关键词： 圆形筒仓   深、浅仓模型   有限元   边缘效应  

摘要： 圆形筒仓设计充分利用了薄壁筒壳结构的优越性,薄壁的配筋与受力、边缘效应、地震等因素有关,在设计过程中需要重点考虑。基于某实际工程案例,采用Midas Gen进行了整体建模计算,通过深仓贮料和浅仓贮料计算了筒仓侧壁的受力,并对各荷载工况进行了分析。由于地震力对筒仓会产生较大影响,分析了不同地震工况下地震力的大小。在此基础上,贮料荷载对于仓壁的水平作用较为明显,通过荷载组合对筒仓侧壁进行设计研究。总结了侧壁配筋的控制因素,为筒仓设计提供帮助。

关键词： 叠合柱   钢管混凝土柱   法兰连接   轴压试验   装配式结构  

摘要： 为了在多层预制叠合柱结构中实现柱-柱快速连接,对截面直径不大于400 mm的小截面钢管混凝土芯柱,提出了一种采用法兰盘和高强螺栓连接的新型法兰连接方法。该特点是在常规法兰中间设置过渡板并涂抹粘钢胶,通过调整过渡板和粘钢胶可调节预制柱长度误差、法兰盘倾斜误差和钢管内混凝土的凹凸误差。为了验证这种新型法兰连接受力的可靠性,设计4个试件进行试验,分别模拟无接头、正常连接、钢管内混凝土下凹、管内混凝土下凹且法兰倾斜等4种状况,同时考察各种施工不利因素对法兰轴向承载力的影响。通过轴向受拉、轴向受压试验和有限元分析获得试件的轴向承载力、破坏模式,采用有限元数值模拟方法对管内混凝土不平且安装倾斜的法兰连接钢管混凝土芯柱进行参数化分析。研究结果表明:该预制钢管混凝土芯柱法兰连接刚度大、承载力高、延性好,节点受力可靠;随着钢管壁厚的增加,连接并未发生破坏,该新型法兰连接受压承载力具有相当大的安全余量;钢管内混凝土凹凸不平对芯柱初始刚度和峰值承载力影响不大;法兰盘过大倾斜时将降低芯柱初始刚度和峰值承载力,施工时应引起注意。

关键词： 弧形闸门   数值模拟   变形分析   湖南龙山  

摘要： 桁架式弧形钢闸门是一种轻质且用材较少的闸门。其单一构件发生屈服破坏进而导致整扇闸门失稳破坏的概率较大。为研究桁架式弧形钢闸门力性能,文章以湖南省龙山县湾塘水库桁架式弧形钢闸门为例,采用有限元软件ABAQUS建立闸门计算模型,分析各类荷载组合工况下的闸门应力、变形状况,并对闸门的运行状态进行评价,计算结果与现场安全检测结果基本吻合,表明该计算方法具有较高的实用性,可为桁架式弧形钢闸门安全鉴定工作提供技术支撑。

关键词： 热声系统   气柱振动   声阻抗   有限元分析  

摘要： 为提高谐振腔中声场强度,实现气体大幅交变流动,以气体动力学理论为基础,建立了驻波型热声制冷机气柱振动的数学模型。将谐振腔与声容连接端的声阻抗作为边界条件,推导出谐振腔中任意位置的声阻抗表达式。当圆柱形谐振腔长度为600 mm、直径为100 mm、工作介质为空气时,通过声阻抗表达式对气柱活塞模态振动频率进行计算,得到了气柱活塞模态振动的1阶和2阶频率。在ANSYS中建立了气柱有限元模型,通过模态分析得到了气柱前20阶模态的固有频率,将1阶和2阶活塞模态频率与声阻抗表达式的计算结果相比,其数值吻合性较好,从而验证了声阻抗表达式求解活塞模态频率的正确性。以气柱的长度和横截面积为变量,分析了不同参数下气柱振动的幅频特性,发现气柱在1阶活塞模态频率附近产生的振幅较其他地方有明显提高,因此在热声制冷系统设计中,可用气柱1阶活塞模态振动代替驻波振动,探索提高声场强度的途径。

关键词： 古建筑保护   北岳庙   三维激光扫描仪   受力变形   ABAQUS数值模拟  

摘要： 古建筑随着时间的推移面临着老化、破损、耐久性降低等问题。为提升古建筑维护的效率,以北岳庙德宁之殿为依托展开现场三维激光扫描和有限元模拟,分析结构中梁的受力变形情况,对其挠度的发展进行了预测。结果表明:三维激光扫描技术应用于古建筑的检测具有一定的实际工程意义,将模型导入Geomagic qualify软件处理后测得最大挠度为7.9 cm,理论计算得出最大挠度值已超出木结构设计规范;ABAQUS数值模拟结果与测量结果大致相符,当荷载施加至30 kN左右时,最大应力发生在集中荷载与支座偏移处,最大挠度值发生在跨中靠近集中荷载作用处,为7.71 cm,当荷载持续加载到50 kN左右时,木结构梁发生了明显的受弯变形,下部受拉区出现裂缝。

