关键词： 蒙特卡罗方法   有限元法   颅骨   光热效应   脑成像  

摘要： 利用MCmatlab程序构建了小鼠在有颅骨和无颅骨情况下的脑部光热模型,联合蒙特卡罗方法和有限元法来研究颅骨对脑部光热效应的影响.利用蒙特卡罗方法模拟大量光子在不同脑组织中的传播规律;利用有限元法计算每个单元对光能量的吸收,进而获得脑组织的温度分布.仿真结果表明:在有颅骨的情况下,光在穿过头皮和颅骨时会发生严重的吸收和散射,只有小部分光子能够穿过头皮和颅骨被血管和灰质吸收,光热效应较弱;在无颅骨的情况下,绝大多数的光能够入射到灰质中,血管能够吸收大部分的能量而导致温度上升显著,血管温度上升约0.2℃,光热效应明显.

关键词： 元胞自动机   有限元分析   AA7075-T651铝合金   腐蚀损伤  

摘要： 为合理阐明力-化学交互作用下AA7075-T651铝合金腐蚀损伤特征的演化规律,本研究采用元胞自动机法和力学数值仿真软件联合方法,模拟了铝合金在不同载荷水平下的腐蚀损伤演化过程,系统地探究了机械应力对材料腐蚀生长速率及形貌特征演化的影响。研究结果显示,相较于无外加载荷作用下的材料腐蚀,力-化学耦合作用下材料腐蚀损失的元胞数量、最大腐蚀深度或宽度均明显增大,且从腐蚀损伤特征的最大腐蚀深度/宽度比值随着载荷水平的增加逐渐上升可以看出,拉伸应力造成腐蚀坑在纵向上呈现出更快的生长趋势,进而造成应力集中系数增加,使得腐蚀损伤特征底部由弹性变形转变为塑性变形,最终加速了金属的腐蚀进程。

关键词： 农用拖拉机   造型设计   有限元分析   逆向工程   虚拟样机  

摘要： 鉴于用户对于拖进机外观造型要求提高的现状,对农用拖拉机造型设计与应用进行了研究。拖拉机的整体造型采用逆向工程的方法进行设计,系统分为监控层、应用层、造型设计层和数据库。在进行农用拖拉机造型设计时,除了满足功能和美观的需要之外,还应使结构具有足够的强度和刚度。为此,通过对拖拉机主要受力部分驾驶室和车架的结构进行有限元分析,保证各部分强度低于材料的许用应力。为了验证农用拖拉机造型的合理性,对其进行强度校核试验和用户美观评价试验,结果表明:拖拉机的强度和刚度可保证结构的安全,且造型基本符合用户的审美要求。

关键词： 金属屋面   风洞试验   风振计算   有限元分析   抗风承载力  

摘要： 金属屋面作为一种重要的建筑维护结构,因其造型美观、轻质高强等独特优势已被广泛应用于各种大型公共场馆中。以厦门国际博览中心金属屋面工程为背景,基于风洞试验研究了大型金属屋面在风荷载作用下的抗风性能,采用的基本风压为百年一遇的0.95 kN/m~2,通过搭建风洞试验平台,模拟不同风速和风向下金属屋面的受力状态,测量和分析其受力特点、等效风荷载和风振系数等分布规律。对试验结果进行总结分析,得出了围护结构风荷载标准值,并对比了两种常见计算方法。通过ANSYS有限元软件建立会议中心金属屋面模型,并进行风振计算。通过分析位移时程、典型节点等效风荷载等,得出了可用于本工程设计的整体风荷载值。

关键词： 输电线路   除冰机器人   有限元分析   除冰铣削刀  

摘要： 高压输电线路冬季受环境影响极易发生覆冰现象,传统的人工除冰效率很低,并且危险性极高。为了解决这些问题,提出了一款输电线路除冰机器人。首先,结合除冰作业过程对除冰机器人的除冰装置、六旋翼无人机、除冰铣削刀进行结构设计,然后在此基础上利用三维软件SolidWorks建立了除冰机器人的三维模型,最后利用有限元分析软件ANSYS对除冰机器人的关键部件铣削刀强度进行强度校核。结果表明,设计结构均满足强度刚度要求。

关键词： 三向桁架结构   整体提升   有限元分析  

摘要： 本文以某机场三向桁架结构屋盖为例,对整体拼装提升施工关键技术进行分析。详细介绍了整体拼装、整体提升、支撑钢柱安装、塔架柱拆除等施工工艺,并结合有限元分析,对整体提升过程中的钢结构受力、变形及提升架处混凝土承载能力进行验算分析,各参数验算结果均满足相关规范要求;同时针对本项目的难点给出了提升过程监测要点。本案例可供行业内同类结构施工参考。

