关键词： 4043铝合金   拉拔   均匀化   有限元分析  

摘要： 将4043铝合金杆经多道次拉拔成不同直径的焊丝。采用金相检验、硬度测试、拉伸试验、能谱分析等研究了焊丝均匀化过程中的组织和性能变化。结合有限元软件对焊丝均匀化过程中温度场进行了数值模拟。结果表明：随着焊丝直径的减小，其硬度升高。当均匀化温度为550 ℃时，焊丝第二相尺寸细化、分布均匀、力学性能最优；随着均匀化温度的进一步提高，焊丝第二相粗化聚集并析出针状AlFeSi相，力学性能下降。温度场的有限元模拟结果对4043铝合金焊丝均匀化工艺的制定有一定的参考价值。

关键词： 有限元分析  

ISBN: (纸本)9787111764380

摘要： 本书前9章为操作基础, 详细介绍了Ansys Workbench分析全流程的基本步骤和方法, 包括Ansys Workbench 2024基础、项目管理、Design Modeler图形用户界面、草图模式、三维特征、高级三维建模、概念建模、一般网格控制和Mechanical简介。后9章为专题实例, 按不同的分析专题讲解了参数设置方法与技巧, 包括静力结构分析、模态分析、响应谱分析、谐响应分析、随机振动分析、线性屈曲分析、结构非线性分析、热分析和优化设计。

关键词： 双层方钢   防屈曲支撑   耗能板   不锈钢   滞回性能   有限元分析  

摘要： 双层方钢防屈曲支撑是由耗能板和内外方钢焊接组成的新型耗能支撑，可有效避免防屈曲支撑端部薄弱破坏。为探究耗能板采用不锈钢的防屈曲支撑的滞回性能，本文采用低周往复加载试验结合有限元分析，研究了内置不锈钢耗能板的双层方钢防屈曲支撑的耗能性能。试验结果表明此类支撑滞回曲线饱满，耗能能力强，变形能力好。轴向荷载作用下，支撑主要通过耗能板进入塑性耗能，加载过程中内外方钢整体始终保持弹性。对比同尺寸内置碳素钢Q235B耗能板的防屈曲支撑，内置不锈钢耗能板的防屈曲支撑的承载能力更高。设计了四种不同耗能板布置方式的此类支撑算例，采用ABAQUS分析了耗能板布置方式对双层方钢防屈曲支撑滞回性能的影响，得到了此类支撑耗能板的最佳布置方式。对最佳耗能板布置方式的支撑开展了有限元参数分析，分析了耗能板耗能段中间和两端宽度、耗能板厚度对其滞回性能的影响。有限元分析表明：改变耗能板耗能段中间宽度对支撑承载能力、刚度和耗能能力的影响较大，改变耗能板耗能段两端宽度和耗能板厚度对支撑的影响较小。

关键词： 高速列车   橡胶外风挡   有限元分析   振动特性   模态试验  

摘要： 为解决高速列车运行时，外风挡区域因复杂振动特性引发的剧烈振动和噪声，并有可能对外风挡结构造成进一步损伤等问题，采用有限元理论分析与模态试验验证相结合的方法，研究了高速列车橡胶外风挡结构的橡胶截面形状、材料硬度及橡胶肩部开口宽度对其振动特性的影响规律。针对不同橡胶外风挡结构形式，以及列车过弯时内、外侧外风挡产生的不同压缩量情形，分析了六种不同结构方案以及不同压缩量下外风挡的模态特性。搭建了外风挡试验台，通过模态试验得到其自振频率，验证了有限元分析的准确性。研究结果表明：通过改变橡胶截面形状与材料硬度，能够有效降低外风挡结构的固有频率，而改变橡胶肩部开口宽度对其固有频率几乎没有影响；进一步对不同压缩量下各种外部风挡结构方案的固有频率变化进行分析表明，随着压缩量的增加，各方案的固有频率总体呈下降趋势，其中方案四在各种压缩量下的固有频率均比其他方案更低。因此，通过实施模态分析方法，可系统地比较不同外风挡结构形式的固有频率差异，选择能够显著降低振动频率的优化设计方案，进而有效实现减振降噪，甚至减轻振动对外风挡结构可能造成的潜在损害。研究结果可为外风挡结构方案在减振降噪及结构损伤方面的优化设计提供指导依据。

关键词： 拱坝   等效应力   有限元法   主应力   应力集中  

摘要： 拱坝等效处理后的主应力是拱坝应力重要的控制指标。针对常用的有限元等效应力法计算得到的主应力和大型有限元软件计算输出主拉应力、主压应力后直接等效处理的主应力是否一致的问题，结合实际工程开展某高拱坝基本组合工况应力变形计算，进而探讨了二者的可换性。研究结果表明:坝踵和坝趾应力依赖网格尺寸，等效处理后，应力集中能较好地消减；采用传统的有限元等效应力法等效步骤计算得到的主应力和由大型有限元软件输出的主应力直接进行等效处理的主应力较接近，误差基本在5%以内，2种等效步骤具有可换性。

