关键词： 消防小车   底盘弹簧板   有限元分析   应力应变  

摘要： 鉴于恶劣环境下消防小车工作稳定性差、底盘失效频率高等特点,考虑消防小车在变载荷作用下底盘弹簧板响应特征的不同,建立变载荷下的消防小车底盘弹簧板仿真分析方法。文章基于有限元分析理论,首先给出弹簧板仿真分析流程;其次考虑变载荷作用下的弹簧板材料、弹簧板尺寸、螺栓安装位置对弹簧板受力状态的影响,进行了有限元应力应变分析。仿真结果表明,变载荷与弹簧板的应力水平和变形量成正比关系,弹簧板的材料、尺寸以及螺栓安装位置是影响该弹簧板应力水平和变形量的重要因素,仿真结果对有效降低弹簧板的应力水平和变形量、提高小车的安全稳定具有重要的意义。

关键词： 汽车轮毂   结构设计   CAE仿真   有限元分析   优化计划  

摘要： 在汽车的骨架设计中,汽车轮毂占据了极其重要的地位,它的设计水平直接表现在行车的稳定度、阻力和安全性能上。为了提高车轮毂的设计质量,当今最先进的仿真技术如计算机辅助工程(CAE)和有限元分析等被引入到车轮毂结构设计中。从理论出发,对汽车轮毂的工作环境、工作负载进行了深入分析,并在此基础上构建了一个细致全面的三维轮毂模型,然后导入到CAE分析平台进行有限元分析,包括但不限于静态强度分析、疲劳耐久性、弯曲和扭转刚度等方面的分析。根据仿真的结果,制定了一套针对性的优化方案,从几何形状到材料选择,多个维度进行深度优化,使得车轮毂的性能得以全面提升。研究结果表明,CAE仿真技术可以有效地对汽车轮毂结构设计进行深入、全面的评估与优化,显著提高产品性能与产品设计效率,为其他汽车部件结构设计提供了一种全新的设计理念和设计方法。此外,CAE仿真也可以在未来的评估和改良过程中起到引导和参考作用,降低设计成本,提高产品质量和可靠性,具有广阔的应用前景。

关键词： 抽水蓄能   压力钢管   安全检测   有限元分析  

摘要： 琅琊山抽水蓄能电站4号机组运行时间长达16 a,通过腐蚀量检测、无损检测、应力检测和有限元计算评估其管道受力状况,结果显示钢管总体腐蚀程度为一般腐蚀,未发现焊缝内部存在超标缺陷和裂纹缺陷,实测等效应力小于相应抗力限值,并结合运维单位管理及运行关键要素查勘要求对压力钢管进行综合性安全评估,以为抽蓄压力钢管安全检测评估工作提供参考。

关键词： 田口法   响应面法   柔索冲击除锈机   工艺参数优化   有限元分析  

摘要： 柔索冲击接触除锈是一种很好的钢板表面除锈及强化工艺方法,合理的工艺及结构参数组合对除锈质量有较大的影响,找到较优的参数组合对提高除锈质量有重要的意义。以项目组前期研发的柔索冲击接触钢板表面除锈机为研究对象,提出一种针对直接影响装置除锈质量的相关工艺参数的优化方法。建立除锈机的接触力学模型,根据力学模型影响因素,确定柔索直径、滚筒高度、滚筒转速为待优化参数;采用田口法及响应面优化方法,计算参数组合信噪比值评价方案稳定性,构建面向冲击接触应力的预测优化模型,进一步全局预测优化,获取稳定性最佳、接触应力最佳参数组合,实现除锈效果提升的同时,提高钢板表面机械性能。最后以最佳参数组合调整柔索冲击除锈机进行除锈测试,验证了所提出优化方法实现了柔索冲击除锈机的除锈性能提升的目标。

关键词： 触觉感知   手指模型   有限元仿真   皮肤摩擦  

摘要： 触觉是是人体与外部环境进行信息交互的重要方式之一，人们可以通过指尖皮肤内密集分布的各种对振动、伸张等行为作出不同响应的触觉感受器来感知并识别物体。在触觉感知过程中，人体皮肤的应力应变较难测量，因此建立手指的数值模型探索接触摩擦过程中皮肤的应力应变是研究触觉感知的有效手段。研究触觉感知中皮肤与感受器的力学响应，可以帮助开发仿真皮肤，提高触肤产品的舒适性；帮助拓展触觉技术的应用，提高触觉传感器的敏感度；在触觉交互界面给予操作者力反馈，提高远程手术机器人的可靠性。针对指尖与物体表面接触过程，建立了指尖的有限元模型，分析了静接触和滑动接触时指尖皮肤的应力应变及对皮肤触觉感受器的影响，研究表明，手指在静摩擦时，样本纹理使得手指的真皮处的应力集中点增多。在滑动摩擦时，手指的应力最大值的位置在手指内向滑动方向偏移，且随着指尖变形呈现波动变化。此外，滑动速度能够影响感受器的应力变化，手指在高速滑动时感受应力幅值及刺激响应频率均高于低速滑动，接触压力能够明显的提升感受器的作用幅值。

