关键词： 抗震设计   房屋结构设计   有限元分析   建筑主体结构   安全性  

摘要： 在当前的建筑环境中,由于地震带给建筑的影响仍是一个重要的问题。特别是在地震频发地区,如何做好抗震设计,确保建筑物的安全性就显得尤其重要。本研究以分析抗震设计在房屋结构设计中的应用为目标进行讨论。首先,我们阐述了抗震设计对于房屋结构的重要性及其所起到的模拟强震作用的基础性理论基础。其次,我们运用现代结构工程中的有限元分析,对实际建筑项目中的抗震设计进行模拟计算,以验证抗震设计理论的实际应用。研究结果表明,抗震设计可以有效减少地震时建筑主体结构的变形和破坏,显著提升建筑结构的安全性,防止严重的财产损失和人员伤亡。因此,我们认为,抗震设计在房屋建筑结构设计中不可忽视,并需要予以足够重视。研究内容对于进一步优化新型抗震建筑结构设计方法,提供了重要的理论依据和实用指导,对于建筑施工实践具有广泛的参考价值。

关键词： 寰枢椎侧块   融合器   3D打印   有限元分析   解剖学  

摘要： 目的设计一款基于解剖学测量及3D打印技术应用的新型寰枢椎侧块融合器,并初步探索其生物力学特性和应用。方法通过干燥骨性尸体标本和影像学测量获取寰枢椎侧块关节解剖数据,包括:寰椎侧块矢状径、横径,枢椎侧块矢状径、横径,侧块关节间高度,侧块关节面角度。应用Minics软件,Inspire2018软件建立寰枢椎侧块融合器模型并通过有限元分析其在垂直压缩,前屈后伸,侧方屈曲的生物力学特性。使用3D打印机器按照有限元分析模型打印出融合器,使用尸体标本模拟后路寰枢椎椎弓根螺钉内固定+双侧侧块融合器置入术并观察融合器位置。结果将根据解剖数据电脑设计的融合器做有限元生物力学分析显示垂直压力为700 N时,融合器最大变形1.84×10^(-2)mm,最大等效应力5.92×10^(2)MPa;当前侧加载力1000 N,后侧加载力500 N时,融合器最大变形1.3×10^(-3)mm,最大等效应力7.31×10^(2)MPa;当前侧加载力500 N,后侧加载力1000 N时,融合器最大变形3.79×10^(-2)mm,最大等效应力6.99×10^(2)MPa;侧方屈曲上表面加载力700 N,加载扭矩2 N.m时,最大变形2.70×10^(-2)mm,最大等效应力5.31×10^(2)MPa,均满足应力要求。模型上行后路寰枢椎椎弓根螺钉内固定+双侧侧块融合器置入术后见双侧融合器及椎弓根螺钉位置良好。结论3D打印寰枢椎侧块融合器在有限元分析和尸体上的初步探索提示能满足寰枢椎融合术的需求。

关键词： 高速铁路   钢轨波磨   瞬态动力学   有限元分析   磨损分析   轮轨接触特性  

摘要： 以典型钢轨波磨病害为研究对象,构建了考虑轨下结构及轮轨弹塑性接触的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,采用基于有限元模型的三维磨损分布计算方法,研究了匀速和牵引状态下轮轨接触特性及钢轨磨损行为的差异,以及牵引状态下不同病害参数钢轨波磨对轮轨接触特性及磨损的影响规律。结果表明,牵引状态下轮轨纵向力受固有刚度不平顺影响更显著,波磨对相对滑移的影响与纵向力有关,且需在固有刚度不平顺影响基础上叠加,叠加效果与波磨波长和谷深有关。在波磨谷深限值内,当波磨波长较短或谷深较大时,纵向力会出现与波磨几何相似的振型,导致相对滑移分布与波磨几何相关,接触压力变化进一步影响磨损深度,使波峰附近磨损增加,波谷附近磨损减少,波磨进一步发展。由于磨损增量相位与波磨几何相位差较小,钢轨波磨有减缓趋势,波磨在较大波长及谷深下减缓较快。研究结论以期为高速轮轨波磨区段钢轨维护策略提供理论参考。

关键词： 骨关节炎   低密度区   有限元分析   软骨   半月板  

摘要： 目的探讨胫骨平台下低密度区骨量及体积对膝关节内软骨及半月板最大von Mises应力的影响。方法研究纳入1名健康成年志愿者(获取CT)及1名膝骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)患者(获取X线片),在正常膝关节模型基础上建立包含低密度区的膝关节静力模型。在有限元分析中,加载1000 N和1800 N轴向载荷至股骨头上表面负重区,分别用于模型验证及有限元研究,对股骨软骨、内外侧胫骨软骨、内外侧半月板的最大von Mises应力进行观测,同时对内/外侧组件应力占比进行分析。并针对不同低密度区KOA患者标本进行HE染色及碱性品红染色观察。结果模型验证结果表明构建的模型符合正常解剖结构且与既往文献计算结果具有一致性。静力分析结果示,正常膝关节内侧组件的最大von Mises应力最低,随着低密度区进展,其最大von Mises应力随之升高;而外侧组件则呈相反趋势,正常膝关节外侧组件的最大von Mises应力最高,随着低密度区进展,其最大von Mises应力随之降低。内侧组件在整个膝关节内所承受的应力占比亦越来越高。HE染色示,随着低密度区范围增大,软骨细胞层逐渐磨损甚至消失;碱性品红染色示,骨小梁微断裂严重程度随低密度区范围扩大逐渐增高。结论胫骨平台下低密度区的存在可能会加重关节退变,临床实践中需重视胫骨平台下低密度区的改变,并积极采取有效措施强化胫骨平台下低密度区骨质状态,恢复膝关节完整生物力学功能,以延缓或逆转骨关节炎进展。

