关键词： 抖振响应   有限元分析   气动阻尼   模态阻尼比   计算效率  

摘要： 大跨斜拉桥的抖振分析是桥梁抗风设计的重要内容,通常采用风洞试验和有限元分析进行。然而,使用有限元进行分析的过程中需要定义气动刚度和气动阻尼矩阵,其计算时间会随着结构单元数的增加而急剧增长。为提高结构抖振响应有限元分析的计算效率,提出一种抖振响应有限元分析的简化方法,并通过数值模拟仿真和全桥气弹风洞试验验证该方法的有效性。首先,采用抖振响应分析的简化模型,在有限元分析中忽略气动刚度,而气动阻尼则通过附加模态阻尼比进行考虑,并通过模态叠加法进行动力响应计算,从而降低计算复杂性。然后,利用数值模拟仿真和全桥气弹风洞试验对所提方法进行对比验证。研究结果显示,在设计基准风速32.3m/s和0°攻角条件下,成桥状态主梁在跨中和四分点的竖向抖振位移响应均方根值分别为风洞试验测得的39.6mm和21.1mm;而采用本文方法进行数值模拟仿真得到的结果为40.7mm和21.6mm,对应的相对误差分别为2.78%和2.37%。对比结果表明,数值模拟仿真所得的抖振响应与风洞试验结果基本吻合,证明了所提方法的有效性和可靠性。因此,在大跨度斜拉桥抖振响应分析中,可以采用简化的有限元分析方法,忽略气动刚度矩阵,通过附加模态阻尼比考虑气动阻尼,以提高计算效率。这种分析方法大大地简化了分析复杂度,适用于工程实际需求。

关键词： AWE   控制电路板   有限元  

摘要： 本文聚焦于电子设备的典型产品 —— 印制电路板(PCB)的结构优化设计展开研究。以印制电路板中的代表产品某控制电路板作为具体研究对象,借助 CATIA V5 软件构建了该控制电路板的三种结构设计构型,并运用AWE仿真集成开发平台针对这三种结构构型实施模态分析以及随机振动仿真分析操作。经由对仿真结果的对比与剖析,提出了适用于控制电路板的一种结构设计优化方案。本文研究的分析成果能够为同类型的印制电路板产品,诸如控制电路板或者电源电路板在结构优化设计方面给予具有参考价值的借鉴与启示,助力该领域的技术发展与实践应用。

关键词： MEMS倾角传感器   有限元   三次样条插值   挠度曲线  

摘要： 桥梁变形监测是桥梁结构健康监测中的重要内容,研究低成本、具备人工智能技术监测桥梁变形意义重大。将桥梁简化为简支梁,基于有限元理论进行变形分析,合理布设MEMS倾角传感器,利用三次样条插值方法拟合桥梁挠度曲线,通过有限元计算和简支梁荷载试验验证MEMS倾角传感器测量计算挠度曲线方法的适用性和准确性。

关键词： 减振刀杆   复合结构   动态特性   有限元分析   钛合金  

摘要： 钛合金材料广泛应用于航空零件加工,然而在钛合金零件的深腔铣削过程中,大长径比刀杆会发生振动现象。针对大长径比刀杆加工出现的振动问题,首先基于Euler-Bernoulli梁理论建立了铣刀的动力学模型,分析出影响刀杆动态性能的参数。基于参数分析,设计4种芯轴模型,通过分析得出最佳芯轴。随后建立刀杆整体模型,对传统金属刀杆和复合减振刀杆进行有限元分析,对比静刚度、固有频率和动刚度,分析减振刀杆本身特性。结果表明,减振刀杆的静态刚度提升62%,一阶固有频率提升21%,动刚度提升135%。针对两种刀杆对零件的加工表面粗糙度进行试验,得出所设计的复合减振刀杆粗糙度降低了45.3%。设计的复合减振刀杆具有一定的工程意义和学术价值,为大长径比加工刀具设计提供了一定的指导。

关键词： 闸阀中法兰   有限元分析   结构强度   热-结构耦合   结构优化设计  

摘要： 本文聚焦于闸阀中法兰的结构强度与密封性关系,探讨了影响阀门安全性的关键因素。提出了基于阀门的安全可靠运行,应优化设计获得中法兰强度与结构尺寸的合理匹配,并降低其重量。采用ANSYS软件对中法兰有限元分析模型,进行了传热及温度场计算、应用稳态热-结构耦合分析获得了中法兰三向应力分布规律和最大、最小值,确定了最优化的结构尺寸,实现了中法兰强度、结构尺寸及质量的最佳匹配。

