关键词： 钢管混凝土   T形截面   短柱   偏心受压   有限元  

摘要： 使用ABAQUS有限元软件,对普通钢管混凝土组合T形截面短柱、弯折钢板与钢管组成的T形截面短柱,以及多室式钢管混凝土组合T形截面短柱进行有限元分析,得到三种截面类型钢管混凝土组合T形短柱的荷载—挠度曲线,分析偏心距、偏心方向、钢管厚度等因素对三种截面类型钢管混凝土组合T形短柱偏心受压承载能力的影响。结果表明,多室式钢管混凝土组合T形截面短柱具有更高的承载能力。

关键词： 直埋供热管道   有限元分析   地震断裂带   抗震应力分析   结构完整性  

摘要： 本研究采用三维非线性有限元分析,研究了供热管道(含保温层及外护层)在穿越地震断层带时的应力和应变分布情况。鉴于地震断层错位对供热管道有着重大影响,本文聚焦分析了供热管道与断层交叉区域的极端应力和应变分布特征。研究成果可用于模拟供热管道在地震作用下的力学反应,为设计相应的缓解措施提供了理论依据,以减少地震引发的土壤错位对供热管道的不利影响。有限元分析结果显示,在不同压力下供热管道壁会出现最大应力和应变集中区域。本文明确了供热管道穿越地震带时所需的设计缓解措施,有助于提升管道系统的抗震性能,确保其在地震断裂带中的结构稳定性。

关键词： 超深基坑   有限元   围护结构变形   方案比选  

摘要： 长三角地区城市化进程的推进及地下空间的开发,使得地下空间逐步呈现出超大规模、超深开挖和布局日益复杂的特点。在软土等复杂边界条件下,单一的支护方式已难以同时满足工程的适用性、安全性、经济性以及工期等多重要求。本文以某软土地基深基坑工程为例,结合工程场地条件进行围护结构方案选型,并通过数值模拟和实测数据对比分析了围护结构水平位移、地表沉降变化的原因和规律,对类似深基坑工程设计具有参考价值。

关键词： 近海单桩式风机   地震响应分析   土-结构相互作用   流固耦合  

摘要： 海上风机是低碳可持续能源的重要战略选择之一,其地震安全性问题是急需解决的重要课题。将近海单桩式风机三维地震响应问题看作波动散射问题,结合人工边界条件实现海域场地的波动输入,并基于广义饱和多孔介质统一计算框架,发展了一套海水-饱和海床-风机耦合作用高效分区分析方法,实现了综合考虑土-结构相互作用效应和流固耦合效应的近海单桩式风机三维地震响应分析,并分析了海水深度、海床波速和地震波入射角度对近海单桩式风机地震响应的影响。分析结果表明,海水深度和海床剪切波速的变化,一方面会改变自由场,另一方面会改变海域场地-风机体系的自振特性,从而影响风机结构的地震反应。当海水增加到某深度时,体系自振频率与地震波输入频率接近时,风机的地震响应会急剧增大;海床剪切波速对塔底弯矩的影响要比对位移的影响大;当入射角度增大时,塔顶水平向位移和加速度以及塔底弯矩均有不同程度的减小,塔顶竖向位移和加速度均有不同程度的增大。本文没有考虑海床和风机的非线性,考虑非线性时的影响规律需进一步研究。

关键词： 超声振动车削   有限元仿真   切削力   切屑形态  

摘要： 将超声振动引入NiTi形状记忆合金车削加工,通过有限元仿真对超声振动引起的切削力和切屑形态变化进行研究。结果表明:超声振动使刀具运动速度和轨迹发生周期性变化,显著改变切削过程。相较于普通车削,不分离型超声辅助切削使切削力小幅增大,未能起到改善加工作用。分离型超声辅助切削中,振动幅值和频率的增大使切削力显著减小,促进切屑形成,起到提高加工效率的作用。

关键词： 钢箱梁   螺栓拧紧   结构设计   有限元分析  

摘要： 通过对钢箱梁施工现场的调研,设计了一款专用于钢箱梁的高强度螺栓自动拧紧机。首先通过方案对比,确定了拧紧机整体结构采用龙门架式的设计构型,并明确了主要组成部分包括行走机构、升降轴、直线模组、拧紧机构等。同时利用软件SolidWorks对螺栓拧紧机的结构设计方案进行了细化,完成了其三维模型的构建,并对其工作过程进行了分析。其次,本文借助有限元仿真软件ANSYSWorkbench对拧紧机的关键承力构件进行了应力与应变分析。结果表明,在两倍静力载荷条件下,横梁、升降轴、支座的最大变形量分别约为0.2mm、0.014mm、0.1mm,均小于材料的最大许用应变,确保了结构设计的可靠性。此外,相较于Q235材料而言,采用6063-T6铝型材的升降轴,虽然其等效应变和总变形量有所上升,但质量减少了约21%,在保证结构刚性的同时满足了轻量化的设计。

