关键词： 转向节臂   失效分析   结构优化   第四强度理论   有限元  

摘要： 首先分析作用到转向节臂上的最大载荷,计算此载荷对其各截面产生的弯曲应力和剪切应力,通过第四强度理论计算产品的安全系数,评估转向节臂的安全性,然后使用有限元分析法予以复验,用台架测试、整车搭载试验的手段验证可靠性。进而推广此工作法使用至悬臂梁零部件的结构设计、分析和优化中。

关键词： 股骨颈骨折   股骨头坏死   有限元分析   骨钉   同种异体移植物  

摘要： 目的观察并分析空心螺钉结合同种异体腓骨内固定治疗在股骨颈骨折中的应用价值。方法选择1名生理解剖正常的中国健康成年男性志愿者,通过X线和CT扫描检查显示髋关节发育正常,保存股骨中上段影像学数据。通过三维重建等技术,构建空心螺钉结合同种异体腓骨固定股骨颈骨折的三维模型,以及关节软骨、韧带、肌肉的三维模型并进行力学分析,对两种骨折内固定方式的生物力学稳定性进行评估。结果股骨头皮质的头顶部是出现最大应力的位置,两种内固定方式最大应力差异无统计学意义。两种固定方式的股骨头颈位移都是从股骨头颈上缘开始逐渐减小,直至股骨头颈的下缘。由于股骨头颈外上缘的张力最大,两种固定方式的最大位移都发生在该部位,但两者最大位移差异无统计学意义。空心螺钉结合同种异体腓骨内固定方式和多枚空心螺钉内固定方式对股骨颈骨折骨组织的最大应力都是出现在皮质骨部位。两种内固定的最大应力都是在骨折断端和内固定尾部。结论对于股骨颈骨折患者,通过空心螺钉结合同种异体腓骨内固定和多枚空心螺钉内固定的力学稳定性基本相同,都可以为骨折愈合提供较为稳定的力学环境,可以有效预防股骨头坏死、塌陷,是股骨颈骨折较理想的治疗方式。

关键词： 全钢载重子午线轮胎   外轮廓   耐久性能   有限元分析  

摘要： 基于Abaqus有限元分析软件,对12R22.5全钢载重子午线轮胎外轮廓参数正交试验方案进行分析,得到优选方案。对优选方案进行仿真分析,对比Mises应力、最大应变能密度梯度、接地面积、最大接地压力等指标,选择轮胎行驶面高度为4 mm、冠弧半径为600 mm、肩弧半径为170 mm为最优方案。

关键词： 木材   声发射   有限元分析   传播速度   黏弹性  

摘要： 为了研究木材黏弹性特征对声发射(AE)信号传播行为的影响,在COMSOL软件中通过设定木材的黏度系数建立木材试件的有限元仿真模型,并结合木材AE试验结果验证了仿真模型的有效性。首先,在杉木试件表面距离左端面100 mm处通过信号发生器产生Hanning窗调制正弦脉冲信号,并在试件表面距离左端面300 mm处以200 mm间距放置2个AE传感器采集AE信号,再采用滤波器将传感器采集到的AE信号进行去噪处理。其次,对杉木试件进行有限元模拟,得到弹性波在试件中传播的位移云图和在黏弹性材料中的传播规律。最后,通过到达时间差法(Time Difference of Arrival,TDOA)对模拟仿真与试验测量得到的横纵波速度以及时域波形图进行对比。结果表明,模拟仿真所得横纵波速度分别为1118 m/s和5245 m/s,试验所得横纵波速度分别为1290 m/s和5209 m/s。将仿真模拟波形信号图与试验实测波形图进行对比,其幅值衰减与信号时域波形图都较为吻合。因此,证实了黏弹特性对杉木试件的影响以及仿真模型的有效性。

关键词： 赛车车架   轻量化设计   碳纤维复合材料   有限元分析  

摘要： 为提高FSAE赛车在比赛时的速度并达到减少污染尾气排放和节约能源的目的,设计者一直试图使用新材料完成赛车车架结构的轻量化设计。为此,使用碳纤维树脂基复合材料HTA/6376C,依据复合材料层合板设计原则进行铺层设计,开展FSAE赛车车架的轻量化设计。首先建立了车架的有限元模型;然后根据赛车实际运用时的典型工况施加载荷,利用有限元分析软件求解并确定了危险点;最后基于最大应力准则对危险点进行了强度校核。研究结果表明:在满足强度要求的基础上,车架结构减重近11%,达到了较好的轻量化效果;研究结果为FSAE赛车车架轻量化设计的新材料选取提供了基础数据。

