关键词： 钢管混凝土系杆拱桥   吊杆下料长度   影响因素   有限元分析  

摘要： 为了精确计算钢管混凝土系杆拱桥吊杆下料长度,避免施工经济损失和工期延误,以某钢管混凝土系杆拱桥为例,首先,进行了吊杆下料长度影响因素分析,分析表明,吊杆弹性伸长量、主拱剩余预拱度、吊杆修正量等因素对吊杆下料长度有重要影响。然后通过合理考虑以上影响因素并借助MIDAS/Civil有限元软件模拟主拱肋、吊杆、纵横梁的施工全过程,可准确计算出钢管混凝土系杆拱桥的吊杆下料长度,从而确保钢管混凝土系杆拱桥的施工质量和结构安全。

关键词： 机器人   变刚度   能量存储   人机安全交互   锤击碰撞   有限元分析  

摘要： 为增强机器人末端执行机构的操作能力以及保障人机交互的安全性,提出了一款具有刚度可变、能量存储、环境适应性强、人机安全交互等多种功能的变刚度机构(Variable Stiffness Mech⁃anism,VSM)。首先,介绍了该机构通过多个磁体轴向排列并相互作用实现刚度可变功能的原理,并提出数种不同的刚度模式;然后,将VSM搭载在一台6-DOF机器人系统上进行一系列锤击碰撞实验,展示并分析了VSM具有的优良能量存储能力和自适应能力;其间,依托该机器人系统并利用Python软件和有限元分析等方法探究了如何通过VSM实现最优的锤击轨迹以及最佳锤击效果;最后,分析了进行硬性碰撞实验时对机器人造成的潜在损伤并如何调节VSM刚度以缓解这类损伤。结果表明,VSM的存在可以在低刚度阶段吸收大部分传递给机器人的冲力,从而可以有效避免机器人系统在进行类似工作时造成的损伤。

关键词： 变轨距   型面匹配   多体接触   横移量   有限元分析  

摘要： 为研究跨国高速列车变轨距转向架不同位置的接触情况,建立了轮-轴-轨多体接触有限元模型,对比分析轨距、横移量及型面匹配对轮轴、轮轨接触斑与等效应力的影响。结果表明:变轨距转向架中的车轴在运营过程中会产生向上的弯曲,车轮和车轴间的接触面积沿轴向逐渐减小,轮轴间受力不均匀,横移量的改变会进一步影响这一现象;车轮和车轴在间隙配合下产生的轮轴等效应力值比传统转向架在过盈配合下产生的值大,且在轮座外侧端部产生应力集中,在检修维护中需重点关注;不同轮轨型面匹配中标准XP55与两种钢轨的匹配性能较好,为变轨距转向架车轮型面的选型提供参考。

关键词： 旋回衬板   结构优化   材料选择   有限元分析   性能分析  

摘要： 随着现代工业对设备效率和可靠性要求的不断提高,旋回衬板的优化设计成为提升机械装备性能的关键。本文围绕旋回衬板的优化设计进行深入研究,旨在通过衬板轮廓优化与材料选择,提高其工作效率及使用寿命。首先分析了旋回衬板的工作机理和失效模式,基于此提出了一套完整的优化设计方案。采用有限元分析方法对设计方案进行模拟验证,并通过实际工况测试来评估优化效果。结果表明,优化后的旋回衬板在耐磨性、抗冲击性和工作稳定性等方面均有显著提升。本文的研究成果为旋回衬板的工程应用提供了理论依据和实践指导。

关键词： H型钢   弱轴   剩余承载力试验   有限元分析   损伤评估  

摘要： 工业厂房中的H型钢常遭受吊物与车辆撞击,且撞击方向具有不确定性.基于此,本文针对H型钢弱轴撞击后剩余力学性能与损伤评估进行研究.首先,通过试验获得了弱轴撞击后破坏形态、荷载位移曲线与应变发展特征.其次,基于有限元模型重点分析了撞击质量、撞击速度与轴压比对剩余承载力的影响,并提出了H型钢弱轴撞击后剩余承载力预测公式.研究结果表明:试件受压以整体弯曲变形为主,翼缘与腹板均未发生明显局部变形;撞击后试件刚度与承载力明显降低,但仍保持较好的延性;撞击能量与轴压比是影响剩余承载力的关键因素;基于撞击质量、撞击速度与受撞时轴压比建立了m-v-n损伤评估曲面图,可根据撞击工况评估H型钢弱轴受撞损伤程度.

