关键词： 印刷机   噪声   振动   有限元法   边界元法  

摘要： 目的研究印刷机在高速运转过程中的振动和噪声特性,为印刷机振动噪声抑制提供参考依据。方法通过实地测试法和基于有限元和边界元的仿真方法对印刷机的声振特性展开研究,首先对不同工况下的印刷机机组外壳进行振动噪声实地测试,然后利用仿真软件对印刷机建立有限元-边界元模型,最后通过仿真计算,分析印刷机的声辐射特性。结果印刷机的振动和噪声主要集中在中低频段,印刷机的声辐射主要由机组外壳提供,在噪声实地测试中麦克风位置的仿真噪声频谱曲线存在多处共振峰。结论噪声实地测试结果与仿真计算结果基本一致,验证了仿真计算模型的可靠性,可为印刷机振动噪声抑制提供参考依据。

关键词： 自由面流动   不可压缩格子Boltzmann模型   流体体积   水平集  

摘要： 作为实际工程应用中重要的两相流问题,自由面流动具有两相密度比大、Reynolds数(Re)高和相界面(自由面)拓扑变化复杂等特点.为实现该类流动问题的数值预测,需准确捕捉/追踪自由面位置.本文发展了一种耦合流体体积(volume-of-fluid, VOF)和水平集(level-set, LS)方法的自由面流动格子Boltzmann(lattice Boltzmann, LB)模型.在该模型中,针对传统自由面流动模拟中存在的压缩性影响与稳定性限制,采用多松弛时间(multiple relaxation time, MRT)不可压缩LB模型对流场进行求解.基于VOF的思想,引入流体体积分数表征自由面信息,通过介观不可压速度分布函数的迁移过程实现自由面流体体积分数的更新与界面演化,避免了传统VOF方法的复杂界面推进与更新过程.为准确求解自由面几何信息,通过界面重构的方法将流体体积分数转换为LS函数并计算界面法向量和曲率,减少了相较于采用高阶格式求解LS方程带来的计算量,且与采用VOF方法计算相比,具有更高的计算精度.最后通过溃坝问题和液滴撞击薄液膜等典型算例证明了所发展模型的准确性.该模型为自由面流动问题提供了一种新的求解思路.

关键词： 波纹钢板剪力墙   两边连接   有限元   屈曲后性能   优化   残余水平承载力  

摘要： 波纹钢板剪力墙作为一种新型抗侧力构件,其几何构造在一定程度上起到了加劲作用,避免了板面加劲肋的焊接问题。两边连接横向波纹钢板剪力墙可通过合理设计实现先屈服后屈曲,具有两阶段受力特征,初始抗侧刚度和残余水平承载力较高。采用有限元软件ABAQUS对两边连接横向波纹钢板剪力墙的滞回性能进行了系统的参数研究,给出了具有良好残余水平承载力的板形推荐建议。通过对影响波纹钢板剪力墙力学性能的高厚比、跨高比、波长、波形比和波纹角等几何参数进行分析,发现高厚比和跨高比对波纹钢板剪力墙抗侧性能影响最大,当波纹钢板高厚比在450~900之间,跨高比在0.7~1.0之间时,波纹钢板剪力墙具有良好的滞回性能和延性;波纹钢板的波形比及波纹角是影响两边连接横向波纹钢板剪力墙残余水平承载力和耗能能力的重要因素,波纹钢板的波形比控制在0.5~1.0之间且波形角控制在90°~120°之间时,两边连接横向波纹钢板剪力墙可获得足够的残余水平承载力。

关键词： 木结构   结构动力特性   承载能力   有限元分析  

摘要： 以某异地迁建的传统木结构建筑为研究对象,通过实地调查、实验测试和理论计算等方法,对其结构现状及承载能力进行全面的研究分析。结果表明,经迁建、修缮后,该建筑结构构件工作状况良好,但仍存在个别结构构件承载能力不满足规范要求,应进行处理。

关键词： 竖井外墙兼做支护墙   高压旋喷加固   整体建模   有限元分析  

摘要： 本工程竖井基坑采用钻孔灌注桩、竖井外墙兼做支护结构墙、桩间高压旋喷止水进行支护。基坑底部采用高压旋喷加固。竖井之间采用顶管施工,竖井外墙预留直径5.1m圆形洞口。因此,竖井外墙兼做支护结构墙的计算分析以及洞口周边加固是本工程支护设计的难点。通过理正深基坑7.0整体建模与SAP2000有限元软件的带洞口计算分析对该工程进行支护设计。本工程采用竖井外墙兼做支护结构墙,大幅度缩短了工期,取得了良好的经济效益。