关键词： 重型电动数控螺旋压力机   结构设计   有限元分析   前处理   后处理  

摘要： 目前重型电动数控螺旋压力机已经被大规模应用于大批量的冲压件生产制作过程中,例如高铁轮毂、飞机起落架等诸多重工业设施都会采用到该设备参与生产,它完全匹配了工业4.0时代的发展要求,在科学技术应用方面发展迅速。在本文中着重介绍了重型电动数控螺旋压力机的诸多结构设计内容,并对其有限元的前处理、后处理过程进行双重分析。

关键词： 焊接接头   低周疲劳   失效机理   纳米压痕   有限元方法  

摘要： 以25Cr2Ni2MoV钢焊接接头为对象,开展了不同应变幅水平下的低周疲劳试验,得到了其低周疲劳强度特征,并对失效试样的疲劳失效位置进行了规律统计。结合纳米压痕试验和有限元反演方法,获取了焊接接头不同区域的力学性能对比和相关参量,反演出其母材、焊缝和热影响区3个区域的应力-应变曲线,同时采用有限元方法得到了焊接接头的局部轴向应变分布特征,揭示了焊接接头疲劳失效位置随载荷水平变化的演化机理。结果表明:在较低的应变水平下,焊接接头的最大轴向应变主要集中在靠近热影响区的母材,低周疲劳失效位置也集中在这里;当载荷水平居中时,热影响区附近母材和焊缝中心轴向应变相当,低周疲劳失效位置在两处随机出现;当载荷水平较大时,最大轴向应变出现在焊缝中心处,疲劳失效位置也主要出现在焊缝中心处。

关键词： 刚构桥   0~#块支架   支架   设计分析   有限元分析  

摘要： 随着交通基础设施建设的不断发展,跨线刚构桥在现代桥梁工程中的应用日益广泛。0#块作为刚构桥施工的关键部位,其支架设计与施工技术直接影响着桥梁的整体质量和施工安全。本文以广州增城至佛山高速公路东北货运外绕线跨线桥为背景,针对跨线刚构桥0#块支架设计与施工技术展开深入研究。阐述了0#块支架的设计、结构计算,通过有限元分析软件进行分析,验证了支架设计与施工技术的可行性和有效性,确保设计的合理性和安全性。介绍了0#块支架的施工工艺流程,包括支架搭设、预压试验等关键环节,提出了相应的施工质量控制要点和安全保障措施。为类似工程提供了有益的参考和借鉴。

关键词： 有限元法   静力线性分析   静力非线性分析  

摘要： 有限元方法是求取复杂微分方程近似解的一种非常有效的工具,是现代数字化科技的一种重要基础性原理,其在工程应用中融合了高等数学、数值分析、弹性力学和塑性力学等各学科的知识。其方法已经在土木工程、机械工程、航空工程、生物工程等各行业得到了应用。工程应用中的杆系、实体,均可采用有限元方法进行计算分析,本文通过对有限元方法介绍和两个模型算例,对有限元法工程应用进行了初探。

关键词： 涡旋压缩机   变基圆渐开线   小型化   有限元分析   多场耦合分析  

摘要： 涡旋式压缩机在微小化领域发展前景广阔,降低涡旋盘的尺寸是微小型涡旋压缩机的重要优化目标,选择结构紧凑的涡旋型线十分重要。采用变基圆渐开线代替传统定基圆渐开线,可减小涡旋盘的盘径与齿高,从而实现涡旋盘径向与轴向尺寸的缩小。为研究2个方向上尺寸的缩小对涡旋盘力学性能的影响,使用ANSYS软件分别对定基圆渐开线涡旋盘与减小盘径、减小齿高的变基圆渐开线涡旋盘进行流-热-固多场耦合分析,以应力与变形量大小作为衡量力学性能的指标,对三者进行对比。研究结果表明,通过使用变基圆渐开线来减小齿高可明显提升涡旋盘的力学性能;使用变基圆渐开线来减小盘径可更加满足轻量化与小型化的需求,但力学性能则会有所下降。

关键词： 波纹管   内高压成形   有限元分析   工艺  

摘要： 本文分析了C210N轿车发动机排气波纹管的内高压成形技术,波纹管作为排气系统关键部件,具有柔韧性、耐腐蚀性和耐高温性等特点。内高压成形技术能精确塑造波纹管形状,提高强度和柔韧性,实现一次成形,提升生产效率。该技术还增强了波纹管的密封性能和耐久性,适应了高温、高压和振动等复杂工况。文章对C210N轿车排气波纹管的材料选择及有限元分析进行了阐述,得出中间波纹区域变形量最大,并通过有限元分析得到合适的成形工艺参数。