关键词： GFRP管   UHPC   有限元分析   抗震性能   抗剪承载力  

摘要： 为研究玻璃纤维增强复材(GFRP)纤维丝缠绕角度与轴压比对GFRP管约束超高性能混凝土(UHPC)组合柱抗震性能的影响,设计了6个GFRP管约束UHPC组合柱和1个UHPC对比柱,并开展了试件在水平低周往复荷载和轴力共同工作下的拟静力试验,分析了试件的骨架曲线特征。为进一步探究径厚比、长细比、约束管环向弹性模量、混凝土抗拉强度对该组合柱抗震性能的影响,建立了一种组合柱有限元分析模型,分析了不同设计下结构的耗能能力。结果表明:GFRP管对提高UHPC柱的抗震性能效果显著,组合柱的破坏形态、峰值荷载和峰值位移均得到提高;有限元分析结果与试验结果吻合良好,验证了分析模型的有效性;通过拓展分析发现,随着径厚比的减小与环向弹性模量的增大,试件的承载力增强,耗能能力变差;随着长细比的减小,试件的承载力增大,极限位移变小,耗能能力变差;混凝土抗拉强度对试件抗震性能有影响,但影响较小。通过回归分析,提出了一种适用于GFRP管约束UHPC组合柱的抗剪承载力计算式。

关键词： 管式烟气换热器   有限元分析   声共振  

摘要： 对超超临界660 MW燃煤发电机组管式烟气换热器进行有限元分析,识别振动问题并提出相应的消振措施。建立有限元模型,通过模态分析识别管式换热器的振动模式。并通过与流体动力学现象(如旋涡脱离频率和湍流抖振频率)进行比较,研究振动问题的潜在影响。

关键词： 倾角传感器   起重机   塔身偏摆   柔性铰链   最小二乘法   径向基函数  

摘要： 研究基于倾角传感器的起重机塔身偏摆检测方法,提升塔身偏摆检测效果。利用柔性铰链连接结构,设计差动电容倾角传感器,采集起重机塔身倾角信息;利用最小二乘法对倾角传感器工作温度的中间线性区域进行温度补偿;利用改进径向基函数神经网络,对倾角传感器工作温度的低温与高温区域进行温度补偿,提升倾角信息采集精度;数据处理单元利用交流放大器、解调器、功率放大器,预处理温度补偿后的起重机塔身倾角信息;检测中心依据预处理后的倾角信息,计算塔身偏摆距离;预警报警单元依据塔身偏摆距离划分塔身偏摆预警等级,并发送预警信息至维护人员,完成起重机塔身偏摆检测。实验证明:该方法可有效采集起重机塔身倾角信息;在不同温度下,该方法补偿后的倾角信息均与实际倾角信息非常接近;该方法可有效完成起重机塔身偏摆检测。

关键词： 高原大温差   桥墩混凝土   开裂机理   有限元分析   初裂时间  

摘要： 高原大温差环境下昼夜温差使得桥墩混凝土结构存在开裂风险。针对这一现象,本工作建立了温度疲劳应力作用下桥墩混凝土的损伤模型,采用有限元分析方法研究了高原大温差环境桥墩混凝土的初裂时间和温度梯度分布等特征,并从温度疲劳应力演变规律、损伤发展和能量累积3个角度分析了高原大温差环境桥墩混凝土的开裂机理。结果表明:桥墩混凝土在温度疲劳应力作用下产生的裂缝呈现沿底部向上延伸的发展规律,且裂缝主要出现在向阳面;桥墩混凝土的初裂时间随着温差的增加而逐渐缩短,温差为60℃时桥墩的初裂时间由温差20℃时的970 d缩短至100 d,且随着温差的增加,桥墩混凝土累积塑性耗散能逐渐增加,其原因为单次温度循环时产生的温度疲劳应力和损伤累积速率随着温差的增加而提升。以期为高原大温差环境桥墩混凝土开裂预测和耐久性评估提供参考。

关键词： 钢管混凝土   环状脱空缺陷   协同工作能力   滞回性能   有限元分析   计算方法  

摘要： 为了获得环状脱空缺陷对钢管混凝土结构抗震性能的影响规律,对钢管混凝土柱进行了低周往复荷载试验以探究环状脱空缺陷、钢管壁厚、内置栓钉和截面类型对构件破坏模式、滞回性能、极限水平承载力、转角延性系数、刚度和强度退化、耗能能力的影响。并基于有限元分析,获得了栓钉布置方式、脱空率及轴压比对环状脱空缺陷钢管混凝土柱的作用机理和影响规律。结果表明,环状脱空缺陷显著降低了钢管对核心混凝土的约束效果,减弱了二者间协同工作能力,使核心混凝土出现集中损伤而过早破坏,试件的极限水平承载力最大下降了6.50%,转角延性系数降低了22.83%。而内置栓钉能够改善钢管的约束效应,显著提高了构件的延性性能,构件的转角延性系数最大提升了49.45%。较厚的钢管壁可以缓解脱空缺陷对构件抗震性能的不利影响,提高脱空缺陷构件的承载力和耗能能力。相较圆形截面构件,脱空缺陷会导致矩形截面构件较早破坏,降低其延性性能。最后,提出并验证了环状脱空缺陷钢管混凝土柱极限水平承载能力计算方法。研究结果可为钢管混凝土结构的安全评估提供参考。

