关键词： 高填方边坡   降雨入渗   有限元分析   后峰型降雨   均匀型降雨  

摘要： 文章应用Geo-Studio软件,结合饱和-非饱和渗流理论,研究了不同雨型条件下高填方边坡的渗流场变化规律,并基于极限平衡方法对边坡稳定性进行分析。研究结果表明,不同降雨模式对边坡的饱和区域和稳定性有显著影响。其中,后峰型降雨下的饱和区域面积最大,显著影响了边坡稳定性,主要由于强降水导致水分迅速进入坡体,使土体孔隙水压力升高,强度降低;均匀型降雨对边坡的影响相对较小。

关键词： 激光冲击   热障涂层   内聚力单元   裂纹   应力演变   有限元模拟  

摘要： 通过改变热生长氧化物(TGO)生长速率和形貌建立激光冲击(LSPed)热障涂层模型,与未激光冲击(Non-LSPed)涂层的界面应力进行对比仿真,从应力演化的角度分析激光改性对于热障涂层高温热循环的影响,并在TC/TGO界面引入内聚力单元,研究激光改性对热障涂层界面裂纹的影响。结果表明,相同TGO形貌下,在TGO表面,LSPed试样的应力值小于Non-LSPed试样,激光改性降低了此区域产生褶皱翘曲、层裂和剪切破坏的风险;在TGO/BC界面,氧化前期LSPed试样的应力值偏大,但在氧化后期Non-LSPed和LSPed试样应力值基本接近,表明LSP改性对于TGO/BC界面应力影响较小。不同TGO形貌下,整体上LSPed试样应力小于Non-LSPed试样,表明LSP改性可有效地降低涂层界面应力值。Non-LSPed试样在热循环35次时,TC/TGO界面在波峰位置区域出现裂纹,随着循环次数增大,裂纹向波谷处扩展,LSPed试样热循环50次后未出现裂纹。

关键词： 带缝钢板阻尼器   有限元分析   滞回行为   高宽比   宽厚比  

摘要： 带可更换耗能件的梁柱节点具有震后修复方便、经济等优势,针对一种构造简单、施工方便,耗能能力稳定和拉压力学性能一致的弯剪型可更换耗能件,建立了该类耗能件的精细化有限元模型,分析了其破坏模式、滞回曲线、骨架曲线以及应力分布状态,考虑可更换耗能件肢柱高宽比、宽厚比以及耗能区整体长细比等参数影响,系统探讨了其对耗能件骨架曲线、刚度以及等效黏滞阻尼系数等的影响规律。结果表明:当耗能件肢柱高宽比大于4.0时,肢柱易产生屈曲行为,建议肢柱高宽比阈值为1.3~4.0;随着耗能肢柱宽厚比的增加,试件的初始刚度和承载力均呈现降低趋势,建议肢柱宽厚比不宜大于2.5;当耗能区长细比较大时,其面外稳定性降低,耗能能力减弱,建议削弱区长细比不超过48;当肢柱高宽比小于1.0、大于2.5时,弯剪型耗能件屈服强度理论预测值与有限元计算值误差较大,后者分别比前者高约35%和32%,需对理论强度预测模型进一步研究,以提高其预测精度。研究成果可为该类弯剪型耗能件抗震设计提供参考。

关键词： 水泥混凝土路面   AASHTO规范   结构设计   有限元分析  

摘要： AASHTO水泥混凝土路面设计方法在国际工程中应用广泛。研究以玻利维亚尤圣道路项目为例,按照AASHTO规范方法进行水泥混凝土路面结构设计。基于PCA疲劳修正模型,利用ISLAB2005有限元软件分析水泥混凝土路面结构受力性能。结果表明:在行车荷载作用下,最大拉应力一般出现在面板顶部位置。当面板厚度为20cm时,结构满足抗裂要求。

关键词： 秸秆炭化   有限元分析   自动控制  

摘要： 设计一种可实时控制的秸秆炭化装置,利用ANSYS软件对装置关键部件进行设计和分析,同时采用单片机IAP15F2K60S2作为控制系统的中控模块,对炭化装置的温度及湿度实现自动控制,并进行温度控制仿真,对炭化箱内部结构炭化室进行改进,将秸秆粉碎、炭化等工艺统一放置在炭化室内部,在密封炭化室内高温蒸汽碳化,不污染空气,避免秸秆焚烧影响环境,同时炭化室内部的结构简单,在方便送料同时增加自动排料系统,避免秸秆在炭化室内堆积,提高了工作效率及质量,可有效提高装置使用时的可靠性及便捷性,降低了人工劳动强度,具有环保、方便等特点,为秸秆的充分利用推广具有重要意义。

