关键词： 钢结构吊装   钢结构深化   临时支撑   悬拼法   有限元分析  

摘要： 上海大歌剧院核心区结构顶部构件采用双侧大悬挑超宽钢梁,钢梁总长度约48 m,宽度4.8 m,总净质量为293t,钢梁截面高度仅为0.7m且内部加劲板密集,又与1.5m厚的双螺旋混凝土自由曲面厚壳连接,施工工艺复杂。通过对顶部大钢梁进行分段深化,采用“临时支撑+悬拼法”相结合的工艺,并以有限元模拟全过程仿真分析支撑起拱与卸载工况,仿真模拟与现场卸载后最终变形量基本一致,有效地保证了双曲面混凝土结构与钢结构立体交叉作业时的精度。此方法可靠地保证了施工安全及质量,是一种保证重要结构安全性的综合方法。

关键词： 电导率各向异性   有限元   电磁场三维正演   二阶后退欧拉差分法  

摘要： 地—井瞬变电磁法由于抗干扰能力强、响应信号明显等优势而应用广泛。在深部矿产资源调查和地质构造勘查等任务中,多个油气储存在层理发育的沉积岩地区大多数情况下表现为电各向异性,但是目前地—井瞬变电磁反演算法均基于各向同性模型,传统反演成像技术不再适用。为了分析地层电导率各向异性对地—井瞬变电磁勘探结果的影响,对各向异性介质模型研究其电磁响应特性。基于各向异性介质的电导率张量,提出了一种基于有限元方法的三维分析模型,采用PARDISO求解器进行求解。针对多个各向异性角度的情况模拟了各向异性介质的瞬变电磁响应,分析介质各向异性对电磁波传播规律的影响,探讨了各向异性瞬变电磁响应特征。研究结果表明:在垂直各向异性介质中,电磁波传播方向垂直于电导率最大的方向时,电磁响应变化最明显;电磁波传播方向平行于电导率最大的方向时,电磁响应变化最弱。在水平各向异性介质中,电磁波垂直于电导率最小的方向时,电磁响应变化最明显;电磁波平行于电导率最小的方向时,响应变化较弱。最后,针对地—井瞬变电磁方位测井,分析了发射源沿不同方向条件下各向异性地层和异常体模型的电磁响应,结果表明其瞬变电磁响应特征与发射源的方向有关,且对于主轴各向异性异常体,发射源方向的选择直接影响对异常体各向异性方向的判断。该研究结论对油气开发地球物理勘探方法的研究具有一定的参考价值。

关键词： 动力设备全生命周期   教学改革   新工科   智慧能源   数值模拟  

摘要： 为提升智慧能源专业本科生培养质量、提高学生在工程实践中的知识应用能力,文章针对当下“双碳”政策的发展和新工科背景下的能源人才需求,探讨通过线上线下相结合、辅以理论应用案例的教学方法,基于数值模拟方法和有限元仿真专业软件,在课程中开展动力设备全生命周期管理工程实例研究,引导学生主动学习、提高实践能力,通过重新整合教学内容和专业知识,提升学生的专业知识应用能力,促进学生对行业发展的理解。

关键词： 脊柱侧弯   模态分析   有限元分析   振动   频率  

摘要： 背景:人体处于振动环境时,会引起脊柱损伤,特别是脊柱侧弯患者,目前尚未涉及脊柱侧弯患者T1-骨盆全脊柱在自由状态下的固有模态信息。目的:利用有限元方法分析脊柱侧弯患者全脊柱的动力学特性。方法:基于CT扫描图像建立1例11岁胸腰双弯脊柱侧弯患者T1-骨盆全脊柱三维有限元模型,胸腰段侧弯Cobb角分别为36°和24°,利用有限元方法进行全脊柱自由状态下的模态分析。结果与结论:提取脊柱的15阶自由模态,获得侧弯全脊柱的动态特性:脊柱共振频率分布集中,胸椎段为全脊柱模型变形最严重的椎段,胸弯曲椎体比腰弯曲椎体振幅大。模态分析脊柱侧弯患者处于振动环境中的振动特性,确定侧弯脊柱的固有频率、振型和振幅等振动参数,对脊柱侧弯的振动特性分析等方面具有重要意义。

