关键词： 道路工程   凝冰预测   有限元   相变传热  

摘要： 在潮湿寒冷的环境下，道路结构将面临凝冰的风险，可能会对交通安全带来危害。基于ABAQUS有限元分析软件，提出了一种预测凝冰模型的建立方法，并对冰水层的相变过程进行模拟。通过试验，对有限元分析的结果进行对比，发现两者之间的误差仅为7.1%。除此之外，还对包括风速、气温、积水量及太阳辐射在内的外界气象因素对路面凝冰的影响展开研究，旨在深刻认识各因素作用下道路结构凝冰情况的变化趋势及规律。研究发现，环境温度的降低及风速的提高，都会使得道路结构更早发生凝冰，同时凝冰速度加快。当积水量不同时，凝冰开始的时间差别不大，但凝冰速度会随着积水量的增加而发生小幅度的提升。最后，对太阳辐射的作用展开分析，发现随着太阳辐射强度的加大，路表开始出现凝冰的时间逐步推迟，凝冰速度减缓。构建的有限元模型可为相关管理部门开展防冰措施提供参考和帮助。

关键词： UHPC中空柱   有限元分析   轴压性能   极限承载力   简化计算模型  

摘要： 为研究超高性能混凝土（ultra-high performance concrete,UHPC）中空柱在轴压下的极限承载力及其影响因素，设计了不同的壁厚、混凝土强度、纵筋配置以及箍筋间距的90个UHPC中空柱模型，开展轴心受压承载力研究。基于有限元模拟软件（ABAQUS）的数值仿真分析，采用控制变量法研究各因素对UHPC中空柱受压承载力的影响。研究结果表明：减小宽厚比、增加混凝土强度，可以显著提高UHPC中空柱的受压承载力；增加纵筋配筋率和配箍率，可以略微提高UHPC中空柱的受压承载力。其中，纵筋配筋率对承载力的影响略高于配箍率。此外，将9个UHPC中空柱的角部纵筋替换为玄武岩纤维增强复合材料（basalt fiber reinforced polymer,BFRP）筋后，前期刚度和受压承载力略有下降。基于受压承载力有限元分析结果，提出了UHPC中空柱的受压承载力简化计算公式，81个有限元模型的模拟值和公式计算值之比大多控制在2%误差内，有限元验证用的6个试验值与公式计算值控制在10%误差内。说明该公式具有较高精度，可为该结构构件的设计提供参考。

关键词： 电子雷管   薄壁管   缩径成型   工艺参数   应力分布   有限元   正交优化  

摘要： 针对薄壁管类零件在冷挤压缩径成型过程中出现的缺陷问题，利用ANSYS软件建立缩径工艺的有限元模型，选取外径6.3 mm、壁厚为0.20 mm的小尺寸薄壁管进行数值模拟分析。通过分析管壳体外壁的应力及应力分布规律，探讨了管壳体厚度、推环进给速度和模具压力角对管壳体表面成型的影响。基于正交实验方法评估了不同工艺参数对成型质量影响的显著性及参数优化。结果表明：对电子雷管缩径工艺成型质量的影响从高到低依次为：等效应力方面，压力角、管壳体厚度、进给速度；等效应变方面，进给速度、管壳体厚度、压力角。当模具压力角为12.5°、推环进给速度为6 mm·s-1、管壳体厚度为0.20 mm时，管壳体缩径质量最佳。与现有方案相比，本研究改善了材料流动的均匀性，并显著降低了等效应变和等效应力，分别降低0.46和79.88 MPa。

