关键词： 静载试验   有限元分析   BIM技术   可视化  

摘要： 为保障桥梁结构安全,增强荷载试验布载现场与检测结果的可视化,以某先张法预应力简支空心板梁桥为例,结合有限元分析与BIM技术,提出并采用Revit+Civil模式构建桥梁荷载试验的三维可视化参数模型体系。在静载工况下,对各测试截面的应力、挠度理论数据进行提取,绑定参数,实现了桥梁荷载试验测点位置、测试过程及测试结果的三维可视化和准确表达。

关键词： 索-梁-膜结构   张拉式天线   非线性动力学   有限元分析   结构参数优化  

摘要： 索-梁-膜组合的张拉式复合结构,具有收纳比高、质量轻、刚柔耦合等特点,是空间可展天线发展方向之一。为研究索-梁-膜天线复杂柔性结构的非线性动力学特性,考虑预应力因素的影响,对一种新型的索-梁-膜张拉式天线进行非线性动力学特性分析和结构参数优化。基于非线性动力学理论,采用温度-结构预应力导入方法,建立了预应力作用下的天线展开机构非线性动力学模型。在此基础上,分析不同的预应力、材料参数和结构几何参数对天线展开机构动力学特性的影响规律。结果表明,天线固有频率随着预应力、拉索直径、梁截面面积的增大而增大,随着薄膜厚度的增大而减小,并给出了材料参数的优选值。根据敏感度分析结果,基于多目标遗传算法(MOGA),进行了天线结构参数优化分析。该结果为该构型天线样机研制提供理论和工程应用基础。

关键词： 水库   溢洪道泄洪闸   结构设计   有限元  

摘要： 本文针对某水库溢洪道泄洪闸改建工程,运用大型有限元软件分析软件安斯(Ansys)建立三维实体模型,开展结构静力分析、动力响应分析和流固耦合分析。研究表明,改建后的泄洪闸在各种载荷组合下结构性能良好,闸墩最大主拉应力1.85 MPa,主压应力12.3 MPa,均未超过材料允许值,动力分析显示结构前5阶振型频率分布合理,流固耦合分析证实了消能设计的有效性。基于分析结果,提出了结构优化方案和全寿命周期维护策略,为类似工程的设计与改造提供了技术参考。

关键词： 一维有限元   单元能量投影(EEP)   EEP单元   自适应有限元法  

摘要： 对m(>1)次单元,基于单元能量投影(element energy projection,简称EEP)法提出的简约格式位移解u∗具有比常规有限元解uh至少高一阶的精度,据此提出了EEP单元概念,并给出以EEP单元作为最终解的自适应有限元求解策略.通过编制相应的计算程序分析了一维非自伴随问题,计算结果与理论预期吻合较好,验证了自适应求解策略的有效性和可靠性.研究结果表明:该法可以给出按最大模度量、逐点满足误差限的解答,相较于常规单元,最终的求解单元数更少.

关键词： 高速铁路   CRTSⅢ型板式无砟轨道   有限元分析   混凝土塑性损伤模型   路基不均匀沉降  

摘要： 为研究路基不均匀沉降对无砟轨道变形损伤的影响,建立包含结构配筋和混凝土塑性损伤本构的CRTSⅢ型板式无砟轨道精细化非线性有限元模型,仿真分析了路基不均匀沉降作用位置、波长和幅值对轨道结构变形损伤的影响。结果表明:路基不均匀沉降作用位置对于结构损伤变形影响差异较大;路基不均匀沉降发生在底座板伸缩缝部位,底座板最早出现宏观裂纹,且相同条件下该位置钢轨变形最大;沉降发生在底座板板端附近,复合板与底座板之间离缝较大,底座板从开始损伤到产生宏观裂纹演化进程较长;损伤出现在底座板凹槽处,演化进程所需沉降幅值超过6 mm;底座板与基床表层之间离缝随路基不均匀沉降波长的增大而减小,随沉降幅值的增大而增大;随路基不均匀沉降波长增大,复合板与底座板之间离缝呈先增后减的趋势,对于10 m波长最为敏感;路基不均匀沉降幅值增大,结构层间离缝、损伤情况均劣化,在幅值初始增长时钢轨峰值变形增幅较大,沉降幅值达10 mm后钢轨峰值变形在0.5 mm范围内波动。

