关键词： 侧前方腰椎椎间融合术   振动载荷   有限元   腰椎退变  

摘要： 为了研究在乘车振动环境中腰椎退变以及侧前方腰椎椎间融合术对其临近节段振动特性的影响，本研究建立了L3-S1正常腰椎有限元模型，并在此基础上分别建立了轻度、中度和重度L4-L5退行性病变及侧前方腰椎椎间融合术四种模型，并对它们在振动载荷下的力学响应进行了研究。结果表明：相较于退变模型和正常模型，椎间融合会造成临近节段的椎间盘压力和纤维环应力的显著增加。因此本研究不建议已经做了侧前方腰椎椎间融合术的患者从事司机等处于振动环境中的工作。

关键词： 混合动力轻卡   NGW型行星减速装置   SQP算法   优化设计   有限元分析  

摘要： 本文以解放混合动轻卡“虎VN牌”为参考，针对行星减速装置的结构进行可靠性优化设计与分析。根据传动比、承载能力、成本等因素，进行了结构优化。以行星减速装置的体积、传动效率和齿轮重合度作为目标函数，将可靠度为约束条件，构建了非线性规划优化模型，SQP（Sequential Quadratic Programming）算法得出最优的设计方案和各零部件参数的最优解。利用Solidworks软件构建行星减速装置的模型，并进行有限元分析进一步分析。结果表明：通过优化设计，相较初始化设计，利用SQP算法成功的使减速装置体积减少22.68%，并且重合度均大于1，而且体积明显减小，实现了轻量化设计目标，并降低了制造成本。

关键词： 可恢复功能结构   钢框架   柱脚   抗震性能   有限元分析  

摘要： 为发挥框架柱的塑性承载性能，提出分阶段受力的可恢复功能柱脚节点。通过设置前期不参与受力、后期可提供一定抗力的限位件，使节点在容许的变形范围内功能可恢复，大变形情况下充分发挥结构的承载潜能。由理论分析，给出新型柱脚节点的理论荷载位移关系。而后基于试验验证的有限元分析方法，对其进行静力推覆和滞回分析。结果表明：分阶段受力设计理念切实可行，据此提出的柱脚节点可以实现分阶段受力，兼顾了功能恢复与承载需求。理论分析准确可靠，可用于预测柱脚节点的荷载位移曲线。采用分阶段受力的设计理念，优化了传统可恢复功能柱脚节点的耗能模式。

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，其合理取值直接关乎基础容许温差选取，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，而对土基或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Ec/ER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Ec/ER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，土基上水工混凝土结构的约束系数建议取0.1。

关键词： 植筋系统   有限元分析   黏结单元   内聚力单元   黏结机理  

摘要： 不同材料之间良好的黏结性能是保证其共同受力的基础，也是影响构件力学性能、变形性能的重要因素。有限元分析方法作为试验研究的一种有效补充，诸多学者常采用不同的单元来模拟材料间的界面黏结行为。在总结归纳5种常用黏结单元优缺点及适用条件的基础上，针对混凝土植筋系统的特殊性，提出采用内聚力单元模拟复杂黏结界面的方案，并对不同建模方案下的模拟结果进行对比分析，结果表明：除0厚度内聚力接触外，0厚度单元方案、有厚度单元方案和双界面方案结果均与试验曲线吻合较好，其中双界面模型方案更能准确地模拟植筋系统不同界面的黏结破坏模式。进一步采用双界面模型深入分析胶-筋破坏中双界面的黏结切应力发展和变形规律，重现破坏全过程，深入分析了胶-筋破坏机理并解释了荷载-滑移曲线中的刚度软化现象，充分验证了双界面模型方案用于植筋系统有限元分析的优势和适用性。

关键词： 动平衡机主轴   有限元分析   参数相关性分析   响应面法   多目标参数优化  

摘要： 为提高轮胎动平衡机的检测精度，以某轮胎动平衡机主轴系为对象，采用响应面法和多目标遗传算法进行优化。首先，对主轴系模型进行静力学分析和模态分析，以主轴的各尺寸参数为变量参数，以优化主轴系的变形量、质量和固有频率为目标。其次，通过参数相关性分析确定与优化目标相关性最大的设计变量。最后，建立响应面模型并进行多目标参数优化。优化结果表明，最大变形量降低了4.2%，一阶固有频率提高了16.2%，主轴质量降低了23.0%，主轴系质量降低了8.2%，优化效果显著，提高了主轴系的静态和动态性能，通过实验验证，主轴优化提高了轮胎动平衡机的检测精度。