关键词： 绿色港口   能源-物流耦合   优化调度   耦合模型求解   港口综合能源系统  

摘要： 港口将成为交通物流与能源紧密耦合的枢纽，能源综合化和物流电气化是绿色港口的关键特征，由此带来了港口能源系统和物流系统的深度耦合。为厘清港口能源-物流耦合系统建模思路，分析调度方法对于港口节能减排的提升潜力，并总结其关键技术，首先分析了港口设备的用能特性，针对船-岸-港等多类型设备调度场景，综述了研究现状并给出了能源-物流优化调度关键环节的建模方法。针对能源-物流系统时空耦合模型规模大、变量维度高的特点，给出了求解算法的研究进展及优缺点。最后，在能源-物流系统整体不确定性刻画、全过程协同调度、港口灵活性资源参与需求响应、新能源船舶对港口调度的影响以及港口绿色通信方面，对未来研究方向进行了展望。

关键词： 耦合故障诊断   旋转机械   共振稀疏分解   自适应滤波最小均方算法   灰狼优化算法   信噪比   均方误差  

摘要： 针对旋转机械耦合故障中较弱故障易被较强故障淹没及噪声干扰严重的问题，提出了基于灰狼优化算法(GWO)的，自适应滤波最小均方(LMS)算法结合共振稀疏分解(RSSD)的，耦合故障特征分离及强化方法。首先，采用自适应滤波LMS算法对耦合故障信号进行了滤波处理，使故障特征得到了初步强化；然后，根据耦合故障的不同共振属性，利用RSSD算法将故障耦合分解为高共振分量和低共振分量，完成了耦合故障分离；特别地，针对LMS算法中参数依赖人工经验、自适应差等问题，研究了基于灰狼优化算法(GWO)的参数自适应优化方法，设计了以信噪比和均方误差构成的优化目标；最后，对稀疏分解得到的信号进行了包络解调，完成了耦合故障分离及特征强化，同时，利用模拟信号和实验信号对该方法进行了验证分析。研究结果表明：GWO-LMS-RSSD算法能用于有效降低噪声干扰，分离旋转机械耦合故障及强化故障特征，为强噪声干扰下耦合故障的特征分离及强化提供了新的思路。

关键词： 高温合金GH4169   选区激光熔化成形   仿真模拟   温度场   应力场  

摘要： 基于选区激光熔化成形高温合金GH4169材料薄壁件的有限元仿真，通过对选区激光熔化成形过程中的温度场与应力场进行分析，研究了激光扫描速度、铺粉厚度对薄壁件成形效果的影响。将选区激光熔化成形薄壁件过程中的温度场与应力场结合，建立了瞬态热-静态结构耦合场，对成形薄壁件过程进行分析。结果表明，通过增大扫描速度减小能量密度，薄壁件尺寸偏差随着应力降低而变小；通过增大铺粉厚度导致温度梯度增大，薄壁的尺寸偏差随着冷却后的残余应力增大而增大，当扫描速度为1 200mm/s、铺粉厚度为0.03mm时打印效果最好。并通过实验验证了实际变形数据与有限元模拟方法趋势一致，有限元方法可以对实验过程进行较好模拟。

关键词： 组合隔震支座   大变形摩擦阻尼器   有限元分析   隔震优化设计  

摘要： 核岛厂房隔震结构如采用传统的隔震支座方案，在超设计基准下可能出现支座抗拉、耗能能力不足的情况。提出一种基于摩擦阻尼器与隔震橡胶支座的组合支座优化设计方案，并利用SAP2000有限元分析软件构建一种全新组合单元模拟此组合隔震支座。在已有的支座压剪试验识别此种单元的力学参数后，将此组合隔震支座通过有限元方法用于优化某核岛厂房的隔震设计方案，以解决可能的拉应力和耗能问题。结果表明：提出的全新组合单元能与组合隔震支座在力学性能上基本吻合，对于判断使用组合隔震支座的优化设计方案能否有效降低支座拉应力并提高抗倾覆能力提供了明确的依据。在机理上，与传统隔震支座方案相比，此类组合隔震支座方案既可延长隔震结构自振周期，又不增大罕遇地震下的隔震层侧移，还可提高隔震层在大变形条件下的耗能能力和抗剪承载力，可取得多方面的优化效果。

