关键词： 反演法   土石坝   渗流分析   有限元  

摘要： 渗流是影响土石坝工程安全的核心问题之一,而土石坝渗透系数是分析土石坝渗流场的重要参数。本文通过实测资料反演土石坝各个分区的渗透系数,在校核洪水位、设计洪水位及正常蓄水位情况下,对浙江某水库典型断面进行有限元计算分析,结果表明,防渗墙与心墙联合防渗效果明显,坝体渗透比降满足规范要求,说明利用实测资料联合数值模拟,可以准确的获得大坝渗流状况,为类似项目提供参考。

关键词： 大跨度蝴蝶型拱肋   空间受力性能   稳定性   有限元   参数分析  

摘要： 以某蝴蝶拱桥为研究对象,采用有限元方法开展蝴蝶拱的空间受力性能研究,对比分析斜拱肋、直拱肋、有无副拱等不同结构体系对拱肋内力、挠度以及稳定性的影响,讨论拱肋倾角、主拱刚度、副拱刚度等关键参数对蝴蝶拱受力性能的影响程度与影响规律。结果表明:恒载和活载作用下,外倾式拱肋的主副拱拱脚面外弯矩和挠度均显著增大;去除副拱肋会显著增大主拱肋的轴力和拱肋挠度;拱肋倾斜与否对拱肋稳定性影响较小,副拱肋可一定程度提高拱肋稳定性。主副拱肋的内力和挠度均随着拱肋倾角的增大而增大,拱肋稳定性随着拱肋倾角的增大而减小,建议设计时拱肋倾角小于12°;主副拱刚度从0.50EI增大到1.25EI时,有利于结构受力,而从1.25EI增大至2.00EI时,对结构受力优化效果不明显。对于背景桥梁建议主拱和副拱的倾角为12°,主拱和副拱的刚度提高至原结构刚度的1.25倍,优化后主副拱肋挠度降幅约36%,效果良好。

关键词： 排水管网   污染溯源   贝叶斯-MCMC法   SWMM-贝叶斯溯源模型   非法排放  

摘要： 为解决雨水管道中未经处理的污水直接排放造成的一系列水污染问题和排水管网环境复杂性导致的反问题不确定性问题,基于暴雨洪水管理模型(SWMM)模拟的排水管网水质变化,采用MatSWMM工具箱构建了基于贝叶斯-马尔可夫链蒙特卡罗法的SWMM-贝叶斯溯源模型,估算每个潜在污染源的位置、排放量和排放时间的概率分布。实例验证结果表明:在推理单污染源单个未知参数的情况下,SWMM-贝叶斯溯源模型可准确判断未知参数的真实值;当单污染源3个参数均未知时,由于存在多种组合性,溯源准确度将显著降低,只能判断出近似范围,但可以通过增加适当的水质监测点,提高SWMM-贝叶斯溯源模型的准确性和效率;对于最大污染源为2个的情况,SWMM-贝叶斯溯源模型容易陷于局部最优解,通过利用似然函数对迭代过程的初始值进行择优处理的方法改进溯源模型,可以有效解决局部最优解的问题。

关键词： 股骨转子间骨折   PFNA   稳定性   有限元分析  

摘要： [目的]构建3种不稳定转子间骨折模型并进行三维有限元分析,探讨外侧壁对股骨转子间骨折术后稳定性影响。[方法]选取老年女性志愿者1名,获取股骨CT数据,经医学三维软件构建外侧壁完整的股骨粗隆间骨折股骨近端防旋髓内钉(proximal femoral nail anti-rotation,PFNA)固定模型(完整组)、外侧壁缺损的骨折PFNA固定模型模型(缺损组)以及外侧壁钢板重建的骨折PFNA固定模型(重建组)。设定边界条件、约束条件,于股骨头施加不同载荷,分析股骨-PFNA系统的Von Mises应力、位移以及应变。[结果]股骨-PFNA系统位移研究结果显示,完整组和缺损组较重建组的位移稍大,但三组差异无统计学意义(P>0.05)。Von Mises应力研究结果显示:在不同应力加载下,三个模型组间平均最大应力差异无统计学意义(P>0.05)。最大主应变依次为重建组>完整组>缺损组。股骨模型中重建组平均最大主应变显著大于缺损组[(30.3±15.1)×10^(-3)vs(22.5±12.1)×10^(-3),P<0.001],而PFNA模型中重建组和缺损组差异无统计学意义(P>0.05)。[结论]外侧壁重建可提升股骨-PFNA系统整体稳定性,降低股骨-PFNA系统应力分布,增加股骨近端应变分布。