关键词： 胫骨骨折   单皮质外固定架   单边式外固定架   有限元分析   生物力学   外固定  

摘要： 目的:通过有限元分析方法比较新型单皮质外固定架与单边式外固定架在不同载荷模式下的生物力学性能。方法:首先,使用Mimics软件根据CT数据图像重建胫骨模型,并通过Geomagic Wrap软件对该模型进行加工修饰处理。其次,使用Solidworks软件建立新型单皮质外固定架和单边式外固定架的3D模型,在胫骨模型中制作骨折缺损,并将外固定架与胫骨骨折模型进行装配。最后,使用ABAQUS软件进行网格划分,并对装配体分别施加轴向压缩、扭转、弯曲载荷,观察其应力分布和骨折断端位移情况,评估2种外固定架的生物力学性能。结果:新型单皮质外固定架模型在3种不同载荷下的钉-骨界面平均应力和最大应力均低于单边式外固定架模型。新型单皮质外固定架的针-骨接触面的应力分布小于单边式外固定架。新型单皮质外固定架的抗扭转能力优于单边式外固定架,抗轴向压缩、抗弯曲能力小于单边式外固定架。结论:新型单皮质外固定架生物力学稳定性稍弱于单边式外固定架,但对于临时固定使用显示出足够的稳定性,同时载荷分配更合理,发生断钉和胫骨针道周围骨折以及骨针松动的可能性低于单边式外固定架。

关键词： 双层螺旋曲面肋壳结构   有限元仿真分析   应力分析   位移  

摘要： 双层螺旋曲面肋壳结构因结构造型复杂、壳体长度超长,如何保证其质量和施工安全是施工重难点。依托某项目,利用MIDAS有限元仿真分析软件,模拟在温度荷载、自重荷载及组合荷载作用下双层曲面肋壳结构的应力和位移关系,从而为施工方案及支撑结构体系的选择提供数据支撑。成形后所有构件的位移和应力均在许可范围内,验证了该方案的可靠性,以供同类项目参考。

关键词： 输水管道   输油管道   空间交汇   ABAQUS   有限元分析  

摘要： 灌区工程中各类管线交汇情况较多,需采取安全可靠的交叉跨越措施。该文以云南省石屏灌区工程输水管道跨越输油管为例,拟定人工开挖浅埋和贴地明管两种跨越方式,并利用ABAQUS有限元软件分析不同方案对现状输油管道应力状态的影响,结果表明两种方案对输油管道的影响均在允许范围内,综合征地施工等因素推荐优先采用贴地明管方案。

关键词： 膝关节   有限元分析   护膝   屈膝角度   防护性能  

摘要： 为了探讨不同角度下护膝紧度对膝关节半月板及胫股软骨应力和位移的影响,首先利用MRI获取一位志愿者的人体膝关节数据,构建膝关节有限元模型,通过与前人研究结果对比验证该模型有效。然后在仿真软件中建立屈膝角度分别为0°、30°、60°的膝关节模型并通过改变膝关节外部软组织12个参考点的压力,模拟护膝在不同屈膝角度下对膝关节的压迫。进而以胫股关节软骨、半月板的最大Mises应力和最大位移两个维度作为研究指标,分析不同屈膝角度及不同护膝紧度下半月板和胫股关节的力学特征。结果表明,在应力维度上,不同角度下不同的护膝紧度对半月板和胫股关节的影响趋势不同;在位移维度上,不同角度下紧度越大,对膝关节各部位都呈现较好的防护效果。

关键词： 径向基模型   区间模型   不确定性分析   贝叶斯全局优化   潜在最大/小值函数  

摘要： 针对区间不确定性分析问题,提出一种基于径向基函数模型的自适应不确定性分析算法。首先提出一种适用于径向基函数模型的采集函数-潜在最值函数,并针对最大/小值问题特性将其细分为潜在最大/小值函数。针对区间不确定性分析问题,建立基于潜在最大/小值函数的序列优化框架,完成区间不确定性分析问题的高效高精度求解。通过3个算例的分析结果表明:相比于粒子群优化(PSO)算法和顶点法等算法,所提算法能够在保证计算精度的同时,有效提高区间不确定性问题的分析效率;相对于采用拉丁超立方法一次抽样构建径向基函数模型,之后使用粒子群优化算法计算响应边界(LHS+PSO)的方法,所提算法通过采集函数序列更新模型,提高了模型在局部区域的模型逼近效果,保证了区间不确定性问题的分析求解精度。