关键词： 全膝关节置换术   股骨假体屈曲角   矢状位力线   生物力学   有限元分析  

摘要： 目的开发具有不同股骨假体屈曲角的全膝关节置换模型，并借助有限元分析法探究股骨假体以异常的矢状位角度置入对人工膝关节生物力学特征的影响。方法采用有限元分析法分别建立股骨假体伸展、中立、轻度屈曲、过屈的人工膝关节模型，随后对直立及屈膝条件下的工况进行仿真模拟，以峰值von-Mises应力为观察指标，对不同股骨假体屈曲角下人工膝胫股关节及髌股关节接触压的变化趋势进行静力学分析。结果（1）直立状态下股骨假体的峰值von-Mises应力随着股骨假体屈曲角的增加逐渐增大，从4.523 MPa 增大到7.148 MPa，应力集中在股骨假体和聚乙烯衬垫接触的类圆形区域内，该区域随假体屈曲的加深而发生前移;聚乙烯衬垫上表面的峰值von-Mises应力亦随假体屈曲程度的增加而增大，当假体过屈时最高可达13.622 MPa，位于衬垫立柱前端，应力集中区域的变化趋势与股骨假体保持一致。（2）当膝关节屈曲30°时，应力主要集中在髌股关节面内侧，随着屈膝角度增加到60°，应力集中区发生上移，髌股关节面内、外侧应力随之增大;在同一屈膝角度下，假体屈曲组的髌骨软骨峰值von-Mises 应力高于假体中立组，且随股骨假体屈曲角的增加逐渐增大，但均小于假体伸展组。结论股骨假体的矢状面置入角度是人工膝关节生物力学的一个重要影响因素。在后稳定型全膝关节置换模型中，无论假体过屈还是伸展都会导致髌股关节接触压升高，而衬垫上表面的峰值应力则受假体过屈的影响较大。在临床实践中，当遇到假体型号与患者关节尺寸不匹配时，可考虑将股骨假体轻度屈曲位放置，但应避免假体过屈及伸展。

关键词： 闸阀   结构设计   有限元分析   三维建模  

摘要： 大规格闸阀有低流阻、高可靠性以及使用周期长等特点,被广泛应用于矿山、冶金和石油等行业。但大规格闸阀的主阀体内腔较大,且截面形状不规则,根据传统设计方法难以精确计算强度,导致阀门设计过于保守,造成成本高、效率低等缺陷。本文利用CAD技术对大规格楔形闸阀进行改良,提高材料成本合理化布局,简化制造和装配,提高了工作效率。通过ANSYS有限元分析和Autodesk Inventor三维建模等方式,可以使优化后阀体和闸板应力分别减少4.26%和15.83%,显著降低阀门重量和成本,为大规格阀门设计提供参考。

关键词： 注射模   自锁液压缸   有限元分析  

摘要： 当模具滑块结构中使用油缸抽芯时,由于普通油缸在液压自锁回路中不可能实现完全零泄漏,在强大的推力作用下,经常会出现滑块后退的情况,导致产品多胶、铍锋(飞边)等缺陷产生。设计了一种具有自锁功能的液压缸,能有效防止滑块机构后退,可大大减少注射成型不良品的发生,为模具设计选型提供参考。

关键词： 线激光扫描热成像   CFRP   无损检测   COMSOL仿真   参数分析  

摘要： 为进一步研究线激光扫描红外热成像无损检测技术,探究检测过程中可调参数及被检材料参数对热成像结果的影响,以获取最佳缺陷检测效果。本文使用COMSOL软件建立线激光扫描碳纤维复合材料的有限元分析模型,选取缺陷中心处及无缺陷处表面最大温差作为衡量检测效果的特征量,分析线激光长度、缺陷大小及缺陷深度对CFRP(Carbon Fibre Reinforced Plastics)热成像结果的影响规律,并分别对3个参数与检测效果的关系进行拟合。研究可为搭建激光扫描热成像检测系统和制定准确可靠的检测标准提供参考。