关键词： 蓄能器支架   优化设计   有限元分析   试验验证  

摘要： 蓄能器是高压液压系统的重要组成部分,蓄能器的正常工作是变速箱实现换挡和离合器结合等功能的保证。蓄能器支架是将其固定在壳体上的装置。在某变速箱样件试验中发生了蓄能器支架断裂的问题,导致变速箱相关功能失效,通过排查分析发现为设计原因导致。文章通过有限元法对蓄能器支架进行强度分析,发现在极限工况下蓄能器支架存在断裂失效风险,并基于分析结果对蓄能器支架进行优化设计,最终得到满足要求的设计并顺利通过试验。文中提到的分析方法和优化思路,对蓄能器的设计研发和仿真分析均有一定参考作用。

关键词： 能源桩   螺旋换热管   温度场   有限元分析  

摘要： 为了研究LNG储罐下方大直径能源桩内部温度场的分布特征,通过有限元分析软件建立能源桩和螺旋换热管的热分析模型,模拟了冬季和夏季运行工况下桩内部温度分布,给出了温度随着热交换时间的变化规律。结果表明,螺旋换热管内流体温度对桩基内部温度场影响表现为,初始小,随着时间增加,桩基内部温度场变化明显,位于换热管位置,桩基温度场变化最大;整个桩基内温度场变化以螺旋换热管为中心,逐渐向外扩展,呈现非均匀分布;在桩基中心位置温度场受到螺旋换热管内流体的影响较小,温度随时间变化呈现为一条水平线。

关键词： 膝关节   全膝关节置换   非对称型假体设计   生物力学   有限元分析  

摘要： 背景:全膝关节置换是治疗膝关节晚期病症的有效手段,但假体衬垫容易因内部应力变化而产生磨损失效,寿命有限且术后患者的活动能力降低。如何对假体进行改进设计来满足患者更多的需求是假体研究的重要方向。目的:基于半月板的形态设计一种非对称型假体,并与对称设计的后稳定型假体进行比较,分析2种假体的应力分布情况和衬垫的接触面积变化,以探究非对称型假体设计是否存在优势。方法:通过有限元方法对1例膝骨关节炎患者进行模拟截骨和假体装配,建立基于非对称型假体及对称设计的后稳定型假体的全膝关节置换术后膝关节模型。在0°,10°,20°,30°的屈膝条件下,探究股骨假体、胫骨假体以及衬垫上的Mises应力,并通过对比衬垫内外侧的接触面积,分析全膝关节置换后膝关节生物力学变化和运动行为的改变。结果与结论:(1)在0°-30°的屈膝过程中,2种假体衬垫上的Mises应力峰值均表现出先减小后增大的趋势,且内侧始终大于外侧。(2)非对称型设计的假体与后稳定型假体相比,应力峰值更低;在屈膝30°时,非对称型假体衬垫内外侧的Mises应力峰值分别为15.81 MPa和11.95 MPa,后稳定型衬垫为16.70 MPa和13.76 MPa,两者内侧差值约为5.33%,而外侧则相差13.15%;对比股骨假体和胫骨假体上的Mises应力峰值,非对称型假体在屈膝过程中始终低于后稳定型假体。(3)在0°站立位时,后稳定型假体衬垫的内侧接触面积为17.96 mm^(2)、外侧为34.10 mm^(2);而非对称型假体衬垫的内外侧接触面积分别为105.47 mm^(2)和107.80 mm^(2),具有更大的接触面积且两侧差距更小。(4)结果表明,非对称型假体的生物力学表现更好,且能够对维持膝关节稳定性、提升关节活动度有所帮助。这种设计能够在一定程度上还原膝关节以内侧髁为轴进行外旋的运动机制,是一种更为有效的膝关节假体选择方案。

关键词： 内置式永磁电机   混合磁钢   有限元分析  

摘要： 针对内置式混合磁钢高速永磁伺服电机在高速下的强度问题,采用有限元方法,对该电机转子强度进行了相关分析。重点考虑了转子铁心在离心力和扭矩共同作用下的受力状态。根据分析结果,确定转子冲片上相关薄弱点的最小理论尺寸,同时分析了不同载荷与最大应力之间的关系。该分析结果对评估转子工作的安全性具有一定的指导意义。