关键词： EIT   脑部EIT   RBFNN   图像重建   EIT仿真  

摘要： 目的:研究不同实现方式的径向基函数神经网络(radial basis function neural network,RBFNN)在具有真实解剖结构的脑部模型下的电阻抗断层成像(electrical impedance tomography,EIT)能力,为实际成像方法选择提供参考。方法:利用COMSOL Multiphysics软件基于脑部CT图像构建具有真实解剖结构的多层脑部EIT仿真模型并生成EIT仿真数据集,基于该数据集探究精确RBFNN、基于正交最小二乘法的RBFNN、基于K-Means的RBFNN 3种成像方法对图像重建结果的影响。采用图像相关系数(image correlation coefficient,ICC)和均方根误差(root mean square error,RMSE)评价成像结果。结果:无噪声的情况下3种方法均可成像且精确RBFNN的成像效果最好,在测试集中ICC和RMSE的平均值分别为0.784和0.467。基于正交最小二乘法的RBFNN在隐藏层节点数为50时成像效果最好,其ICC和RMSE的平均值分别为0.788和0.462。基于K-Means的RBFNN在噪声水平为30、40、50、60、70、80 dB时均能获得较好的成像结果,且能保持较稳定的ICC和RMSE,具备较好的鲁棒性。结论:3种RBFNN均可用于脑部EIT图像重建,且各有优劣,可根据实际情况选择合适的RBFNN用于EIT重建。

关键词： 掘进机   有限元分析   截齿排列   受力分析  

摘要： 以EBZ-135型悬臂式掘进机为研究对象,介绍一种基于有限元分析的矿井掘进机截齿排列优化方法。该方法主要将掘进机截割头参数录入ANSYS有限元分析软件中,由软件自动构建出截割头有限元模型,之后分别在横切与钻进工况条件下分析截齿的受力情况,以此寻找出截割头受力薄弱点,最后根据寻找出来的薄弱点制定最佳的截齿排列优化方案,改善截割头乃至整个掘进机的受力性能,提升煤矿掘进作业效率,确认该方法具有一定应用价值。

关键词： 边坡   有限元   抗滑桩   安全系数  

摘要： 采用强度折减法,建立边坡抗滑桩支护的三维有限元模型,通过改变桩位、桩长及桩间距,分析不同参数时桩的弯矩剪力以及安全系数;通过各种情况下桩身受力及位移研究得出当桩长较短时设在边坡中下部,当桩长较长时,设置在中部左右对边坡稳定最为有利;当桩位于坡角和坡顶时,桩长对安全系数影响较小。最后,对大量方案的比选,确定边坡稳定性支护的最优设计方案,可为该地区类似工程提供参考价值。

关键词： 异形钢管混凝土   钢梁节点   低周往复   滞回曲线   有限元  

摘要： 为了研究异形钢管混凝土节点的抗震性能,按照1∶2缩尺比例制作了6根L形钢管混凝土柱-钢梁节点试件。通过低周往复试验,探讨了轴压比、梁柱线刚度比和是否带楼板等因素对节点抗震性能的影响。试验结果表明:试件滞回曲线饱满,试件展现出较好的抗震性能;随着梁柱线刚度比的增大,试件的强度、刚度和延性均有所提高;随着轴压比的增大,其耗能能力也增加,但延性有所下降;此外,混凝土楼板的存在对节点承载力的影响较大。利用ABAQUS有限元软件建立有限元模型进行仿真模拟分析,结果显示,有限元计算结果与试验结果符合度较好,从而验证了有限元建模的准确性,为参数分析提供依据。

关键词： 双向剪切阻尼器   试验   有限元分析   双向剪切耗能  

摘要： 现有钢板剪切阻尼器使用普通钢板或低屈服点钢材,利用板材平面内的抗剪性能实现所需的刚度、屈服承载力、延性耗能等。其构造和工作机理决定了剪切方向唯一性。现研究一种新型双向剪切阻尼器,采用的弯剪钢筋或钢棒的截面为圆形,在受剪时几乎不存在方向性差异,在双向地震作用下,结构和构件发生受扭等情况下均可正常发挥金属的耗能作用。通过试验和有限元分析探究双向剪切阻尼器工作机理、力学性能及耗能能力,结果表明相比于钢板剪切阻尼器,可实现双向剪切耗能,能够适用于受力条件更为复杂的工程。

关键词： 异形方舱   有限元   结构   强度   刚度  

摘要： 针对舰载安装环境的异形方舱,在完成舱体骨架结构设计后,采用有限元分析方法对风浪、颠振、吊装、堆叠等工况下的舱体骨架刚度和强度进行了分析,结果显示:舱体骨架的最大应力低于材料的屈服极限,最大变形符合设计要求。该方法为异形方舱的结构设计提供了指导和依据,有效提高了设计质量,缩短了研发时间。