关键词： 墩台施工   邻近既有高铁线   有限元   桥墩基础   位移分析  

摘要： 为了研究新建墩台施工对邻近高铁桥墩基础的影响,首先基于小应变土体硬化模型(hardening soil model with small-strain stiffness,简称HSS模型),利用PLAXIS 3D有限元软件建立新建墩台施工全过程计算模型,然后分析邻近既有线高铁桥墩基础土体位移特性,并与现场监测数据对比验证有限元计算模型的可靠性,最后计算分析墩台和桩体的位移情况。结果表明:基坑开挖过程模拟采用HSS模型,有助于有限元计算中获得较可靠的位移结果;既有高铁桥墩基础土体方面,水平向基坑方向最大水平位移1.53 mm,最大沉降5.49 mm。既有墩身和承台最大沉降量小于6 mm,墩承台总沉降和相邻墩承台差异沉降均小于规范限值。既有桩基础群桩外围顶部向四周产生位移,而中间桩顶部沉降较小,呈“开花式”位移状态。在新建墩台施工过程中,钻孔灌注桩的施工、钢板桩的插拔和基坑回填对既有高铁桥墩基础水平位移和沉降影响较大。

关键词： 大口径闸阀   流固耦合   共振特性   减振优化  

摘要： 针对大口径楔式闸阀在启闭过程及小开度工况下易引起流激共振,产生较强的阀杆和闸板振动的问题,提出在阀后添加扩管的结构优化方法,以降低流体流态突变进而减小共振,并给出了3种具体的改进方式。通过对比分析改进前后闸阀管道液流系统的压力脉动、共振幅值,验证优化的可行性。研究结果表明:阀后添加扩管能够减小阀后涡旋和压力脉动,使阀内流体更快的趋于稳定;优化后阀门在1/16和1/8开度下的共振幅值由26.819 mm和2.347 mm减小为10.036 mm和1.959 8 mm,极大地降低了阀门在小开度下的共振幅值,有效减小了共振对阀门的损伤。压力脉动大幅值集中在小开度下低频区内(50 Hz),且脱落涡频率为26.72 Hz和28.44 Hz,当阀门系统处于二阶和四阶模态时,易产生涡激共振,应该避免在小开度工况及相应的频率范围内工作。研究结果可为大口径闸阀的减振优化提供参考。

关键词： 高分辨率外周定量断层扫描   在体   骨小梁   骨密度   有限元分析  

摘要： 提出绝经后女性骨小梁的体密度(volume bone mineral density,vBMD)、力学特性与组织形态计量参数在体分析方法,揭示其在不同解剖学区域的特异性分布规律,骨小梁组织结构与力学特点的局部相关关系。运用高分辨率外周定量断层扫描(high resolution peripheral quantitative computed tomographic,HR-pQCT),首次建立了骨密度区域映射方法和骨小梁与骨髓多材料有限元模型,在体分析了10名绝经后女性骨小梁在胫骨前、后、外、内侧4个解剖区域的骨密度分布与力学特点区域间特异性。运用统计学方法分析组织形态参数与刚度局部区域间的相关性。研究发现骨小梁力学特性、结构与密度在不同解剖学部位的差异具有显著性差异,最低(前侧)骨小梁的强度为最高(内侧)区域的29.11%(P<0.05)。并且发现胫骨前侧和后侧、内侧和外侧都表现出了显著的两两相关的关系。骨小梁与骨髓多材料有限元模型方法为在体分析骨小梁力学与材料特性提供了可能方法。骨组织结构存在区域间相关关系,对了解胫骨材料特点,预测胫骨骨折部位具有指导性意义。

关键词： 钢-   混组合梁   站台梁   有限元   结构计算  

摘要： 杭温铁路永嘉站站台梁为钢-混组合结构,四、五站台11#~12#桥墩简支梁梁长32.6m,计算跨度为31.2m。钢梁采用闭口箱型截面形式,组合梁截面由两片闭口箱梁上接混凝土桥面板组成。针对钢混组合梁在铁路站台结构的应用,本文以杭温铁路永嘉站某站台梁为研究对象,通过拟定合理的结构尺寸,分别采用“Midas Civil”、“桥梁博士”有限元软件建立组合梁纵向、横向有限元模型,结合相关规范,对钢主梁、混凝土桥面板以及剪力钉进行计算分析,为同类型的组合梁结构计算提供参考。