关键词： 地基处理   强夯法   有限元  

摘要： 以石家庄某水厂地基处理工程为背景,在已有强夯研究成果与强夯加固机理的基础上,根据现行规范和经验公式确定工程施工参数,根据强夯完成后室内土工试验与现场原位测试的结果分析强夯加固地基的效果,采用ABAQUS有限元模拟强夯过程,将模拟值与现场实测值比较分析,结果表明:①经过强夯处理后地基承载力有显著提高,满足设计要求;②数值模拟沉降量值与实测值基本一致;③通过位移时程曲线可知在强夯过程中夯击其后面的夯坑时,前一个夯坑的土体由于受到周围土体挤压而产生回弹;④单击夯沉量随着夯击次数的增加逐渐减小,累计夯沉量逐渐增大,并趋向于一个恒定值。

关键词： 无耳托板螺母组件   拧脱力矩   冷挤压   切削   有限元分析  

摘要： 随着航空航天工业的发展,对紧固件的防松性能要求越来越高.打滑失效是新型无耳托板螺母组件一种典型失效形式,当螺母所受扭矩过大时,螺母托板和安装板之间发生打滑,从而失去紧固功能.针对无耳托板螺母组件的打滑失效问题,本文开展了拧脱试验,获得了不同板厚和孔径条件下的极限拧脱力矩.基于 Abaqus 有限元软件,开展了无耳托板螺母组件的冷挤压和切削工艺仿真,获得了无耳托板螺母组件的残余应力与塑性应变.由于螺母托板与安装板间的摩擦系数难以直接测定,采用试验结合仿真的反推法,建立了摩擦系数的近似线性模型,进而开展了无耳托板螺母组件拧脱的有限元仿真分析,讨论了无耳托板螺母组件中安装板的厚度、孔径以及切削铰孔厚度对拧脱力矩的影响.最后补充了拧脱试验,验证了仿真模型的准确性.结果表明:安装板的板厚、孔径会对冷挤压安装效果有较大影响,较小孔径的安装板在冷挤压安装时会产生更大的塑性变形,因此和螺母托板间有更大的接触应力,安装更为紧密;较大板厚的安装板与螺母托板间的接触应力分布面积更大且更加均匀,两者干涉贴合的效果更好.切削厚度会影响孔边残余应力与塑性应变,进而对拧脱力矩产生影响.利用试验和仿真反推的摩擦系数的近似线性模型所进行仿真预测的安装板尺寸边界,与后续补充试验吻合良好.

关键词： 斜弯桥   有限元分析   斜桥正做  

摘要： 为解决城市桥梁跨通航水道斜交问题,以某南北向快速干线公路跨越三级航道特大侨工程为例,对桥梁设计方案进行研究,并采用Midas civil与Midas FEA对桥梁进行分析.结果表明,采用桥墩顺水流布置,在墩顶设置径向墩帽,安放支座,是可行的斜弯桥跨越水道的解决设计方案.上部结构各设计指标均满足规范要求.通过预应力张拉可改善桥墩受力不均匀问题.

关键词： 四旋翼   预定义时间   自适应滑模   径向基函数神经网络   扰动观测器  

摘要： 针对未知时变扰动下四旋翼无人机拖拽水面变质量负载的轨迹跟踪控制问题，设计一种预定义时间自适应滑模级联控制策略。首先，建模时分析了四旋翼和负载之间的解耦与耦合过程，并将负载对四旋翼产生的耦合影响视为内部作用力进行了计算。其次，基于预定义时间滑模面，设计了带有自适应扰动补偿的预定义时间滑模控制器。另外，径向基函数神经网络用于消除由负载质量变化造成的位置环不确定性；并设计预定义时间扰动观测器，以保证姿态环对外部扰动的快速响应。最后，仿真实验结果表明，在模型参数不确定和外部扰动下，所设计的控制策略能够实现四旋翼姿态更快速准确的调整，保证了四旋翼和负载在预定义时间内稳定跟踪。

关键词： MIDAS GTS/NX   深基坑   数值模拟分析   泵闸工程  

摘要： 为确保复杂施工环境下泵闸工程深基坑开挖方案设计的合理性和科学性，运用MIDAS GTS/NX二维数值模拟分析基坑开挖过程中的变形及围护结构影响，并与技术规范值及区域工程经验值对比分析。结果表明：①基坑设计方案采用的水泥土重力式挡土围护结构型式满足工程技术要求，水泥土重力式围护墙最大水平位移发生在围护体顶部；②最大地表沉降值为11.5mm，发生在距离基坑边线11m处，然后逐渐减小；③受到大面积卸载及地面荷载因素影响，桩间土隆起值较大，最大达到45.9mm。研究成果为类似工况下的泵闸工程基坑开挖提供依据。