关键词： 生物力学   有限元分析   高负荷损伤   胸腰段   弹射  

摘要： 针对战斗机飞行员在弹射过程中高负荷引起的胸腰段损伤率较高,且根据临床CT数据建立的有限元模型存在无法反映细微几何特征和骨骼非匀质属性,造成高负荷力学分析不准确等问题。采用非线性有限元方法建立表达特定对象皮质骨、松质骨厚度与密度的胸腰段(T12~L2)有限元模型,对弹射过程中战斗机飞行员胸腰段进行生物力学分析。基于胸腰段CT数据,将皮质骨测量(CBM)得到的皮质骨厚度和密度值纳入基于CT的胸腰段有限元建模过程中,并根据Hounsfield单位(HU)值计算各元素的弹性模量实现材质非均匀赋值,完成特定对象有限元模型的构建。通过添加边界条件和载荷对模型进行有效性验证,并模拟计算直立、前屈、后仰3种生理运动条件下弹射胸腰段脊柱的生物力学响应。结果表明:3种不同生理运动条件下弹射过程中椎骨对负荷的传递特性显著不同,直立生理运动条件下弹射,高负荷产生的椎骨直接急性损伤最小。

关键词： 高铁车站   钢-混组合结构   可靠度分析   液压同步提升技术   有限元分析  

摘要： 随着城市化进程的推进,对高铁站和综合交通枢纽的需求日益增长。本文围绕新建铁路交通枢纽项目,应用钢-混组合结构体系以满足高承载力性能需求。通过一次二阶矩法(FORM)和蒙特卡洛模拟法对该结构体系的可靠度进行了详细分析,评估其在复杂荷载作用下的安全性和失效概率。此外,本文利用有限元模型对施工过程进行模拟,验证施工方案的可靠度。为实现大型构件的高精度吊装,采用计算机控制液压同步提升技术,确保构件在施工过程中的同步升降与安全性。研究结果表明,钢-混组合结构体系和液压同步提升技术为高铁站建设提供了有效的技术支持,可为同类型工程的设计和施工提供参考。

关键词： 筛箱侧板   材料属性   有限元分析   静力学分析   模态分析   振型  

摘要： 为了避免振动筛筛箱侧板在工作过程中出现断裂现象,以ZKB2460型直线振动筛侧板为研究对象,用ANSYS Workbench有限元分析软件对不同材料属性的振动筛筛箱侧板进行静力学分析,得出筛箱侧板的最大变形量和最大等效应力值。对筛箱侧板进行模态分析,得到侧板前6阶的固有频率和振型云图。结果表明,在所选取的5种材料中变形量最小的材料为Q235A,变形量值为0.232 mm;SUS304材料的前6阶固有频率最低,Q235A材料的前6阶固有频率最高。

关键词： AG螺纹   有限元   应力   安装扭矩   中径过盈  

摘要： 采用有限元仿真手段,研究不同中径过盈量下AG6×1过盈螺纹副应力分布、危险截面以及安装扭矩,并通过实验测试了不同中径过盈量下AG6×1过盈螺纹的安装扭矩。通过有限元仿真计算可得:当AG6×1过盈螺纹中径过盈量大于0.030 mm并小于0.060 mm时,其铸造镁合金(ZM6)基体上应力大于176.0 MPa,小于278.9 MPa,位于ZM6弹塑性变形范围,即AG6×1过盈螺纹达到预紧状态;AG6×1过盈螺纹中径过盈量和施加的安装扭矩范围分别为0.030~0.060 mm和5.83~11.19 N·m;AG6×1过盈螺纹副旋合的第一个螺纹小径处承载应力最大,是最容易失效部位。实验结果显示,通过有限元计算得到的安装扭矩值与实测的安装扭矩值近乎一致。

关键词： 单斜式无横缀条双肢格构柱   抗震性能   有限元分析  

摘要： 单斜式无横缀条双肢格构柱属于建筑工程的常用结构形式,为了提高其设计水平,研究过程设置4大类、20种不同的结构模型,利用有限元模拟探究不同设计因素对格构柱抗震性能的影响。相关的设计因素包括缀条夹角、缀条的焊接方式、节点是否偏心,评价指标为延性性能、耗能性能、刚度退化趋势。根据研究内容得出结论,当缀条夹角为45°,采用两面侧焊时,其延性系数最高,有利于耗能和抗震,在缀条改为四面包焊后,刚度有所增加,耗能水平和抗震性略有下降,节点无偏心有利于增强抗震性,当缀条夹角大于45°时,格构柱抗震性能明显降低。