关键词： 钢结构   半刚性连接   非线性   有限元分析   形状系数  

摘要： 为探讨钢结构梁柱半刚性节点三参数幂函数弯矩-转角曲线形状系数的精准性，采用有限元软件ANSYS对其进行仿真分析。针对外伸端板半刚性连接典型节点，分别建立了有限元实体模型和组件法-三参数幂函数模型，与试验结果进行验证，并通过有限元实体模型和组件法-三参数幂函数模型，基于韦伯分布，拟合了外伸端板半刚性连接形状系数的实用计算公式。结果表明：基于韦伯分布建立的外伸端板半刚性连接节点的形状系数计算公式，与已有计算公式比较，具有更高的精度；通过赋予COMBIN39单元由组件法-三参数幂函数获得的弯矩-转角曲线建立有限元简化模型来进行设计，不仅能较为精准地模拟节点的性能，而且相对于有限元实体模型更为简便，便于在实际工程中应用，为设计钢结构梁柱非线性半刚性节点提供可靠的参考和依据。

关键词： 桥梁工程   网状系杆拱桥   非对称结构   应力   挠度   频率   矢跨比   有限元分析  

摘要： 为研究非对称式网状系杆拱桥结构的受力特征，以主跨160m网状系杆拱桥为研究对象，建立桥梁三维有限元分析模型。针对拱桥矢跨比和非对称分段位置2个结构参数，考虑恒载和可变作用，研究了桥梁挠度及拱肋、系梁、桥面系纵横梁和吊杆4类主要受力构件应力等静力性能和自振频率的变化特征。结果表明：随着矢跨比由1/7.6增大至1/5.2，结构挠度显著减小，从40.66mm减小至30.68mm，减小幅度达24.55%；4类主要受力构件的结构应力变化均较明显，当矢跨比从1/7.6增大至1/5.2，纵横梁应力变化幅度最大，减小25.29%，而拱肋应力先减小后增大，最小应力出现在1/5.8时。选择稍大的矢跨比对降低结构应力水平有利，但过大矢跨比会引起拱肋应力一定程度增大。当分段跨度比在0.350～0.425时，系梁和桥面系纵横梁应力变化有限，当增大至0.450时，系梁、桥面系纵横梁应力增幅分别达到37.46%，21.59%。当分段跨度比由0.450减小至0.350时，吊杆拉应力显著增大，增幅达73.72%。分段跨度比对拱肋的应力变化影响较小。矢跨比和分段跨度比均对结构竖向基频影响较明显，矢跨比减小或分段位置远离跨中点，桥梁竖向基频均呈减小趋势。

关键词： 腰椎   有限元   生物力学   CiteSpace   可视化分析   研究热点  

摘要： 目的：运用CiteSpace软件对近20年有限元分析法在腰椎中的相关文献进行可视化分析，阐述此领域的发展历程与当前的研究热点。方法：在中国知网（CNKI）、维普（VIP）及万方（Wanfang）数据库中检索2002年至2023年关于有限元技术在腰椎中应用的期刊文献，运用CiteSpace 6.2.R4软件分别从发文量、作者、机构及关键词四个维度进行可视化分析并讨论。结果：共纳入681篇文献，发文量分析显示，年度发文量呈现波动上升趋势，2021年达发文量峰值58篇。作者合作分析显示，本领域作者以张美超、张晓刚、靳安民等为核心作者团队。研究机构合作分析显示，发文机构以中医药院校及其附属医院为主，各机构间合作情况尚待加强。关键词共现图谱显示，共有336个关键词节点，以“生物力学”居首位；“腰椎”“有限元”“应力”为当前有限元分析法在腰椎领域的研究热点；聚类分为12类，突出了当前研究热点，包括腰椎有限元模型的构建、腰椎疾病的生物力学分析等方面。结论：通过知识图谱直观展示了近 20 年有限元技术在腰椎中领域的研究进展和热点，亟待加强作者及机构间的紧密合作，深入挖掘有限元分析法在腰椎中应用的临床效果。