关键词： 胎架   有限元分析   多目标遗传算法   轻量化  

摘要： 为推进工业绿色发展，引导企业绿色产品设计，以某船舶胎架为研究对象，对其进行轻量化设计。运用UG对胎架进行参数化建模，基于Ansys仿真平台，对胎架进行静力学分析，采用中心复合试验设计方法，以胎架的质量、总变形量、最大等效应力和和安全系数为性能指标，胎架上的两种板厚尺寸为设计变量，构建了胎架二阶响应面模型，采用遗传算法对胎架进行多目标求解优化，实现胎架的轻量化设计，并对该方法进行鲁棒性验证。胎架的轻量化设计作为一种绿色产品设计，可以为造船企业在辅助工装设计时提供参考方法和依据。

关键词： 耗能支撑   RC框架   抗震性能   低周往复试验   有限元分析  

摘要： 为提高RC框架的抗侧能力并改善传统中心支撑受压屈曲的问题，将板件弯剪屈服耗能支撑布置于已有RC框架中。为研究该类支撑RC框架结构的抗震性能，设计制作了一榀单跨1/3缩尺的板件弯剪屈服耗能支撑RC框架并进行了低周往复加载试验，采用ABAQUS有限元软件分析了支撑类型、耗能元件连接方式、剪切板的高宽比与高厚比不同参数对其抗震性能的影响。结果表明：低周往复荷载作用下，结构主要通过剪切板、弯曲板发生塑性变形耗散能量，试件的破坏模式为耗能元件的连接焊缝处断裂、梁柱节点区混凝土剥落、左侧柱脚处混凝土压溃；整个试验过程中支撑杆件未发生屈曲，试件刚度、强度退化规律满足预期，整个结构表现出良好的耗能能力与延性。有限元分析表明试件的抗震性能优于传统中心支撑框架；当剪切板、弯曲板采用焊接连接时结构的抗侧刚度与耗能能力均得到明显的提升；剪切板的高宽比变化对结构耗能能力影响不明显，而减小剪切板的高厚比可显著提高结构的承载能力与耗能能力。

关键词： 键合金丝   交流   熔断电流   有限元  

摘要： 键合丝在通高频电流时，受趋肤效应的影响，其交流电阻值普遍大于直流电阻值，从而导致键合丝交流熔断电流值与直流熔断电流值不同。本文首先在考虑趋肤效应的基础上介绍键合丝交流电热耦合相关理论。其次用COMSOL Multiphysics有限元软件建立键合金丝交流电热耦合仿真模型。最后用该仿真模型对键合金丝的交流熔断电流进行仿真。结果表明，在其他条件相同的条件下，键合金丝的交流电阻值大于直流电阻值，并且交流电阻值随着频率的升高而增大；键合金丝的交流熔断电流比直流熔断电流小，并且交流熔断电流值随着频率的升高而减小。该仿真模型及结果可为键合金丝交流熔断电流的分析提供参考。

关键词： 丁腈橡胶   Q235碳素结构钢   复合阻尼材料   固有频率   模态响应   有限元  

摘要： 基于有限元数值模拟软件建立丁腈橡胶-Q235碳素结构钢复合阻尼材料几何模型,利用Mooney-Rivlin本构模型进行中低阶模态分析,分析非完全嵌入(有相对滑移)和完全嵌入(无相对滑移)下不同厚度橡胶层的固有频率和形变状态。结果表明:橡胶层在完全嵌入状态下的固有频率较非完全嵌入状态下增大;非完全嵌入状态下橡胶层的模态振型以弯曲为主,完全嵌入状态下的模态振型以径向偏移和倾斜为主;复合阻尼材料的橡胶层低阶模态响应下的形变量随着橡胶层厚度的增大而减小。