关键词： 分阶段卸载   有限元分析   优化理论   提升施工   连体   杭州云门  

摘要： 连体结构在连体与塔楼间采用刚性连接时,该连接段受力复杂,特别是在考虑提升施工的影响后,连接段杆件受力与设计一次成型的杆件受力有显著区别。由此提出可通过分阶段卸载的方式使连接段内力与设计状态对应内力接近。分阶段卸载的分析可归纳为3个关键步骤:首先根据施工方案、现场环境等客观因素确定卸载方案;再采用有限元软件获取每个阶段(含多次卸载及拆杆)的杆件内力变化情况;最后通过优化理论可获得单次阶段最佳的卸载量分析。以杭州云门钢结构为例,进行分阶段卸载的方案探讨、计算假定的验证以及结构空间效应分析,结果表明分阶段卸载极大提高了施工后与设计一体成型的连接段结构内力的一致性。

关键词： 汽车被动安全   有限元分析   LS-DYNA   正面25%偏置碰撞  

摘要： 为减少车辆碰撞导致的人员伤亡及财产损失,各国根据国情制定了相应的碰撞测试法规,要求各大汽车制造企业严格依据法规来提高汽车产品的安全性能。该文根据C-IASI试验规程,以某轿车为研究对象,基于LS-DYNA建立正面25%偏置碰撞仿真模型,通过仿真结果评估车辆在小偏置碰撞中的安全性,并对车身和乘员约束系统进行优化,以提升车辆整体的被动安全性能。

关键词： 成组筏架   浮筏系统   有限元   传递路径分析   结构声强   贡献度分析   径向基函数神经网络   粒子群算法  

摘要： 针对泵设备模块化成组筏架系统隔振效果不佳问题,本文通过建立泵设备模块化成组浮筏隔振系统有限元模型,计算成组设备浮筏系统的振动响应,基于结构声强法分析成组筏架筋板的振动能量传递及贡献度,确定了主要传递路径,并选取主要路径上的结构参数,基于径向基函数神经网络建立代理模型,并利用粒子群算法进行优化设计。分析了泵组产生的振动激励的主要传递路径,并选取上、下面板、中间筋板及基座厚度为设计变量进行优化,优化后筏架隔振器下支撑点的振动加速度级合成值相比于优化前降低了14 dB。结果表明:计算结果在算法优化的误差范围内,满足优化设计要求。

关键词： 压电复合材料   宽带   有限元分析   多模耦合  

摘要： 针对水声换能器的工作带宽问题,提出了一种阶梯式压电复合材料敏感元件。该阶梯式压电复合材料采取降低机械品质因数及多模耦合技术等方法,有效地拓展了工作带宽。采取等效电路法对阶梯式压电复合材料中的单个1-3-2型压电复合材料进行理论分析,得出其基底厚度尺寸与理论谐振频率的关系。接着采用有限元分析软件对单个1-3-2型压电复合材料及阶梯式压电复合材料进行仿真,得到单个1-3-2型压电复合材料基底厚度及陶瓷小柱横截面积与谐振频率的关系,并将仿真与理论对比,合理设计阶梯式压电复合材料的几何尺寸,并制备了阶梯式压电复合材料敏感元件样品。将该敏感元件灌封为换能器并进行水下测试,测试结果与理论及仿真结果相符,其工作频率范围为143 kHz~239 kHz,带宽达到96 kHz,良好实现多模耦合,极大地拓展了工作带宽。

关键词： 深水隔水套管   有限元分析   性能试验  

摘要： 针对海洋油气开采逐步向深水、超深水方向发展的现状,为进一步验证现有特殊螺纹连接式隔水套管的防倒扣性能是否具备服役深水、超深水能力,以浅海海域常用的一款36吋特殊螺纹隔水套管增加防转结构为例,通过进行有限元分析模拟计算、性能试验进行相关防倒扣性能研究,旨在为深水隔水套管研制提供技术参考。

关键词： 有限元仿真   电源车   车厢结构   力学性能   结构分析  

摘要： 探讨了分体式电源车在现代社会中的重要性,强调其在为现代工业提供电力后勤保障中的关键作用。随着专用车行业的发展,电源车的设计正朝着高效、环保和智能化方向发展,其中可分体设计成为提升灵活性和维护便利性的创新方案。基于有限元仿真技术,分析了可分体落地电源车车厢的结构力学性能,旨在为电源车的设计优化和材料选择提供科学依据。通过有限元仿真技术评估了其在不同工况下的力学表现,提出了优化建议,推动电源车技术的进步与应用。研究结果将为电源车的创新发展提供理论支持和实践指导。