关键词： 橡胶衬套   溶胀老化实验   Yeoh模型   温度当量法   有限元分析  

摘要： 随着油气资源勘探技术的不断发展,中国油气资源逐步从浅层油气井开发迈向到深层、超深层油气井开发的阶段,螺杆钻具橡胶衬套井下高温热老化和油基钻井液溶胀问题显著,导致螺杆钻具输出性能衰减,严重影响钻进效率。因此,亟需揭示高温条件下溶胀作用对橡胶衬套性能的影响。通过开展橡胶材料高温溶胀老化实验和材料性能实验,优选出了超弹本构模型为Yeoh模型,使用不同溶胀时长的本构参数和溶胀当量温度建立有限元模型,分析了不同溶胀时长对橡胶衬套内腔变形、力学性能、密封性能、过流面积和滞后生热的影响。研究结果表明,随着溶胀时长的增加:①内腔变形量先逐渐升高,后趋于平缓;②Von Mises应力和接触应力逐渐增大;③过流面积逐渐减小,并趋于平缓,在溶胀饱和状态时,过流面积降低了12.2%;④热滞后最高温升逐渐增大。

关键词： 热障涂层   有限元   TGO生长   温度分布   应力分布   寿命预测  

摘要： 分别从热生成氧化物(TGO)生长行为及应力应变、热障涂层(TBC)整体热力学性能、热障涂层结构优化及寿命预测三大方面进行概述,分析近些年来有限元方法在该研究领域中的发展与应用,总结目前研究中存在的问题和局限性。目前研究的发展方向主要是将失效理论、多物理场耦合以及Python子程序等与复杂的物理模型相结合,以获取更为准确的有限元分析结果。然而受限于真实TGO形貌毫无规律、高温条件下材料物性参数不充足、陶瓷层内微观孔隙随机分布等诸多问题,所得计算结果相比实际仍存在一定差距。今后可以从物理模型精细度、层间边界条件、动态生长模拟等方面进行更深入的研究。

关键词： 结构设计   有限元分析   双向密封   弹簧等效  

摘要： 针对高温(200℃)高压(150 MPa)工况,设计了一种双向非弹性密封组结构方案,并通过对弹簧进行降维处理,建立弹簧蓄能密封组的轴对称分析模型,分析了温度和介质压力分别对所设计密封组密封性能的影响规律。结果表明:高温会使密封夹套的峰值接触压力降低,但是会增加密封夹套的接触宽度,弥补材料变软对密封性能的影响;高压会使密封夹套双唇口之间形成极高的峰值压力,有利于实现密封。

关键词： 矿用离心风机   叶轮   关键部件   有限元分析   Fluent  

摘要： 针对矿用离心风机关键部件受力特性复杂时常发生叶轮故障,影响矿井安全开采作业。以G4-73No.8D型离心风机作为分析对象,研究了离心式通风机结构组成和工作原理,采用数值模拟分析法搭建了离心风机物理模型,并在Fluent流体软件中对离心风机叶轮进行有限元仿真,结果表明,风机在不同截面上的动压是呈现出逐渐升高的趋势,沿风机气流方向流场趋于复杂化,当风机的流量较低时的压力较小,并且飞机容易进入不稳定工作区。在软件中设定增大叶轮的外径和出口宽度,对叶轮进行优化后仿真,优化后的风机叶轮在全流量作用下的全压和效率都明显提高,全压平均提高了3.8%,效率提高了1.7%,取得了满意的优化效果,研究结论对于后期提高风机性能的研究奠定基础和参考。

关键词： 两自由度   EPE高弹泡沫   连续冲击   有限元分析  

摘要： 目的基于产品在包装运输过程中经常遭受多次跌落冲击,探究两自由度高弹EPE泡沫包装在连续冲击载荷下的动力学响应。方法以密度为34kg/m3的EPE泡沫为研究对象,建立高弹泡沫本构方程,并通过ABAQUS构建两自由度高弹泡沫包装系统有限元模型,并进行有限元模拟。利用ABAQUS中的Hyperform模型和Mullins效应来模拟高弹泡沫产品在连续冲击载荷下的加速度响应。结果通过对比试验和仿真结果可知,两自由度高弹EPE泡沫包装系统在连续冲击下,其产品加速度变化趋势明显,且泡沫的软化效应会降低其缓冲性能。结论在两自由度包装系统中,冲击对底层产品的影响持续时间较长,并且冲击作用会导致泡沫出现软化现象。在泡沫压实阶段,应力会急剧上升。

关键词： 高填边坡   车辆动载   位移场   稳定性   有限元  

摘要： 以云南某高填边坡为对象,建立有限元模型,对不同车载、车速及车载作用位置下的边坡动力响应进行分析,研究车辆动载对高填边坡的影响。结果表明:车载、车速及车载作用位置三个影响因素中,车载对高填边坡的影响最大;车辆动载作用下,车载振源附近边坡位移最大;边坡最小稳定系数与车载呈线性递减型关系,而与车速及车载作用位置均呈指数递增型关系。