关键词： 未知磁滞   径向基函数神经网络   动态面   有限时间Funnel控制   伪逆补偿   多智能体系统  

摘要： 针对一类具有磁滞输入的多智能体系统协同控制问题,设计一种基于动态面的神经网络有限时间性能渐近控制补偿算法。首先,通过Funnel控制结合有限时间性能函数,确保一致性误差可以在有限时间内进入预定义范围。其次,使用径向基函数神经网络(RBFNN)和不等式变换消除系统内未知非线性函数和未知外部扰动带来的不利影响。此外,通过估计一些未知变量的上界,大幅减少设计过程中所需自适应律数;同时,提出一种具有双曲正切函数的非线性滤波器,避免传统反步控制中的“微分爆炸”问题,并消除滤波器误差。最后,基于所提非线性滤波器设计一种磁滞伪逆补偿信号,在不需要构建磁滞逆的情况下有效补偿未知磁滞。利用李雅普诺夫稳定性理论,验证了闭环系统内所有信号都有界,一致性误差渐近收敛至零。仿真实例也表明了所提算法的有效性。

关键词： 磷石膏-混凝土   组合墙板   开洞率   开洞位置   抗震性能   有限元  

摘要： 利用大型通用有限元软件ABAQUS建立了装配式磷石膏-混凝土组合墙板数值分析模型,在验证了有限元模型准确性的基础上,共设计三组10个试件,以混凝土框架柱纵向配筋率、组合墙板开洞率、开洞位置分布为不同参数研究其对组合墙板破坏形态及抗震性能的影响.结果表明:墙板内部呈现斜压带受力模式,在一定范围内纵向配筋率越大,结构承载力越高;随着开洞率的增大,墙板承载力会显著降低,但是延性会略有增大;结构采用竖向分布开洞形式优于横向分布开洞,开洞位置对称分布优于非对称分布.

关键词： 码头面板设计   双向板   单向板   有限元分析  

摘要： 根据《码头结构设计规范》的要求,面板按长宽比划分为单向板和双向板计算。由此得出的面板长跨弯矩总是小于短跨弯矩,而使用有限元计算时,不仅能计算出单向板的长跨弯矩,还能得到长跨弯矩值大于短跨弯矩的情况。本文基于某海港码头的面板设计,通过对比两种计算方法结果的差异,给出了更为合理的面板配筋建议。在面板长宽比小于2时,建议按规范进行设计计算,以面板短跨的弯矩为控制因素进行配筋;长宽比大于等于2时,建议使用有限元Midas进行设计验算,充分考虑面板长跨弯矩的影响进行更合理的配筋。

关键词： 火箭发射塔   黏滞阻尼器   地震响应分析   有限元分析  

摘要： 火箭发射塔是在航天发射场执行火箭相关准备工作及发射任务的塔式结构。为探究火箭发射塔在地震作用下的响应规律,通过有限元仿真对火箭发射塔进行了动力特性分析及地震作用下的时程分析。研究结果表明:火箭发射塔的前2阶振型均为平动,第3阶振型为扭转,前6阶频率为1~5 Hz。在地震加速度幅值超过0.135g时,结构部分楼层层间位移角超出限值;结构各层加速度响应较大,对非结构构件的影响不可忽视,应开展相关减震研究;采用黏滞阻尼器作为火箭发射塔的减震装置,可有效降低结构的地震响应,对加速度响应有较好的控制效果;相同附加阻尼比下,满布方案的减震效果与集中布置方案差异较小。

关键词： 干式空心电抗器   匝间短路   磁场   有限元分析   支持向量机   麻雀搜索算法  

摘要： 针对干式空心电抗器的匝间短路故障检测问题,提出了一种利用电抗器磁场幅值与支持向量机的匝间短路故障诊断方法,并仿真验证其有效性。首先建立了干式空心电抗器的场路耦合模型,研究分析了电抗器在不同故障条件下底部磁场幅值和角度分布的变化情况,并以磁场幅值与角度的变化信息为特征数据,提出了基于SSA-SVM的故障分类诊断模型,结合实际应用中的限制条件,磁场分布选取均匀的测量位点处的磁场数据所组成的向量进行表示,并引入欧式距离这一数学指标描述其变化。仿真结果表明,磁场信息能够有效适用于SVM模型进行匝间短路故障的分类诊断,且通过麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)对其惩罚因子和核参数进行寻优后,得到的SSA-SVM模型获得了更好的诊断准确率。