关键词： 核燃料运输   运输载荷   有限元分析  

摘要： 新的核燃料制造完成后,需要通过合适的运输手段从制造厂运输到核电厂以入堆使用。在新燃料的运输过程中,由于运输设备的启动、加速以及运输道路的具体情况,会对燃料造成一定的振动和冲击,严重情况下可能会影响燃料使用。本文开展了新燃料运输载荷下的三维有限元分析,根据精细建模结果,对燃料棒进行了等效梁简化,并分析了燃料组件在运输加速度载荷下的动态响应,对芯块开展了冲击载荷下的受力分析。分析结果表明,在正常运输工况下,燃料棒包壳的最大应力远小于材料屈服强度。芯块在4 g加速度冲击载荷下,最大应力达到2140 MPa,有一定的开裂风险。After the fresh nuclear fuel is manufactured, it needs to be transported by suitable means from the manufacturing plant to the nuclear power plant for use in the reactor. In the process of transportation of fresh fuel, due to the start and acceleration of transportation equipment and the specific conditions of transportation roads, certain vibrations and impact will be caused to the fuel, which may affect the use of fuel in serious cases. In this paper, the three-dimensional finite element analysis under the fresh fuel transport load is carried out. According to the fine modeling results, the fuel rod is simplified by equivalent beam, the dynamic response of the fuel assembly under the transport acceleration load is analyzed, and the force analysis of the pellet under the impact load is carried out. The analysis results show that the maximum stress of the fuel rod cladding is much less than the yield strength of the material under normal transport conditions. Under 4 g acceleration impact load, the maximum stress of the pellet reaches 2140 MPa, and there is a certain risk of cracking.

关键词： 接触网   电流分布   电气性能   有限元分析   优化设计  

摘要： 铁路接触网作为电气化铁路供电系统的关键设备,其电流分布特性直接影响供电效率和运行安全。通过建立接触网电流分布数学模型,采用有限元法分析不同工况下的电流分布规律。实验研究表明,接触线截面积、分段长度、机械张力等因素对电流分布均有显著影响。优化设计显示:增大接触线截面积20%可降低局部过热概率35%;合理控制分段长度可使电流分布均匀性提高25%;适当提高机械张力能减少温度应力变形15%。研究成果为接触网系统电气性能优化提供了理论依据和技术支撑。

关键词： 滚动轴承   偏航轴承   风力发电机组   疲劳寿命   有限元分析   雨流计数法  

摘要： 受模型的复杂性和计算规模限制,针对大兆瓦风电机组偏航轴承的性能分析大多采用了简化模型。为此,详述了极限工况、疲劳工况下的数据处理方法,使用有限元软件搭建偏航轴承全实体化模型进行轴承静强度分析和套圈疲劳分析,该模型综合考虑了螺栓预紧力的影响,对偏航轴承的内外圈偏移量、密封性能,弹簧等效下的钢球载荷、接触角、截断角以及套圈拉压Von Mises应力和螺栓载荷等进行了全面分析。提出了一种基于雨流法将LDD转化为马尔科夫矩阵的方法,用于计算偏航轴承各部件的疲劳累计损伤。

关键词： 绿肥开沟   有限元分析   ANSYS   模态分析   机架  

摘要： 南方绿肥制种区域一般为秋收后水田,针对水田土质普遍黏湿,绿肥虽生命力旺盛,但不耐水的特性,为了水田绿肥期开沟排水作业,结合实际农艺要求,设计了一款水田绿肥开沟机,对其整机结构进行设计和装配。利用SolidWorks作出绿肥开沟机的三维图,通过ANSYS软件对绿肥开沟机机架进行有限元分析,静态分析确定机架的变形和应力情况,模态分析确定有固定约束时前六阶机架的固有频率与振型,为绿肥开沟机机架结构的设计和优化提供理论依据。

关键词： 架空层   支撑胎架   有限元分析  

摘要： 现代建筑钢结构应用广泛、施工过程需要适配性较高的临时支撑措施以满足设计条件。基于某项目大跨度架空层钢结构施工实际应用情况,研究针对性地设计了一组支撑胎架系统,该方案综合考虑了结构稳定性、承载力及施工便利性,通过有限元分析验证了设计的可行性。研究结果表明,所提出的胎架系统设计方案能够有效提高施工效率,降低施工成本,同时确保了施工过程中的结构安全。

关键词： 钢结构挡墙   混凝土挡墙   有限元  

摘要： 为了探究露天矿破碎站钢结构挡墙和混凝土挡墙的适用范围,通过材料特性、结构性能、成本效益和环境影响等方面的比较,全面地了解它们在不同应用场景下的优缺点。以某实际工程挡墙为研究对象,分别对钢结构挡墙和混凝土挡墙进行建模分析计算。分析结果表明,两种结构形式的挡墙在工程造价方面差别不大,挡墙的使用年限以及挡墙高度是影响结构选型的关键因素。该研究旨在为确定更安全、更经济的结构方案提供有益的参考。