关键词： 正交异性钢-UHPC组合桥面板   疲劳加载试验   有限元分析   抗疲劳性   焊缝热点应力  

摘要： 为了探究正交异性钢-UHPC组合桥面板的抗疲劳性能,对其进行疲劳加载试验和有限元分析。试验设计并制作了一个单U肋正交异性钢-UHPC组合桥面板试件,进行了350万次疲劳加载,结果表明,试件的疲劳寿命达到352万次,满足AASHTO规定的200万次正常使用阶段疲劳寿命要求。有限元分析结果显示,UHPC结构层的引入显著降低了焊缝热点应力,其中顶板-U肋连接焊缝的热点应力降幅达到68.7%,横隔板-U肋连接焊缝的降幅为33.2%,过焊孔起焊点的降幅为9.4%。由此表明,正交异性钢-UHPC组合桥面板在抗疲劳性能方面具有显著优势,可为桥梁工程提供可靠的设计方案。

关键词： 矩形中空夹层钢管混凝土梁   空心率   偏心率   纯弯性能   参数分析  

摘要： 提出了一种新型的矩形中空夹层钢管混凝土梁构件。将内钢管向构件受拉侧偏心放置,可以有效减少受拉区混凝土截面面积,充分发挥钢材受拉混凝土受压的特性。利用有限元分析软件ABAQUS建立中空夹层钢管混凝土构件在纯弯作用下的有限元模型,将有限元结果与现有试验结果对比以验证有限元分析方法的准确性后,再对新型组合梁构件进行机理分析和参数分析,变化参数为内钢管偏心率、空心率、内外钢管屈服强度和混凝土强度。分析结果表明:在用钢量及截面高度和宽度一致时,内钢管偏心放置中空夹层钢管混凝土梁的极限抗弯承载力是H型钢极限抗弯承载力的1.6~2.1倍,是空钢管极限抗弯承载力的2.3~2.6倍,且其延性更好;截面高度越大的构件其内外钢管所承受的弯矩占整个构件所受弯矩的比例也越大;矩形中空夹层钢管混凝土纯弯构件的弯矩-跨中挠度曲线大致可以分为弹性阶段、弹塑性阶段和强化阶段;内管偏心放置的承载能力和延性比内管同心放置的纯弯构件的性能更好;内外钢管屈服强度和混凝土抗压强度是影响内钢管偏心放置中空夹层钢管混凝土梁力学性能的主要因素。最后,提出了内管偏心放置钢管混凝土梁抗弯承载力的简化计算方法。

关键词： 组合桥梁   节点   有限元分析   传力机理   计算方法  

摘要： 工字梁组合刚构桥墩梁节点受力复杂,墩梁节点传力机理与荷载分配规律尚不明确,且缺乏相应的墩梁节点计算方法.通过对比工字梁组合刚构桥墩梁节点试验结果,采用验证后的实体有限元计算模型,根据墩梁节点各部件在桥墩轴力、弯矩、剪力单独作用下的受力状态,分析墩梁节点的传力机理和荷载承担占比,建立各部件的设计计算方法,并开展工字梁组合刚构桥试设计.结果表明:墩梁节点的轴力和弯矩传递机理和路径接近,剪力传递机理有所区别;纵梁与横梁各承担45%~55%荷载传递,轴压力和轴拉力作用下纵梁传力路径及荷载承担占比有所变化,直接由纵梁传递的荷载主要通过纵梁下翼缘传递,传递至横梁的荷载主要由横梁腹板栓钉承担.纵梁设计应考虑桥墩截面附加应力,横梁按照简支梁均布荷载受力模式计算,横梁腹板连接件设计按承担所有传递至横梁的荷载计算,纵梁腹板栓钉及下翼缘栓钉按照构造要求配置.试设计桥梁墩梁节点验算满足要求,有限元分析与理论计算结果相符,建立的墩梁节点设计方法可适用于工字梁组合刚构桥设计.

关键词： 钢箱梁   顶推   安全性   有限元分析   临时措施  

摘要： 钢箱梁顶推施工技术是钢箱梁施工重要的技术之一,为研究钢箱梁顶推施工过程中临时措施设计的可行性以及施工的安全性,以崔家崖特大桥钢箱梁工程为例,对其顶推施工的施工工艺以及临时措施的技术参数进行研究,并对临时顶推支架与临时拼装支架的施工安全性进行有限元仿真模拟分析,为类似工程提供借鉴。

关键词： 多自由度机械臂   运动控制   数字控制   神经网络   径向基函数   MATLAB仿真  

摘要： 为提高汽车涂料生产中机械臂的工作效率,达到对多自由度机械臂的控制效果,基于径向基函数(RBF)神经网络,设计了一种新的运动控制方法。首先,根据运动学以及逆运动学理论,应用牛顿-欧拉方程构建机械臂运动模型,分析多自由度机械臂运动状态;然后,以高斯函数的形式表示RBF,搭建神经网络模型,并使用批处理学习算法完成RBF神经网络模型训练;最后,采用RBF神经网络逼近方法,构建控制器,再结合李雅普诺夫函数设置控制器的运行函数,完成控制过程。实验结果表明:该方法的控制能力与控制效率均优于当前其他方法。