关键词： 交错桁架钢框架   开缝钢板剪力墙   拟静力试验   有限元分析   抗震性能   屈服机制   耗能能力  

摘要： 为研究设置开缝钢板剪力墙的交错桁架钢框架结构的抗震性能,进行了1个设置开缝钢板剪力墙的交错桁架钢框架结构(STSF-SPWS)桁架单元和1个普通交错桁架钢框架结构(STSF)桁架单元的拟静力试验,研究其破坏形态、荷载-位移滞回和骨架曲线、承载力及刚度退化曲线和等效黏滞阻尼系数。建立STSF-SPWS和STSF桁架单元试件的有限元模型,在验证模型的基础上,建立整体结构的平面协同分析模型,对比分析2类结构的耗能机制和非线性滞回耗能能力,并进行参数分析。试验结果表明:STSF破坏时空腹节间弦杆翼缘发生局部屈曲,STSF-SPWS破坏时开缝钢板剪力墙缝间墙肢和空腹节间弦杆翼缘出现局部屈曲;STSF-SPWS的刚度较STSF的低,承载力降低约10.3%,但耗能能力更好,位移延性系数提高约55.2%。通过有限元分析发现,相比于普通交错桁架钢框架结构,经合理设计的开缝钢板剪力墙可为结构提供所需的抗侧刚度,同时还能在地震作用下率先屈服耗能,形成开缝钢板剪力墙与空腹节间弦杆先后屈服耗能的耗能机制;设置开缝钢板剪力墙的交错桁架钢框架结构的承载力和刚度随开缝钢板剪力墙高宽比和高厚比的减小而增大。

关键词： 金属三片罐   微拱滚筋结构   抗压强度   有限元分析  

摘要： 目的在不同微拱滚筋结构下对金属三片罐罐身进行抗压试验与模拟仿真,研究该结构下罐身的抗压能力。方法首先,通过金属材料拉伸试验得到材料物理性能参数,并利用ANSYS Work-bench/LS-DYNA对1、1.5、2 mm等3种向外微拱滚筋结构的三片罐以及直身滚筋罐进行径向压缩仿真模拟,得到4种罐型在相同变形条件下的最大接触力。其次,通过对现有直身滚筋罐和罐身向外微拱滚筋1.5 mm的三片罐进行相同变形条件下的径向压缩试验,记录其最大压缩力。最后,对试验数据和有限元分析结果进行对比分析。结果3种幅度的微拱滚筋结构对罐身抗压强度有不同程度的影响,其中微拱滚筋1.5 mm对罐身强度的影响最大,在保证罐身强度和内部容积的同时,可以采用0.23 mm厚度材料替代现有0.25 mm厚度材料。结论金属三片罐罐身在向外微拱滚筋1.5 mm后,可以有效提升罐身的抗压强度,在罐身材料减薄、减量后可以节约11.42%的材料使用量,在生产中有着重要意义。

关键词： 集石坑   有限元   衬砌结构  

摘要： 针对某工程长引水隧洞集石坑布置情况,采用ABAQUS有限元分析方法,建立集石坑典型结构断面模型,并对其钢筋混凝土衬砌进行分析。此方法验证了衬砌方案的合理性,提供了钢筋混凝土衬砌的计算结果,结果表明,最不利工况为持久设计状况,最大第一主应力为拉应力,其值为5.98MPa,位于集石坑右侧边墙与底部交角;最大第三主应力为压应力,其值为0.36MPa;而C25混凝土单轴抗拉强度设计值1.27MPa,轴心抗压强度设计值11.90MPa。衬砌结边墙和底板拉应力较大,需对衬砌结构采取工程措施加强。

关键词： 薄壁零件加工   金属切削加工机理   有限元技术  

摘要： 薄壁铝制工件在加工过程中常出现变形现象。以金属切削基本理论为依托,介绍了有限元仿真建模技术。重点探讨了薄壁工件加工变形的基本理论,特别是针对薄壁铝件材料属性的模拟分析。通过仿真分析工件加工过程中的应力场、应变场、温度场和切削力的变化情况,与理论切削力计算结果进行详细对比,验证ABAQUS软件在预测薄壁铝制工件加工过程中的仿真准确性。研究成果可以为探索薄壁铝制工件加工变形的原因提供理论依据,进而为提升薄壁工件加工制造精度奠定技术基础。这不仅有助于深入理解金属切削机理,还能指导实际生产中的加工操作,减少因加工变形而导致的质量问题,提高工件的加工精度和成形稳定性,从而推动工艺技术的进步和应用领域的拓展。

