的安全系数之后在进行降雨工况模拟,在持续10天降雨303mm/d的情况下对不同坡度的边坡进行模拟,根据模拟结果显示,边坡的安全系数先急剧下降接着趋于稳定,且边坡的安全系数受坡角的影响,表现为随着坡角度数的增加,边坡的安全系数会逐渐减小;降雨过程中边坡孔隙水压力的大小与降雨时间呈正相关,由于基质吸力的影响,坡表在初始状态下存在负压,降雨一天后,坡面下部及坡脚处的孔隙水压力由负转正,且随着降雨历时的增加,坡体内部的孔隙水压力逐渐增大。

关键词： 钢混组合梁   抗震   支座   有限元   时程分析  

摘要： 以(42+60+42)m跨径的变截面钢混组合梁为例,采用MIDAS Civil有限元软件对桥梁进行时程分析,在桥梁设置有效防落梁设施的前提条件下,对桥梁边墩的抗震支座进行比选,涉及板式橡胶支座、滑板支座、高阻尼支座3种类型支座,以墩柱内力、梁端位移、工程费为评判标准,得到最合适的边墩支座,为同类桥梁的合理抗震设计提供参考。

关键词： MEMS   差压敏感元件   有限元   尺寸优化   过载能力  

摘要： 为了提高差压传感器的双向过载能力,本文设计了一种梁-群岛错位膜结构差压敏感元件。该敏感元件由梁-群岛硅膜结构和玻璃基底键合而成。其中,梁结构降低了应力集中,群岛结构提高了结构刚度;玻璃基底键合面设计有方形凹槽和圆形通孔,硅膜结构和玻璃基底的方形凹槽形成的错位结构进一步降低了最大应力。首先,通过有限元软件分析了双向高过载硅基差压敏感元件的应力分布、敏感元件的满量程输出及最大应力。其次,分析了结构尺寸与爆破压力的关系,采用尺寸优化求解出最大爆破压力下的结构尺寸。最后,通过MEMS硅工艺制作了具有双向高过载的硅基差压敏感元件。压力测试结果表明:制得的双向高过载硅基差压敏感元件的爆破压力为8.5倍量程,与传统C型膜结构差压敏感元件(爆破压力6.5倍量程)相比,过载能力提高了30.7%。实验结果证明梁-群岛错位膜结构可以有效提高差压敏感元件的双向过载能力。

关键词： 航空发电机   电枢绕组   匝间短路故障诊断   压缩-激励注意力机制   有限元分析  

摘要： 【目的】针对航空发电机电枢绕组匝间短路故障诊断问题,本文提出一种基于卷积神经网络(CNN)和压缩-激励(SE)注意力机制以及双向长短期记忆(BiLSTM)网络的诊断方法,以提高电枢绕组故障诊断的有效性和鲁棒性。【方法】首先,建立了电励磁双凸极发电机(DSEG)电枢绕组匝间短路的等效解析模型,采用发电机机壳表面振动信号作为故障特征信号,对影响振动特性的气隙磁密和电磁力波的表达式进行了理论推导。然后,通过Workbench有限元软件仿真分析了各种短路条件下电磁力波对振动特性的影响。最后,对振动信号进行采集,将其作为实际试验数据并提取相关故障特征,通过将这些提取的特征输入CNN-SE-BiLSTM,系统有效地实现了故障诊断。其中,CNN和BiLSTM网络可以有效提取振动信号中的局部特征和时序特征;SE注意力机制可以进一步优化特征权重分配,通过选择性放大相关诊断特征,显著增强了模型的故障诊断能力。【结果】试验结果表明,所提基于CNN-SE-BiLSTM的故障诊断方法在多种工况下对电枢绕组匝间短路故障的诊断准确率均超过99%,且在噪声环境中仍能表现出良好的诊断性能。与传统诊断方法相比,所提方法在各种转速和负载条件下具有更强的抗干扰能力、更高的故障识别精度以及更快的诊断速度,进一步验证了该方法在航空航天发电机复杂工况下的适用性。【结论】本文所提CNN-SE-BiLSTM诊断方法有效提高了DSEG系统的故障诊断效率和准确性。通过将用于空间特征提取的CNN、用于选择性特征加权的SE注意力机制以及用于捕捉综合时间信息的BiLSTM相结合,该方法为诊断匝间短路故障提供了一种精简而高效的解决方案。

关键词： 有限元法   船舶甲板结构   弯矩屈曲校核。  

摘要： 本文着重探讨基于有限元法的船舶甲板结构弯矩屈曲校核相关问题,面对模型的复杂性、载荷工况的多样性、材料性能的非线性以及边界条件的繁杂性等挑战,给出一连串的改进举措。借助自适应网格细化、多工况联合分析、精细的材料模型以及高精度的边界条件模拟等方式,切实提高有限元分析的精准度和效率。此类策略不但强化对船舶甲板结构弯矩屈曲性能的评估水平,还为结构的优化设计给予科学的支撑,对保障船舶航行的安全和结构的完整性极为关键。 。

关键词： 复合材料层合板   激光冲击   有限元分析   动态力学响应   应力波  

摘要： 基于激光诱导拉伸波在材料中的传播特性和材料层裂原理,可以发展基于激光冲击波的界面结合力无损检测技术,研究不同脉宽激光作用下的复合材料动态力学响应特性,对发展该技术具有重要意义。本文采用不同脉宽的激光来冲击复合材料层合板,并测试试件背面粒子速度;建立激光冲击碳纤维增强复合材料层合板有限元模型,探究不同脉宽的激光对复合材料层合板进行单面和双面冲击时,层合板内部的应力波传播耦合规律。结果表明:随着激光冲击载荷脉宽的增大,单面激光冲击作用下,层合板内部最大拉应力增大,最大拉应力位置向激光冲击表面移动;双面激光冲击作用下,靶板内部最大拉应力在时间和空间上更加集中,且在双面激光冲击作用下增大靶板一侧激光冲击延时时间,最大拉应力出现位置向另一侧发生显著移动。

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。