关键词： 固废利用   半刚性路面   动力响应   有限元  

摘要： 为了探究固废基半刚性基层沥青路面的路用性能,以110国道包头北绕城段公路为依托,建立了基于实测参数的半刚性路面结构3D有限元模型,对其在波动荷载作用下的力学响应进行了分析,并将有限元模拟结果与容许数据进行了对比分析。结果表明:基于固废利用的半刚性路面,其结构层在波动荷载下的应力、应变远小于材料容许值,满足规范基本要求。研究结果可为同类路面的材料配比、结构组合、参数实测提供理论依据,促进固废材料的广泛应用。

关键词： 钢管混凝土拱桥   缆索吊装   主索垂度计算   非线性效应   有限元建模  

摘要： 为了提高大跨度钢管混凝土拱桥在缆索吊装施工中主索垂度计算的效率和准确性,文章采用抛物线理论,建立线弹性阶段的主索垂度简化公式;通过引入考虑非线性效应的弹性模量修正系数,建立缆索吊装系统主索垂度修正公式;通过与Midas有限元模型的对比分析,验证该公式的有效性。结果显示,当荷载设计工况相同时,未考虑非线性效应的主索垂度计算公式与有限元结果的相对误差较大,甚至超过21%,而修正公式的相对误差均控制在8%以内,说明修正公式在计算精度和适用性方面具有显著的优势。该研究成果不仅可以替代传统的有限元建模计算,大大减少计算耗时,而且为缆索吊系统设计和施工准备阶段提供了新的技术支持。

关键词： 冲击地压   液压支架   防冲装置   有限元分析  

摘要： 针对冲击地压事故频发致使液压支架发生结构性破坏,造成煤矿安全事故的问题,通过分析基于冲击地压释放的能量,获取了典型冲击地压下的载荷谱特征,提出了对支架防冲装置的工作性能要求,研究了六边形管排列的蜂窝吸能结构,构建了防冲装置的有限元模型和载荷(岩层)—防冲装置—液压支架整体应力耦合系统动力学模型,分析了典型冲击载荷特征下的支架动力学响应。研究结果表明,蜂窝结构防冲装置的应用可使活塞受力减小约40%,液压支架活塞与顶板连接处受力更加稳定,可以起到很好的防冲减压作用,对促进冲击地压灾害的防治具有重要意义。

关键词： 圆管带式输送机   桁架   数据驱动   有限元分析   网络模型   优化方法  

摘要： 针对目前圆管带式输送机桁架有限元分析和优化方法中存在的过程繁琐以及仿真速度、目标性差等问题,提出了利用数据驱动方法来优化改进圆管带式输送机桁架的方法,从而简化有限元分析和优化过程,减少分析和优化时间。首先明确桁架的加载方式及荷载值,运用控制变量法、数值模拟法及工程经验选取桁架最终构型并进行有限元分析。其次以实际仿真值作为输入值,建立基于数据驱动的优化网络模型。最终在不超过最大应力的条件下,利用优化网络模型获得桁架质量的寻优结果。结果表明,基于数据驱动的优化方法在圆管带式输送机桁架优化上具有快速性和准确性的优势,能够满足工程需要。

关键词： 铁路桥梁   网状拱桥   静力性能   数值计算   设计参数   有限元分析  

摘要： 为研究铁路网状体系拱桥的结构受力性能,以某主跨160 m双线铁路网状体系拱桥为研究背景,采用有限元方法,建立桥梁结构的三维空间仿真分析模型,对比吊杆根数、吊杆倾角、拱肋倾角和矢跨比4种设计参数对桥梁静力性能的影响,讨论结构位移、轴力、弯矩、应力等响应的变化规律。结果表明:吊杆根数的增大能减小活载引起的桥梁竖向位移,但拱圈压应力有所增大;桥梁的最大拉应力和最大压应力均随着吊杆倾角的减小而增大,最大压应力出现在拱肋拱脚位置,吊杆倾角为40°和50°时,吊杆所受拉应力大于钢材容许应力,吊杆倾角大于50°时,梁端短吊杆受压;随着拱肋倾角增大,拱桥拉应力近乎线性增大,压应力有所减小;矢跨比越大,活载作用下跨中挠度越小,桥梁最大轴力和弯矩有一定程度减小,吊杆受到的拉应力也越大,矢跨比为0.14~0.20时,拱桥最小应力绝对值随着矢跨比的增大而减小,而当矢跨比从0.20增大至0.22时,最小应力绝对值则显著增大。