关键词： 液态金属   电磁泵   复合推力   田口法   EA优化算法   有限元分析   等效电路图  

摘要： 为了增大液态金属电磁泵的电磁推力,首先在计算机上设计一种具有新型拓扑结构的电磁泵,并建立直线感应电磁泵的有限元模型。在瞬态场下,将直线感应电磁泵的电磁推力、法向力进行耦合分析,对比在不同匝数电流配比、不同气隙尺寸下的次级涡流分布及磁场分布。之后分别用田口法和EA优化算法进化优化处理。为提高电磁推力在复合力中的占比,提出一组合适的直线感应电磁泵的参数尺寸配比。虽然两种算法皆可以提高电磁推力的占比,但是通过测试可得EA优化算法优于田口法,优化后的推力约为原来的2倍;同时法向力明显下降,得到了较为理想的优化效果。最后从电磁场理论出发,得出与LIEP相符合的等效电路图,在等效电路中考虑边缘效应,可以直接计算出推力。推力及法向力经过一维电磁场模型和二维单层次级电磁场模型相互结合的方式得到,降低了计算的繁琐程度。

关键词： 深基坑   侧壁渗漏   支护结构   数值分析   现场监测  

摘要： 以深圳市某深基坑为背景,采用ABAQUS有限元分析软件结合现场实测分别对线漏、管漏两种渗透流量对周边环境的影响进行对比分析,研究了基坑侧壁渗漏对支护结构的影响规律。结果表明:线漏造成的沉降变形以固结沉降为主,管漏造成的沉降超过固结沉降数值,以土体结构破坏引起的大变形为主;线漏的影响范围集中在1.5h(h为基坑深度)以内,最大沉降位置在0.5h~0.6h范围内,最大沉降位移在0.13h%~0.25h%。通过与实测数据对比,表明文中数值分析数据可靠,可以作为后续工程渗漏处理工作的参考。

关键词： 输电线路   跨越架   动态响应   有限元分析   环境载荷  

摘要： 针对输电线路跨越架在复杂环境载荷作用下的动态响应进行深入分析,通过建立精细化的有限元模型,模拟跨越架在风载、地震及温度变化等多因素耦合作用下的动力学行为。文章首先验证模型的准确性,随后开展一系列数值模拟实验,详细探讨不同载荷条件下跨越架的应力分布、变形特性及振动响应。结果表明,风载是引起跨越架动态响应的主要因素,而地震作用对其影响则呈现出局部性和瞬时性。通过对比分析,提出优化跨越架结构设计的建议措施,以增强其抵抗外部载荷的能力,进而保障电力系统的稳定运行。

关键词： 复合材料优化方法   机翼   响应面优化   有限元分析   无人机   结构设计  

摘要： 随着碳纤维复合材料的发展,因其比强度高、比刚度高等优点成为了无人机机翼设计的首选材料。根据大展弦比无人机机翼建立了三维模型,通过ANSYS中ACP模块校核了机翼复合材料的强度、刚度及稳定性,基于响应面优化(Response Surface Optimization)中的多目标遗传算法(MOGA),对复合材料的铺层角度、厚度、区域进行了分级优化。在150 m/s飞行速度工况下,优化后机翼最大变形由原来的20 mm变为33 mm,Tsai-Wu因子由0.53变为0.586,在符合性能要求的前提下重量下降45.4%,为无人机增加载荷能力或延长续航时间提供了方便。该优化方法为针对复合材料在航空结构的优化设计提供了参考。

关键词： 道路桥梁   加宽加固   遗传算法   有限元分析   碳纤维复合材料  

摘要： 本文针对道路桥梁加宽加固的设计问题进行了深入研究。首先,论述了行车负载、土地压力、风压、湿度以及温度等因素对桥梁结构强度的影响,并建立了桥梁静、动态受力数学模型。其次,比较了常见的几种加宽方法,并以次约束条件下最小化静、动态受力为优化目标,采用遗传算法对路桥加宽方案进行优化。最后,开发出了基于有限元分析的桥梁加固设计方法,并采用了创新的加固方式:钢筋混凝土和碳纤维复合材料的组合加固方式。研究得出,这种加固方式可以显著提高道路桥梁的抗震能力和承载能力,而且具有施工简便、耗时少、成本低等优点。本研究成果不仅可以为现有道路桥梁的改造提供技术支持,而且也为加固设计的设计理论和方法提供了新的视角。

关键词： 胎架   有限元分析   多目标遗传算法   轻量化   绿色设计  

摘要： 为推进工业绿色发展,引导企业绿色产品设计,以某船舶胎架为研究对象,对其进行轻量化设计。运用UG对胎架进行参数化建模,基于Ansys仿真平台,对胎架进行静力学分析,采用中心复合试验设计方法,以胎架的质量、总变形量、最大等效应力和安全系数为性能指标,胎架上的两种板厚尺寸为设计变量,构建了胎架二阶响应面模型,采用遗传算法对胎架进行多目标求解优化,实现胎架的轻量化设计,并对该方法进行鲁棒性验证。胎架的轻量化设计作为一种绿色产品设计,可以为造船企业在辅助工装设计时提供参考方法和依据。