关键词： 单层织物   热湿模型   耦合方程   神经网络   PINNs  

摘要： 针对织物热湿耦合模型难以解耦和反问题求解时间长的问题,提出了一种求解单层稳态织物热湿耦合传递模型正反问题的物理信息神经网络(Physics-Informed Neural Networks,PINNs)方法。首先,给出了求解单层织物热湿传递方程正问题的PINNs方法,并采用数值实验验证了方法的有效性。其次,提出了基于热湿舒适性的厚度参数决定反问题,并使用PINNs方法进行求解。数值实验结果显示,PINNs方法在求解参数决定反问题时,仅需5 min即可预测出概率函数,相比于微分方程数值求解和粒子群结合方法,求解效率提高了25倍,展现出显著的优越性和应用潜力。

关键词： 转向管柱护罩   布置要求   点火锁   刚度分析  

摘要： 转向管柱护罩是汽车内饰件的重要组成部分,主要起遮挡方向盘传动轴的作用。文章概述了转向管柱护罩的材料、碰撞和人机布置等要求,分析了转向管柱护罩与方向盘、遮物帘、点火锁以及转向管柱调节手柄等周边件的配合设计要求,为后续车型提供设计参考,增强产品竞争力。同时,利用有限元仿真软件HyperMesh及ABAQUS对转向管柱护罩进行刚度分析,以验证设计的合理性。研究结果表明,零件的变形量为2.346 mm,符合相关标准,即护罩变形量不大于3 mm的规范要求。

关键词： 拓扑优化   纤维增强复合材料   敏感度惩罚   取向优化   层合板   有限元  

摘要： 为提高多层纤维复合材料构件的拓扑及取向优化效率,解决优化过程中“底切”结构及纤维取向局部最优等数值问题,提出了一种基于敏感度惩罚和聚类算法的快速拓扑及取向优化方法。首先,依据双向渐进优化方法的单元更新特性,对各层单元敏感度数值进行基于层数的惩罚,实现上层材料的优先去除,避免了“底切”结构。其次,利用有限元理论及本构矩阵特性,简化了单元敏感度计算公式,实现优化效率的大幅提升,并以此为基础精简取向优化模型。随后,利用一维聚类算法和过滤算法规避局部最优问题,并获得各单元最优角度,分层应用多维聚类算法得到各层纤维取向分布结果。最后,根据各层纤维取向分布推导出各层铺放路径,通过纤维铺放设备实现优化结果的铺放成型。对比结果表明,所提方法有效解决了优化过程中的数值问题,结构体积率可降至40%,优化效率提高了35.9%,结构刚度提升了17%,推导出的铺放轨迹具有良好的制造可行性。

关键词： 土石坝   异常渗漏   有限元分析  

摘要： 土石坝是水利工程建设中应用最为广泛的一种坝型,而渗漏是土石坝较为常见的问题。文中以现场渗流检测数据及地质钻孔成果结合坝体渗流有限元分析,对大板水库大坝异常渗漏原因进行分析,为该水库除险加固设计提供依据,简化工程设计内容,为同类型土石坝异常渗漏分析提供参考。

关键词： 电-氢耦合系统   中长期规划   甲烷化   电解槽   氢燃料电池   多工况  

摘要： 氢能系统包含多元化的氢能设备且运行特性各异,会对配电网运行和规划产生交互影响。为此,本文提出了一种考虑多工况特性的电-氢耦合系统规划方法。从物理原理出发,研究电解槽、甲烷化设备的多工况转换耗时耗能特性和氢燃料电池的变效率特性。考虑电解槽和甲烷化设备冷备用、热备用、正常工作三种工况,氢燃料电池的低、高运行功率两种工况,系统性地建立考虑多工况运行特性的氢能设备运行模型。为了验证所提方法的有效性,对基于IEEE 33节点的电网和10节点的气网组成的区域综合能源测试系统进行仿真测试。仿真结果表明,若忽略氢能设备多工况运行特性,会高估氢能设备灵活性,导致其规划容量与实际情况产生较大偏差。