关键词： 破心下料   木结构   湿度场   干缩裂缝   有限元分析  

摘要： 木材是建筑业常用的绿色建材,应用十分广泛。但自身性能导致干缩开裂是木结构中无法避免的缺陷,而通过物理手段将木构件做成破心下料木构件,能够减小木构件收缩应力,大大降低木构件干缩开裂。为此本文针对破心下料木构件进行湿度场空间分布研究,通过ABAQUS进行有限元分析,运用控制变量确定破心下料木构件湿度场空间分布的影响因素,并得出木构件内部不同位置湿度场分布是不同的;环境相对湿度的长周期变化相较短周期变化对湿度场影响更明显;环境相对湿度变化对木构件内部湿度场影响明显;与髓心居中木构件相比,破心下料木构件最大湿度应力处于构件边缘,能够有效防止木构件干缩开裂的结论。

关键词： 听骨赝复物   优化   有限元分析  

摘要： 耳科医学领域中,听骨赝复物的研究一直备受关注。这些精细的生物材料在听骨链病变及损伤导致的听力障碍治疗中扮演着重要角色。随着科学技术的不断进步,人们对听骨赝复物的理解也在不断深化,赝复物材料也有了更多选择。尽管追求理想材料的目标尚未实现,但由于听骨链特殊的解剖结构及连接方式,对听骨赝复物形状结构的优化也表现出了极大的意义。本综述旨在全面总结和分析听骨赝复物的最新研究进展,并探讨不同的优化设计方法对术后并发症和声音传导的影响,更好地理解赝复物在听力恢复中的作用,为未来听骨赝复物的研究提供更多思路。

关键词： 翻袋式离心机   转鼓   强度计算   应力   有限元  

摘要： 转鼓是翻袋式离心机的关键部件,其设计正朝着高转速、高分离因数的方向发展,因此转鼓强度分析的精确性至关重要。文章依据GB/T 28695—2012中的准则,以FWZ560型翻袋式离心机为例,介绍了转鼓壁强度、转鼓旋转时鼓壁内的环向应力的计算方法,并对材料的许用应力取值和转鼓壁强度进行了校核,得到了转鼓壁强度检验合格的结论,证明该方法能够满足计算精度要求。文中所述计算方法可为该类离心机的开发设计提供借鉴。

关键词： 航空液压管接头   有限元   拧紧力矩   密封面宽度   接触应力  

摘要： 以ANSYS Workbench为平台,构建管径为10 mm的扩口式航空液压管接头三维有限元模型,在不同拧紧力矩状态下,对其密封性能的影响机制进行系统性研究。通过计算仿真揭示了拧紧力矩与密封面宽度、平均接触应力分布及最大接触应力的关联规律,通过耐压试验和着色试验验证仿真结果的有效性。结果表明,37~40 N·m为最优装配力矩,能够满足液压系统工作压力和密封性能要求。该方法可为航空液压系统管路高精度装配提供理论指导与技术支撑。

关键词： 水工混凝土   温度应力   约束系数   有限元   弹性模量比   宽高比  

摘要： 应力约束系数是水工混凝土结构温控设计与计算分析中非常重要的参数,其合理取值直接关系基础容许温差选取,进而影响到容许最高温度确定和浇筑温度拟定。关于应力约束系数取值,现有规范仅对坝工等大体积水工结构有所规定,而对软基上的水工混凝土结构没有提及;另外,《混凝土坝温度控制设计规范》仅给出H=L取值,对于H≠L或基岩弹性模量和混凝土弹性模量相差较大时,该规范没有明确规定;上述问题本质上是不同弹性模量比和不同宽高比下浇筑块约束系数R的取值问题。为此,本文基于有限元法开展不同弹性模量比和不同宽高比下均匀冷却时浇筑块温度应力及约束系数研究。研究成果表明:约束系数R随弹性模量比E_c/E_R呈负相关变化而随宽高比L/H呈正相关变化,该变化趋势可采用改进后的复合指数函数式进行拟合;该拟合公式能够同时考虑弹性模量比值E_c/E_R和宽高比L/H的综合影响,可为不同弹性模量比和不同宽高比浇筑块的约束系数取值提供依据;进行水工混凝土结构温控设计时,混凝土坝的约束系数可按照规范规定进行取值,岩基上其他大体积混凝土结构的约束系数可由该拟合公式计算得到,软基上水工混凝土结构的约束系数建议取0.1。