关键词： 卧式加工中心主轴   磁流体密封   有限元分析   流量范围   温度场  

摘要： 温升过高会严重影响磁流体密封性能、主轴稳定性及机床加工精度。以卧式加工中心主轴用组合式磁流体密封装置为研究对象，探究磁流体、前端轴承摩擦热对密封装置温度场的影响，利用有限元分析方法研究整体装置温度分布规律，确定冷却水流量范围以实现高效、节能降温。结果表明：高转速下，磁流体粘性发热和轴承摩擦热对温度场影响大，最高温度随密封间隙减小而增大，通入冷却水后降温效果显著。综合考虑冷却水温度和流量及密封间隙，在0.1mm密封间隙下，冷却水温度为18℃～22℃时，流量需控制在0.5L/min～4 L/min；在0.2mm密封间隙下，冷却水温度为18℃～22℃时，流量需控制在0.5L/min～3 L/min，可以实现有效且快速降温。

关键词： 浮式风机   频域方法   载荷线性化   动力响应   二阶波浪力  

摘要： 风浪流联合作用下浮式风机动力响应时域计算方法已经得到较为充分的研究和发展，但是由于其计算效率相对较低，在浮式风电场机组排布优化以及浮式风机和系泊系统初步设计方案优化中应用时需要巨大计算资源，因此本文聚焦于可实现浮式风机动力响应快速计算的频域分析方法，其能够同时考虑一阶和二阶波浪载荷、风轮脉动风载荷、细长杆件粘性载荷、系泊系统以及风机变桨控制策略等多种环境载荷因素。首先，针对风机额定以下作业、变桨作业以及停机等不同工况，将频域方法计算结果与Orcaflex软件时域预报结果进行了对比分析，二者在动态响应频谱及统计值方面都有较好的一致性，验证了本文频域分析方法的适用性及准确性，能够为浮式风机的初步设计及参数敏感性分析提供可靠的参考价值；进一步，基于该频域方法，研究了风浪参数、二阶波浪力以及是否考虑风机控制策略对浮式风机动力响应特性的影响。

关键词： 避雷器   有限元分析   地震易损性   概率地震需求模型   多重不确定性  

摘要： 变电站中的避雷器在地震中易受破坏,对其进行抗震评估分析是必不可少的。为研究220 kV避雷器的抗震性能和地震易损性,建立了220 kV氧化锌避雷器-支架体系的精细化有限元模型。基于数值模拟,首先,对其进行地震响应分析,研究了避雷器的地震响应特点和抗震能力;其次,对避雷器进行了在地震动、电气设备结构和认知等多重不确定性下的地震易损性分析;最后,建立概率地震需求模型拟合得出避雷器的失效概率与地震峰值加速度的关系曲线,即易损性曲线。结果表明:在9度设防地震作用下,220 kV氧化锌避雷器抗震能力较强,失效概率仅为0.03;支架放大系数为1.915,大于现行规范中规定的最小取值1.2,说明在实际研究中应考虑支架的实际放大作用。在地震易损性分析中,该避雷器的抗震能力中值为0.79 g。随着所考虑的不确定因素的增加,当遭遇的地震强度低于设备的抗震能力中位值时,电气设备的失效概率增大,当遭遇的地震强度高于设备的抗震能力中位值时,失效概率则降低。说明在分析电气设备的地震易损性时,应考虑多重不确定性的影响。本文的研究为避雷器的抗震设计以及在不同地震强度下的失效概率提供了有益的参考和借鉴价值。

关键词： 超宽箱梁结构   细部   有限元分析   受力分析  

摘要： 针对超宽箱梁结构的细部受力情况以及结构参数的设计优化问题,对其研究现状进行分析。利用有限元分析法对箱梁腹板的内衬混凝土长度以及厚度参数进行分析优化。结果表明,内衬混凝土长度与中支点梁高比例为1.0时,混凝土厚度在20 cm以上时,箱梁腹板的力学性能最佳。

关键词： 工业厂房   改造   皮带廊   托梁换柱   传力路径   加固   有限元分析  

摘要： 随着城市更新的推进,针对一些大型工业建筑,不仅要满足结构受力需要,而且更需满足现代城市生活功能。针对已报废停产的工业厂房皮带廊项目,为了满足城市园区交通需求,需拔除旧厂房皮带廊项目跨中的混凝土立柱。最后采用钢托梁替代原混凝土梁的方式,改变了结构传力路径,通过ANSYS进行结构受力验算,最终提出托梁换柱的加固改造方法,现场安装临时支撑千斤顶进行结构卸载,该方法不仅满足了原设计拆除部分支撑柱的要求,同时也实现了结构原状和其历史风貌保护。