关键词： 双面塑封   温度循环   有限元分析   疲劳寿命   田口试验  

摘要： 为提高双面塑封BGA焊点的热可靠性,利用有限元分析法和Darveaux疲劳寿命模型分析了温度循环载荷下BGA焊点的应力应变分布及疲劳寿命。基于田口试验研究了上层、下层塑封料的高度及热膨胀系数对BGA焊点可靠性的影响,对焊点疲劳寿命进行初步优化,最后针对不同的下层塑封料尺寸对焊点热疲劳寿命的影响做了进一步的研究及优化。结果表明,上下层塑封料的高度和热膨胀系数越小,焊点的疲劳寿命越高,而下层塑封料对BGA焊点的覆盖不利于焊点的热可靠性。经两次优化后焊点的疲劳寿命为177次循环,是优化前的5.71倍。

关键词： 橡胶减振器   ABAQUS   有限元分析   结构优化、应力  

摘要： 目的基于现有的橡胶减振器,运用ABAQUS软件建立橡胶减振器的有限元模型,仿真模拟橡胶减振器的工作过程,并在现有结构基础上对其结构进行优化,解决其表面出现裂纹的问题。方法首先对现有结构进行仿真分析,找到其应力集中部位。其次,开展材料选型研究,设计具有高强度、抗疲劳且易黏合的橡胶配方。再次,运用橡胶减振器的有限元模型,在不改变刚度特性的前提下进行结构优化设计。最后,通过样品的疲劳试验,对比验证新研制减振器的可行性。结果改进后的减振器在200万次疲劳试验后的动刚度衰减不到3%,展现出更好的疲劳老化性能。结论通过有限元分析与试验相结合的方式,对某型号橡胶减振器裂纹缺陷的原因进行了分析,解决了该工艺改进难题,可为同类型减振器设计提供重要技术指导。

关键词： 声振耦合系统   拓扑优化   混合有限元   边界元   多材料设计  

摘要： 针对结构和外声场相互作用的声振强耦合系统,建立了基于混合有限元-边界元的多材料拓扑优化设计方法。为处理优化过程中声振耦合面的变化,设置固定的虚拟界面将计算域划分为有界域和无界域,分别由混合位移-压力有限元方法(混合有限元方法)和边界元方法进行离散。运用混合有限元方法能够避免对声振耦合面的显式表征,且能使有限元与边界元离散交界面固定不变,有效减少计算成本。运用有序固体各向同性材料惩罚模型,建立单一设计变量下的多材料拓扑优化模型。以结构的辐射声功率级作为优化的目标函数,并采用伴随变量法进行灵敏度分析,最后通过移动渐进线优化算法对优化问题进行求解。通过基于Heaviside函数的分段投影密度滤波器进行优化后处理,得到数值稳定的多材料优化设计。数值模拟表明,该研究建立的多材料优化方法不仅具有高优化灵活度,同时可以降低声振耦合系统的辐射声功率级,是一个有效的拓扑优化方法。

关键词： Anterior cruciate ligament reconstruction(ACLR)   Forward walking(FW)   Drop landing(DL)   Knee finite element model   Gait analysis  

摘要： The anterior cruciate ligament plays a crucial role in maintaining stability within the knee joint,particularly for athletes who frequently experience its *** study presents a novel approach using personalized three-dimensional(3D)parametric finite element modeling of the knee joint to simulate the treatment following anterior cruciate ligament reconstruction(ACLR)in both forward walking(FW)and drop landing(DL)*** study encompasses two distinct cohorts:five healthy athletes and five ACLR *** motion analysis was conducted on both cohorts,with the ACLR patient group evaluated at 6 and 9 months post-surgery.A comprehensive 3D parametric model of the knee joint was meticulously *** findings reveal a notable reduction in stress on crucial knee structures such as the autograft,meniscus,and cartilages over time for both FW and DL tasks following ACLR,with a reduction in tissue tension of approximately 9.5%and 37%for FW and DL,*** personalized model not only facilitates the investigation of knee joint tissue biomechanics post-ACLR but also aids in estimating the return-to-sports timeline for *** accommodating individual tissue geometries and incorporating patient-specific kinetic data,this model enhances our comprehension of post-ACLR biomechanics across various functional tasks,thereby optimizing rehabilitation strategies.

关键词： 学科结构   期刊主题耦合   期刊分类   经济学   管理学   文本挖掘  

摘要： [目的/意义]期刊是常用的学科结构识别处理单元,通过期刊聚类识别学科子领域可以有效揭示学科的内在结构特征。从期刊内容层面基于期刊论文语义关联提出一种新的期刊之间关联关系构建方法,称为期刊论文主题耦合,在此基础上提出一套学科结构识别模型。[方法/过程]该模型使用LDA算法识别期刊论文研究主题及主题分布,在此基础上使用一种基于阈值的方法构建期刊论文主题分布,针对高维期刊论文主题分布存在的聚类难点,引入t-SNE算法获得高维分布的低维嵌入,最后使用层次聚类算法获得期刊聚类结果。[结果/结论]使用CSSCI收录的107种经济学和管理学期刊在2018年至2022年所发表的68078篇文章的文本数据进行实证,阐述模型的参数选择和设置方法。实证结果表明,本文提出的新方法能有效利用期刊论文语义维度上的主题关联进行期刊的聚类和学科子领域的识别,将我国经济管理学科划分为16个子领域,其中经济学9个、管理学5个、经济学与管理学交叉领域2个,并解读各子领域的研究范畴。