关键词： 蠕变   钎料改性   寿命提升   钎焊接头   回热器   有限元分析  

摘要： 钎焊结构广泛应用于石油化工、核电、航空航天等过程装备领域。然而，在高温、高压等恶劣环境下，钎料与母材力学性能的差异容易导致接头出现裂纹，从而引发结构破坏。为了寻找航空发动机回热器的高温延寿方法，采用基于连续损伤力学的有限元方法，系统分析不同铜含量BNi-2钎料单轴和多轴蠕变性能对钎焊接头蠕变寿命的影响。研究结果表明，基于修正的Liu-Murakami本构模型能较好地预测含铜镍基钎料的单轴蠕变寿命；添加3%Cu元素其延性稍有下降，超过6%Cu元素的钎料蠕变寿命会降低，但蠕变断裂应变有所增加。在相同载荷水平下，基于单轴蠕变性能的钎料改性设计，当钎料与母材最小蠕变速率失配度分别降低5%和10%时，回热器的蠕变断裂时间将分别提高3.2倍和11.8倍；基于多轴蠕变性能的钎料改性设计，接头蠕变寿命随着钎料多轴蠕变性能参数α的减小而提高。所提出的通过调整钎料与母材的蠕变性能失配度，显著延长航空发动机回热器的使用寿命的方法，可为高温钎焊结构的寿命设计提供创新方案。

关键词： 陶瓷   摩擦磨损   数值模拟   有限元   分子动力学   离散元  

摘要： 陶瓷材料的摩擦学性能对陶瓷零部件长效、可靠服役至关重要。因此,有必要全面、深入理解陶瓷材料的摩擦磨损行为与机制,为设计优化陶瓷材料、提高陶瓷零部件服役性能提供理论基础。数值模拟方法在求解陶瓷摩擦学问题方面具有成本低、周期短、效率高等优点,已成为研究陶瓷摩擦磨损行为与机制的重要手段。然而,目前关于陶瓷摩擦磨损的数值模拟研究大多孤立分散,模拟方法尚缺少系统归纳和总结。本文将陶瓷摩擦磨损数值模拟分为有限元模拟、分子动力学模拟和离散元模拟3类,阐述了各类模拟方法的适用场景、研究现状和局限性,进而从多尺度、多场和多方法耦合以及人工智能辅助方面,提出了陶瓷摩擦磨损数值模拟的未来发展趋势。

关键词： 点阵结构   性能表征   力热电耦合分析   S参数反演   均匀化方法  

摘要： 点阵结构具有比刚度高、耐热性能好、透波性能优、可设计性强等优点，能够满足高速飞行器天线窗多功能的使用需求。针对点阵结构天线窗分析方法缺、设计迭代周期长的问题，提出一种针对点阵结构的力热电耦合分析方法。基于均匀化方法给出点阵结构力/热性能表征方法，基于S参数反演法给出点阵结构电磁性能表征方法，建立点阵结构力热电耦合分析方法；研究了点阵结构设计参数对天线窗力学性能、热性能以及电性能的影响规律，提出点阵天线窗力热电性能的关键设计指标。研究结果表明：所提出的点阵结构力热电耦合分析方法具有较好的精度，误差小于4.32%；胞元杆径与边长的比值是点阵结构的关键设计指标，点阵天线窗的力学、热学、电磁性能取决于胞元杆径与边长的比值，该值越大点阵天线窗的刚度越大、导热性能越好、透波性能越差。所提出的点阵结构力热电耦合分析方法为点阵天线窗的性能分析提供了一种解决方案。

关键词： 人机协作装配   点云重建   AABB包围盒   体素逼近   碰撞检测  

摘要： 高可靠的人机碰撞检测是紧耦合协作空间下机械臂安全运行面临的主要挑战。针对紧耦合协作空间下点云遮挡导致人体障碍空间感知不全、障碍包络空间冗余导致协作机械臂姿态规划失败等问题，结合人机骨架信息与稀疏采样方法实现了人机点云的快速重建，提出了一种基于体素逼近策略的紧凑型轴对齐包围盒生成与碰撞检测方法，并结合某型减速器人机协作典型场景验证了所提方法在人体障碍空间感知的精准度。试验结果表明作者所提方法能够在不损失效率的前提下实现人机点云的快速、完整重建与碰撞检测，可有效减少障碍包络空间体积92.38%，扩大机械臂避障运动空间1.15 m3。

关键词： 混凝土泵车   空心销轴   轻量化设计   有限元分析   多保真度代理模型  

摘要： 混凝土泵车作为现代基础设施建设的重要工程机械，有力推动了“一带一路”倡议的进程。当前，超长臂架以及重量合规已成为混凝土泵车发展的主要趋势，轻量化设计需求急迫。销轴作为混凝土泵车臂架系统中关键的连接和支撑部件，如何在保证安全的前提下实现结构轻量化是设计过程中值得关注的问题。首先，基于控制参数构建了空心哑铃销轴的参数化有限元模型；然后，通过高、低保真度模型的相互扰动和高、低保真数据的合理算时分配，建立了精度更高的FM-MFS代理模型，以该代理模型为基础，采用遗传算法进行优化，获得了空心哑铃销轴的最佳设计方案，实现了销轴减重36%；最后，通过理论、仿真和试验三重校核，表明基于代理模型最优参数所构建的空心哑铃销轴在实现轻量化和节省材料消耗的同时，其物理力学性能依然能够得到保证，为后续进一步应用提供了数据支撑和参考。