关键词： 灵敏度分析   有限元   HyperStudy   地铁车体   多目标优化  

摘要： 地铁车体的强度和刚度对地铁车辆的安全和舒适性至关重要,其质量占整车较大的比重,需在不影响车体性能的情况下对其进行轻量化设计。文章先对车体承受的主要载荷进行有限元仿真,获取车体初始计算结果,得到车体的质量、强度以及刚度数据,确定优化的目标。再根据有限元计算结果,使用灵敏度分析筛选出铝型材厚度这一优化变量对不同有限元计算结果的贡献,选定优化对象。最后以车体静强度、复轨架车和一阶垂向弯曲等多种有限元结果以及车体轻量化作为优化目标,针对灵敏度分析得到的优化对象,通过HyperStudy软件对其进行优化计算。在上述优化目标都满足要求的情况下,最终使车体质量减少了512 kg,即占比为3.66%,得到了理想的车体型材数据,对车体结构的多目标优化提供了可借鉴的方向。

关键词： 钢桁架结构   粘接焊接   有限元分析   临时支撑   施工模拟   施工监测  

摘要： 为确保钢桁架结构在安装过程中的稳定性,同时实现结构从施工状态到设计状态的平稳过渡,在拆除支撑架后,由于钢桁架结构会发生较大的内力重分布现象,因此,结合柳州市鹿寨体育馆工程项目实际情况,以保证临时支撑的稳定性及钢桁架结构的正常使用。本研究采用有限元软件Midas Gen对临时支撑卸载过程进行施工模拟,分析卸载过程中的应力及位移情况,并据此编制大型钢桁架结构临时支撑卸载施工方案,以指导现场施工。与此同时,在结构应力及位移较大的部位,运用先进的测量技术进行监测,并将监测数据与有限元模拟数据展开对比分析。结果显示:在卸载过程中,钢桁架结构应力及位移的监测值均小于模拟值,符合设计及规范要求,临时支撑十分稳定,钢桁架结构达到了预期设计效果。本研究成果能够为大跨度悬挑钢桁架结构临时支撑卸载方案的制定提供借鉴与参考。

关键词： 超声骨刀换能器   优化设计   有限元   NSGA-Ⅱ算法   灵敏度分析  

摘要： 为了实现超声骨刀换能器在工作频率附近的多模态分离和寄生模态抑制,提高超声能量传输效率,综合模块化设计、机电等效四端网络、模态频率灵敏度分析、非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)等方法,建立了一种超声骨刀换能器设计与模态优化的新方法,并对其可行性和有效性进行试验验证。试验结果表明:所建立的超声骨刀换能器稳态振幅、模态频差多目标优化模型有效,利用NSGA-Ⅱ算法可获得结构参数的全局最优解;试制的超声骨刀样机工作频率为27.56 kHz,稳态输出振幅达到110μm,振幅放大系数较优化前提升50.43%,同时在工作频率附近±2 kHz范围内不存在寄生模态,有效抑制了模态密集现象,展现出良好的优化效果。

关键词： 有限元分析   代数方程组   降阶算法   大规模数值计算   计算效率  

摘要： 大型电气设备在进行有限元分析时,会遇到大规模数值计算问题。代数方程组阶数巨大导致计算时间长,计算效率低,有时甚至无法求解。该文研究有限元代数方程组的降阶求解,推导了分块迭代算法、正交降阶分解算法(OORDA),将禁忌搜索算法引入高斯消元法形成改进的高斯消元法(IGEM),提出了分块迭代算法分别与OORDA和IGEM相结合的方程组混合降阶算法,并通过编程实现。将OORDA、IGEM和两种混合降阶算法分别应用于长直载流导体的磁场有限元计算中,计算结果与解析解的对比验证了算法的正确性。将四种算法应用到单相变压器的磁场有限元计算中,两种混合降阶算法能够快速大幅降低方程组阶数,提高计算效率。该文提出的降阶算法可应用于电工装备物理场的大规模数值计算中,能显著提高复杂模型的有限元计算效率。

关键词： 印刷电路板式换热器   应力   有限元   分析设计  

摘要： 印刷电路板式换热器(PCHE)是一种新型紧凑式高效换热设备,具有换热效率高、承压能力强和体积小等特点,在石油化工和液化天然气等领域具有广阔的应用前景。采用ANSYS有限元软件对PCHE芯体板片的受力状态进行分析。基于分析设计标准,以一次局部薄膜应力SⅡ和一次应力加二次应力SⅣ为评价指标,研究板厚、肋宽和板片间通道偏移量等结构参数对芯体应力分布和应力水平的影响规律。结果表明:肋宽和板厚对结构应力起决定性作用;通道偏移虽会降低当量应力水平,但会使SⅣ增大。