关键词： 装配式混凝土框架节点   对拉钢筋式   有限元分析   损伤准则  

摘要： 文章设计构造了一种新型外包钢管-对拉钢筋式装配式混凝土框架节点,并进行低周反复荷载试验研究。试验共设计4个足尺节点试件,研究外包钢管厚度和在节点核心区设置补强板对节点承载力和刚度的影响。基于已有的试验研究结果,建立ABAQUS有限元模型,对节点在循环荷载作用下的力学性能与破坏模式进行模拟,对节点受力机理进行分析。模型中采用混凝土塑性损伤本构模型、钢筋双折线弹塑性模型、钢结构混合强化本构模型,并定义钢材柔性损伤。对比试验结果可知该模型准确地模拟出节点承载力退化以及滞回曲线的捏缩,验证了模型损伤准则的适用性。对模型的耗能与刚度退化进行分析,进一步探究了对拉钢筋直径、外包钢管延伸高度、轴压比等参数对节点力学性能的影响。

关键词： 未预裂型直接剪切   拓扑优化   受力机理   拉压杆模型   有限元  

摘要： 本文以未预裂型推出构件直剪为研究对象,采用ABAQUS有限元软件和渐进性结构拓扑优化(ESTO)程序,结合拉压杆模型进行分析。在线弹性阶段,建立二维平面应力模型,通过ESTO程序,确定适合的拉压杆模型。在非线弹性阶段,通过引入混凝土塑性损伤模型,模拟混凝土在受力过程中的非弹性行为,使用加载分析得出未预裂型直剪的具体破坏机理,成功揭示了直剪面上的应力分布和损伤发展过程,探讨了未预裂型直剪的力学行为及其破坏机理,为相关结构设计和承载力计算提供参考和指导。

关键词： 深基坑   有限元分析   水平位移   地表沉降  

摘要： 为分析支护结构对基坑变形的影响,文章以盐城市铁路综合客运枢纽基坑工程为依托,采用ABAQUS有限元数值计算软件进行分析,建立了考虑施工过程的三维有限元模型,研究了基坑开挖过程中的变形响应特征,以及不同锚索预应力对基坑变形的影响,结果表明:基坑坑外地表沉降呈现先增大后减少最终趋于平稳的变化趋势,最大沉降量为18 mm,桩身沿埋深方向水平位移曲线呈近似抛物线变化,最大水平位移为67 mm;增大锚索预应力可有效控制基坑的变形;研究结果可为未来的相似工程提供参考。

关键词： 发育性髋关节发育不良   髋关节发育不良   有限元   髋关节   应力   生物力学   儿童   骨盆截骨术  

摘要： 背景:发育性髋关节发育不良常易导致患儿肢体畸形,其诊疗的相关研究已逐渐明确;近来有限元法因其优势在发育性髋关节发育不良的相关研究中受到学者重视。目的:通过文献检索综述有限元法在儿童发育性髋关节发育不良及治疗中的研究进展,分析总结其优势与不足,并探讨未来进一步研究的方向及应用前景。方法:应用计算机在Pub Med、SCI、CBM和中国知网数据库中检索2014年1月至2023年11月发表的相关文献,以“developmental dysplasia(dislocation) of the hip,dysplasia of the hip,finite element analysis(method),pavlik harness,fixation in herringbone position,biomechanics,pelvic osteotomies,pemberton,salter,dega,periacetabular osteotomy,children”为英文检索词,以“发育性髋关节发育不良,发育性髋关节脱位,髋关节发育不良,儿童,有限元,Pavlik吊带,人字型固定,生物力学,骨盆截骨术,髋臼周围截骨术”为中文检索词,同时纳入少量远期文献,通过筛选最终纳入62篇文献进行分析。结果与结论:(1)儿童发育性髋关节发育不良髋关节力学环境异常,髋臼内部压力不均匀、应力增大并集中,关节接触面积减小,股骨颈局部应力集中;(2)在Pavlik吊带及人字型固定位患髋力学环境改善,集中的高应力区域消失,关节接触面积增加,但外展角度过大会导致髋臼及股骨头外侧应力增加;(3)骨盆截骨术治疗后髋关节及骶髂关节应力环境得到改善,3种截骨术没有单一的铰链,其应力负载部位因患儿年龄而存在差异;(4)髋臼周围截骨术治疗后关节接触压力接近正常,而非球形股骨头者恢复困难;(5)术后X射线片表现不能说明关节接触力学达到最佳;(6)提示利用有限元法可以获得体内无法测量的信息,其在虚拟环境中操作不受时间和伦理的限制;能直观地看到正常与发育性髋关节发育不良患者髋关节应力变化的区域,从力学角度说明治疗的有效性,为需要截骨手术治疗的患者建立特定的有限元模型、量身定做手术计划;发育性髋关节发育不良的有限元建模及儿童髋关节材料特性参数尚无规范、统一的标准,由于有限元固有的局限性,目前还不能分析同时包含骨骼、软骨、韧带、肌肉等元素的模型;有限元分析操作难度较大,虽有优势但不具普适性,且目前的研究样本量较少,还需进一步扩大及验证。