关键词： 组织构建   骨组织工程   正畸减数   颞下颌关节   有限元分析   磨牙前移  

摘要： 背景:颞下颌关节紊乱病与颞下颌关节内有高应力密切相关。减数拔牙后伴随着磨牙位置的改变,建立新的咬合关系往往会导致颞下颌关节内应力环境发生改变。目的:在牙尖交错位时,利用三维有限元模型分析正畸减数拔牙后不同程度磨牙前移下颞下颌关节的应力分布。方法:选择在山东青岛市市立医院口腔正畸科就诊的正常牙合患者1例,收集其锥形束CT和MRI数据,分别建立减数前、减数后上下磨牙前移1/3拔牙间隙(拔除4颗第二前磨牙)及减数后上下磨牙前移2/3拔牙间隙(拔除4颗第二前磨牙)的有限元模型,通过建模软件分析牙尖交错位时颞下颌关节各部位的应力分布。结果与结论:(1)减数前后模型中髁突、关节盘、骨关节窝的受力分布基本一致,髁突的应力主要分布于髁突的前部及顶部,关节盘的应力主要分布于关节盘的中带及外侧,颞骨关节窝的应力主要集中分布在关节窝的前部及顶部。与减数前相比,减数后模型中髁突、关节盘及关节窝的等效应力值减小;正畸减数拔牙后,上下磨牙前移1/3拔牙间隙模型中髁突及关节盘的等效应力值小于上下磨牙前移2/3拔牙间隙模型。(2)从生物力学角度上讲,正畸减数拔牙可以降低颞下颌关节的应力,进而提供良好的生物力学环境。

关键词： 疲劳试验   自平衡   加载框架   有限元分析  

摘要： 在以往的全机静力/疲劳试验中,通常采用立柱龙门架或者一体化加载框架来施加载荷,这两种加载方式均需借助地轨形成盒式结构。对于某民机后机身疲劳试验,试验区域无地轨、无顶棚,对加载提出了较大挑战。为解决试验件的支持及垂向、航向、侧向载荷施加等难题,在疲劳/静力试验加载框架研究的基础上,进一步发展了试验加载框架设计技术,提出了一体化自平衡整体加载框架设计方案,并进行了仿真与试验验证。试验结果表明,该加载方式可行有效,在后续全机和部件的静力/疲劳试验中有较大应用前景。

关键词： SQ模型   热力学参数耦合干扰   负荷削减   约束条件   反弹抑制  

摘要： 液压空调通过液压传动实现能量的传递与转换,其内部的液压元件如泵、阀、马达等在运行过程中会产生压力波动、流量变化以及温度梯度,液压空调系统具有显著的非线性特性,其能量传递过程和响应受到热力学参数变化的影响,由于各个热力学参数之间存在耦合效应,导致空调的运行状态信息较难获取,单一模型构建的系统可能无法及时调整,从而导致负荷值剧烈波动和反弹现象的出现,对此,提出热力学参数耦合干扰下的液压空调负荷调控方法。首先需要模拟液压空调状态,建立其液压回路中能量传递过程(Energy Transfer Processes, ETP)模型并对其展开线性化处理,获得改进后的状态空间二次(State-space Quadratic, SQ)模型;然后基于SQ模型获取的热力学参数,在考虑不同参数之间的耦合效应的基础上,构建液压空调状态复合模型,对该模型展开离散处理解决热力学参数耦合干扰影响,获得液压空调的运行状态信息;最后提出降负荷和反弹抑制两种调控策略,将空调最大功率最小化与最大化负荷削减量设为优化目标,并建立对应的约束条件,通过调整工作状态完成液压空调负荷调控。实验结果表明:所提方法实现了液压空调负荷的有效调控,负荷波动功率幅值在0.4 MW范围内,温度波动范围在1℃以内,调控指令延时在1 s内。

关键词： 盾构隧道   极限分析   极限支护力   注浆加固   上限有限元  

摘要： 盾构施工过程中,壁后注浆方法可有效防范隧道失稳、地表沉降超限等问题.然而,注浆加固隧道的破坏机制尚不清晰.基于上限有限元方法,通过求解不同参数下注浆加固隧道的极限支护力系数、地层破坏模式、地表失稳特征曲线来研究不同地层参数对注浆加固隧道稳定性的影响.研究结果表明:考虑注浆加固影响时隧道的极限支护力较未考虑注浆加固时可降低323.51 kPa.在加固参数增大过程中,隧道极限支护力系数呈线性下降趋势,且下降速度受注浆层参数影响,k2与k1越大,下降速度越快,滑移线起始位置沿着隧道轮廓逐渐向隧道底部扩展,隧道周边土体的破坏范围集中在隧道边墙及顶板上方.注浆加固隧道能有效抑制地表沉降.随着注浆层厚度的增加,地表最大沉降系数不断减小.注浆层摩擦角增大15°时,地表最大沉降系数减小40%.

关键词： 高速碎混灭茬耙   机架   模态分析   有限元  

摘要： 以黑龙江省农业机械工程科学研究院绥化分院自主研发的2BGM-245高速碎混灭茬耙机架为研究对象,验证高速碎混灭茬耙的机架设计是否合理。应用三维建模软件Solid Edge和有限元仿真分析软件Ansys建立机架的有限元模型,进行高速碎混灭茬耙机架模态振动分析。通过模态分析得出机架振型的固有频率振动特性,输出各阶的振形图,来验证机架设计的合理性。研究结果表明,通过虚拟样机技术,仿真分析和再设计保证了机架结构设计合理。研究结果对提高高速碎混灭茬耙的可靠性、作业精度及延长使用寿命具有重要意义。