关键词： 涡轮导叶   管网耦合计算   冷却结构设计   双层壁冷却   气膜冷却   修正方法  

摘要： 为方便涡轮导叶双层壁冷却结构的设计与研发,对用于双层壁冷却结构设计的管网耦合计算方法进行了研究。利用Python编制了求解双层壁冷却叶片内部流动的一维管网计算程序,结合ANSYS CFX计算软件,搭建了管网耦合设计计算平台;以MarkⅡ叶片为原型初步设计了气膜冷却方案,利用源项法模拟了气膜冷却的作用效果,提出了管网耦合计算的气膜冷却修正方法;将修正后的管网耦合计算方法应用于涡轮导叶双层壁冷却结构方案设计,结合三维气热耦合数值计算对管网耦合计算结果进行了验证与分析。结果表明:利用源项法可以模拟气膜冷却的作用效果,并节省约95%的计算时间;与三维气热耦合数值计算相比,气膜冷却修正后的管网耦合计算方法得到了相似的温度及换热系数分布;利用管网耦合计算方法设计的双层壁冷却结构方案具有较好的冷却性能,且耗时约为全三维气热耦合的1/12,在设计前期可利用该方法快速并准确地对方案的合理性进行评估。

关键词： 永磁同步电动机   水冷散热   有限元分析  

摘要： 永磁同步电动机是以电磁场为介质将电能转化为机械能的装置,不过在能量转换过程中会有部分能量转化成热能,使得电动机温度升高,会缩短绝缘使用寿命,严重时会使永磁体失磁,影响电机运行安全。现选用水冷散热方式,合理设计电机冷却系统不仅可以降低电机温度,还可以减少电机的尺寸重量。需要对永磁同步电动机进行温升分析,确定电机在额定状态下的各部分损耗,基于流体力学和传热学理论对电机冷却水道设计,用有限元分析方法选取最佳冷却结构。

关键词： 盘扣式钢管支撑   破坏模式   稳定承载力   失稳机理  

摘要： 为研究盘扣式钢管支撑的破坏模式和失稳机理,进行了3组试件的静力轴压试验、理论计算以及ABAQUS有限元仿真验证;另建立了135组有限元仿真模型,研究横杆步距、立杆中心距、立杆肢数、支撑高度等参数对盘扣式钢管支撑稳定承载力的影响.结果表明:盘扣式钢管支撑破坏形态均呈现横杆步距间大波浪弯扭失稳破坏;仿真值与试验值、理论值吻合良好,基本不超过20%,表明能采用仿真方法对钢管支撑稳定承载力进行预测;当横杆步距由1.5降为0.5 m时,钢管支撑稳定承载力平均增加了241.73%,这是由于相对密集横杆对立杆产生套箍作用使其承载力大大提高;当立杆中心距由250降至150 mm时,钢管支撑稳定承载力提高了161.46%;当立杆高度位于3.0~4.2 m时的稳定承载力相差最大不超过33.53%;三肢、四肢和六肢钢管支撑屈曲荷载仿真平均值分别为311.28、446.60和671.47 kN,四肢相较三肢钢管支撑稳定承载力提高了143.47%,六肢相较三肢钢管支撑稳定承载力提升了215.71%,六肢相较四肢钢管支撑稳定承载力增加了150.35%.综上所述:横杆步距、立杆中心距和支撑高度的建议取值(范围)分别为500、150和3000~3600 mm,可为实际工程中盘扣式钢管支撑的设计和应用提供参考.

关键词： 液压支架   有限元分析   顶梁偏载   应力   变形量  

摘要： 液压支架借助高压乳化液压力产生初撑力,实现对井下工作面的有效支护。在此过程中,需要确保支架具有合适的强度,能适应复杂工况。结合矿采环境特点,以A矿所用的ZY 6800/15/32型液压支架为例,在对支架结构及运行原理进行概述后,基于CATIA软件进行了支架模型的构建,为支架强度仿真奠定基础。在明确仿真的各参数设计和流程优化后,开展了顶梁偏载、扭转工况下支架及承载结构件应力、变形量的分析。经过实践验证,理论性仿真分析具有较高的可靠性,支架支护效果良好。

关键词： 双金属复合管   海水海砂混凝土   局部受压   有限元分析   承载力  

摘要： 为解决海水海砂中氯离子腐蚀问题,选用合理的材料本构关系和有限元建模技术,建立在局压荷载作用下双金属复合管海水海砂混凝土(SSCFBT)短柱的精细化有限元分析模型。首先,利用已有的试验数据验证了模型的可靠性。然后,基于验证后的有限元模型,分析SSCFBT局压短柱在受力过程中的内力分配规律和应力云图。最后,利用有限元模型开展参数分析,研究局压面积比、端板厚度、混凝土强度等参数对SSCFBT局压短柱承载力的影响规律。结果表明:局压面积比和端板厚度是影响SSCFBT局压短柱承载力和变形能力的关键因素。基于参数分析结果,提出适用于SSCFBT短柱的局压承载力简化计算公式。