关键词： 复合材料   加筋板   屈曲与后屈曲   理论方法   有限元   试验  

摘要： 复合材料加筋板因其卓越的轻质、高强度和高刚度特性，在航空航天领域的飞机承力构件中得到了广泛应用。随着对材料性能要求的不断提升，深入理解这类结构的屈曲与后屈曲行为变得尤为重要。本文综述了国内外复合材料加筋板屈曲及后屈曲性能的研究进展，系统归纳了理论方法、有限元仿真技术及实验研究方法。研究表明，加筋板的几何参数（如加筋高度和间距）以及层合板的铺层顺序显著影响其屈曲性能；同时，考虑材料非线性和几何非线性对准确预测后屈曲行为至关重要。此外，本文探讨了预测复合材料加筋板屈曲和后屈曲失效模式及载荷的关键技术难点。通过分析现有研究的局限性，本文指出了未来可能的研究方向，为复合材料加筋板的屈曲与后屈曲研究及其工程应用提供了理论基础和实践指导。

关键词： 有限元仿真   螺栓退刀槽   滚压轮   疲劳寿命   残余应力  

摘要： 滚压强化是提高超高强度钢螺栓疲劳性能的主要方法。螺栓退刀槽表面易受应力集中发生疲劳破坏，为提升螺栓退刀槽表面疲劳抗力，设计了一种螺栓退刀槽滚压工具，利用滚压轮与螺栓退刀槽有限元模拟结果指导滚压轮结构优化，采用确定优化参数的滚压工具进行滚压试验，通过表征滚压表面质量、断口形貌、疲劳寿命验证滚压轮参数优化的有效性。结果表明：滚压轮材料为YG8、直径60 mm、型面夹角45°时退刀槽滚压表面残余应力结果最优；滚压轮圆弧半径为0.9mm时，残余压应力层最深，1.1mm时次表层残余压应力值最大，1.2mm时表面压应力最大。采用三种不同圆弧半径的滚压工具进行试验分析，圆弧半径0.9 mm的滚压轮滚压后的螺栓疲劳寿命最高，确定了最优滚压工具结构。

关键词： 光伏发电   电解水制氢   直接耦合   运行优化   深度强化学习  

摘要： 针对光伏-电解槽（photovoltaic - electrolytic cell，PV-EC）直接耦合制氢系统电解槽阵列结构频繁变换、工作电流密度大导致电解槽性能衰减快的问题，提出一种基于深度强化学习（deep reinforcement learning，DRL）的PV-EC直接耦合制氢系统运行优化策略。首先，建立包含光伏电池、质子交换膜电解槽的PV-EC直接耦合系统模型。进而，分别以直接耦合系统能量利用率、制氢速率为目标，综合考虑电解槽衰减以及光伏不确定性，将光伏-电解槽直接耦合系统控制问题建模为马尔可夫决策过程。其次，在Python3.7环境下搭建包含光辐照度预测模块、光伏发电模块、电解槽阵列模块的仿真情景，并基于深度确定性策略梯度算法训练智能体学习直接耦合制氢系统的最优运行策略；最后，通过与现有控制方法对比分析，证明所提方法能够保证系统较高能量利用率及制氢速率，同时避免电解槽工作在高电流密度并减少电解槽阵列结构变换的次数。

关键词： 混合梁斜拉桥   钢-UHPC结合段   刚度匹配   有限元分析   平缓度  

摘要： 为验证钢-UHPC结合段的结构可靠性并尝试对其提出优化建议，本文以主跨200m的独塔混合梁斜拉桥——同济大桥为背景，通过有限元软件建立其全桥有限元模型和钢-UHPC结合段的局部有限元模型并对后者的设置位置进行对比计算，得到了钢-UHPC结合段的应力状况、刚度匹配情况及其设置在不同位置处时的内力状况。同时，本文针对现有研究方法的不足提出了一种新的评估结合段刚度过渡平缓程度的方法，并通过改变钢-UHPC结合段的设置长度得到其在对应方案下的平缓度大小。研究结果表明：使用UHPC填充的钢-UHPC结合段应力状况良好，承载能力较强；原方案设计的钢-UHPC结合段的长度已为最佳，而其设置位置可在原基础上继续深入主跨2m以获取更好的受力状况及经济性；研究提出的评估方法所得到的规律与实际工程状况基本符合，具有继续深入研究的价值和空间。

关键词： SPH-DEM耦合方法   啮合型双螺杆   固液混合   颗粒受力   多相流   计算机模拟  

摘要： 为探究啮合型双螺杆挤出机内固液两相物料的流动方式、颗粒受力及两相混合过程，本文采用光滑粒子流体动力学（SPH）与离散单元法（DEM）耦合的方法进行了仿真模拟。由于其无网格特性，SPH方法能够有效地克服有限元方法在针对啮合型双螺杆这一特殊结构上划分网格困难的问题。基于所建立的流体单元模型、流体黏度模型和固体颗粒模型、颗粒接触模型等，对啮合型双螺杆的螺纹段和捏合块段内固液两相物料的流动混合过程进行了模拟仿真，分析了固液两相物料分别在挤出机输送段和混合段的受力行为以及流动过程的相互作用。模拟结果表明：流体包裹固体颗粒的混合物料在挤出机中的流动方式为随螺杆作周向转动的同时沿轴向方向缓慢推进，在加料12s后混合物料到达出口；混合物料在捏合块段的受力明显大于螺纹段，颗粒受到的法向力、切向力和流体力最大值均出现在第一个捏合盘区域；固液两相物料在捏合块段的填充程度和混合效果均高于螺纹段，混合后物料的Lacey混合指数高达0.9。