关键词： 汽轮机   有限元分析   水压试验   气密性  

摘要： 汽轮机汽缸中的高温高压蒸汽经常会造成汽缸发生较大形变,导致汽缸中分面密封性变差,出现漏气现象。因此,新设计的汽缸都会进行水压试验,保证汽缸的强度与气密性。文章采用新开发的高效抽背机型CB18-8.83/2.6/1.081的外缸进行水压试验分析,建立三维模型,利用ANSYS对其进行有限元分析,并确定水压试验分腔室的方案,提升运行中汽缸的安全性和可靠性。

关键词： 异质钎焊   感应线圈   有限元仿真   温度场  

摘要： 【目的】为了能将感应线圈磁场聚集在硬质合金与钢基体结合处,提高加热效率,设计适用于运动连续钎焊的特殊线圈机构。【方法】根据麦克斯韦方程组和温度微分方程,建立电磁场与温度场耦合的有限元数学模型,通过有限元软件Ansys Maxwell,建立了感应线圈与焊接工件之间的电磁场-温度场耦合数学模型,计算仿真了所设计感应线圈的磁场分布强度与所焊接区域的温度场分布。【结果】利用自主研发的建工钻头钎焊设备进行大量焊接试验,通过测量焊接区域的温度,并与仿真值进行对比,验证了仿真值与实测值吻合较好。【结论】该文研究结果可为感应线圈设计、感应线圈电磁场分布研究提供理论依据,并为改进硬质工具钎焊工艺、改善钎焊区域温度场分布提供技术参考。

关键词： 波纹钢腹板   组合柱   火灾全过程   升降温   温度场   剩余承载力  

摘要： 波纹钢腹板-方钢管组合柱是一种新型的结构形式,为研究方钢管和波纹钢腹板外露于火灾下受到高温影响发生的损伤,采用ABAQUS软件建立了升降温火灾全过程作用后波纹钢腹板-方钢管组合柱性能分析有限元模型,模型时考虑了构件初始缺陷影响,采用试验实测数据结果对有限元模型进行可靠性验证。通过验证后的有限元模型对影响火灾后波纹钢腹板组合柱剩余承载力的主要因素进行参数分析。结果表明:升温时间、截面周长、截面含钢率和荷载偏心率是影响波纹钢组合柱火灾后剩余承载力的主要因素,研究结果可为波纹钢腹板-方钢管混凝土组合柱抗火性能研究提供参考。

关键词： 集成式电机驱动系统   匝间短路故障   端部漏磁场   有限元分析  

摘要： 基于宽禁带器件的变频器具有高功率密度和耐高温工作的优势,通过小型化和轻薄化设计可以将变频器置于电机端盖与端绕组之间,构成结构紧凑的集成式电机驱动系统。该系统发生匝间短路故障时,短路绕组电流增大不仅会使电机内部温度升高导致电机绝缘性能降低,还将引起磁场变化影响变频器的正常工作。以一台1.5 kW的交流感应电机为例,搭建基于宽禁带器件的集成式电机驱动系统三维物理模型,利用数学解析法分析并计算匝间短路故障前后的端部漏磁场,并提取电机内端部印制电路板(printed circuit board,PCB)表面与轴心距离相等、机械角度相差45°的两点处磁感应强度在直角坐标系下椭圆曲线的离心率反映端部漏磁场的对称性,以此为特征指标判断电机是否出现匝间短路故障。仿真与实验结果验证了所提方法的正确性和有效性。

关键词： 框架木箱   有限元仿真   跌落分析  

摘要： 对某公司框架木箱展开研究,通过优化设计提高木箱强度及刚度。采用方法基于有限元仿真方法模拟框架木箱在多种工况下的力学性能,并在分析的基础上对框架木箱一方面进行材料优化,使用性能更好的胶合板代替实木板;进行了结构优化,对框架木箱的顶盖和底座进行重新设计。结果表明,优化设计后框架木箱的最大变形量和最大应力均小于原有设计,强度和刚度都满足要求。框架木箱的优化设计合理,达到预期目标。