关键词： 双能道无线电能传输   最大效率跟踪   恒压控制   互感辨识  

摘要： 针对旋转磁场耦合式无线电能传输(WPT)系统在负载和耦合线圈互感变化条件下的最大效率和恒压输出需求,本文提出了一种基于等效负载跟踪的最大效率控制方法。首先,构建了以双层正交DD(DQDD)线圈为发射机构,交叉偶极式(CD)线圈为接收机构的旋转耦合式WPT系统;继而在考虑交叉耦合及线圈内阻的情况下进行了双能道LCC-S型WPT系统的谐振参数配置,推导了系统传输功率和效率的表达式。然后,引入复合控制方法,在直流输入端采用Buck电路来调节系统输出电压,在输出负载端采用Buck-Boost升降压电路实现阻抗匹配。最后,通过仿真与实验验证了所推导的回路电流、输入输出功率以及效率表达式的准确性,验证了计及耦合环流的谐振元件参数配置条件的可行性。结果证明了互感辨识结果的准确性,系统可以实现最大效率跟踪及恒压输出,传输效率可以保持在90%以上。

关键词： 高温后   混凝土植筋   黏结滑移性能   有限元分析  

摘要： 为进一步研究高温后混凝土植筋试件黏结滑移性能,在已有试验的基础上,提出了胶混界面黏结滑移本构基本函数,并采用ABAQUS有限元软件,分析混凝土强度、植筋深度对其黏结滑移性能的影响规律。结果表明:植筋试件极限黏结应力随混凝土等级提高逐渐增大,且增幅与混凝土抗拉强度f t大致呈线性关系,温度越高,黏结应力随混凝土强度上升幅度逐渐下降。极限承载力随植筋深度增加不断提高,平均极限黏结应力反而逐渐降低,温度升高,极限承载力随植筋深度提高幅度逐渐下降。

关键词： 水工压力隧洞   扩展有限元方法   水力劈裂   裂隙扩展   应力强度因子  

摘要： 考虑裂隙面水压力作用的虚功原理,采用扩展有限元法分析水工压力隧洞水力劈裂问题的控制方程,对水工压力隧洞的水力劈裂进行了数值模拟分析。计算结果表明,水力劈裂对隧洞内壁周边应力场的影响较大,对远离隧洞内壁处应力场的影响较小,考虑水力劈裂计算得到的环向位移要大于不考虑水力劈裂计算得到的环向位移;水力劈裂对II型应力强度因子影响较小,水力劈裂导致I型应力强度因子增大;侧压力系数对II型应力强度因子影响较小,对I型应力强度因子影响较大,且随着侧压力系数增大,I型应力强度因子也不断增大;随着裂隙扩展,洞顶和洞右侧控制点的径向位移不断增大,而洞右侧与洞左侧的环向位移也不断增大。

关键词： BIM   Midas Gen   有限元分析   荷载   地震作用  

摘要： 目前,BIM模型参与有限元分析的实际案例相对较少,因此,急需解决通过结合BIM和有限元分析进行应用的问题。本文主要基于BIM和Midas Gen对钢结构设计安全性能进行有限元分析研究,首先,通过对本工程钢结构的材料进行构件属性定义;其次,使用BIM软件Revit将兼职建筑信息模型导入Midas Gen,根据实际工程条件定义设计参数,并说明结构的荷载定义及边界条件;再次,通过有限元软件Midas Gen分别对钢结构进行静力分析和动力分析,获取结构的应力和变形结果;最后,得出结构最大应力为192.4 MPa,最大位移数值为14.8 mm,均满足规范要求。

关键词： 少支架法   拆除   双曲拱桥   施工技术   有限元   施工过程模拟   施工监控   动态控制  

摘要： 为了实现双曲拱桥的安全稳定拆除,介绍了一种基于少支架法拆除双曲拱桥的施工技术。针对不影响航道通行、对周边影响小且经济效益较好等限制条件,先采用少支架支撑体系在双曲拱桥各跨1/4、3/4位置对主拱圈进行有效支撑;后采用小型破碎工具及静力切割设备遵循循序渐进、平衡对称的原则进行双曲拱桥的拆除;再采用Midas有限元软件对双曲拱桥拆除施工全工程进行仿真模拟分析,获取双曲拱桥在各施工阶段时拱肋主要控制截面及少支架支撑体系各构件的变形、应力理论值和限值;最后通过现场监测获取的构件变形、应力实测值与仿真模拟的理论值和限值进行对比。结果表明:监测结果均处于安全范围内,双曲拱桥拆除过程安全稳定,该技术可为双曲拱桥拆除施工与设计提供一种新的思路。

关键词： 隧洞下穿   盾构施工   沉降控制   有限元分析   Peck法   保护加固措施  

摘要： 文章依托珠江三角洲水资源配置工程干线西沥水道段,通过Peck法与有限元相结合,对输水盾构隧洞下穿施工可能诱发的西沥水道堤防沉降影响进行了分析,并基于有限元分析结果针对提出了监测与加固措施。结果表明:有限元分析结果与Peck法地层损失2%时的沉降量峰值相近,堤防由于盾构隧洞下穿施工诱发的不均匀沉降倾度最大计算值为0.07%,小于开裂临界倾度1%,因此输水隧洞下穿施工诱发的不均匀沉降不会导致堤防发生开裂;输水隧洞下穿西沥水道堤防时,采用二次注浆、超前注浆等加固保护措施,可减少盾构施工过程中产生的不利影响。研究成果可为盾构隧洞下穿堤防实际施工提供参考。

关键词： 黑踇趾   有限元模型   生物力学   鞋头  

摘要： 马拉松运动员中常见的足趾甲下血肿往往与急性挤压伤或重复性创伤引起的甲床内血管破裂有关。定制化鞋楦设计可能有助于降低因跑步时踇趾频繁挤压鞋头而导致的机械性损伤风险。基于此,研究旨在探讨跑鞋鞋头结构优化对足内部生物力学的影响,进而量化马拉松跑者足趾甲血肿损伤风险。采用CT影像数据逆向重建“足-鞋”三维有限元模型,并结合实验室测量的运动学与动力学参数定义模型加载及边界条件。基于2种不同鞋头设计跑鞋分别模拟前足着地和后足着地跑步状态下足趾触地冲击峰值时刻的内外部力学变化。结果显示,与对照跑鞋相比,通过增大鞋腔内足趾受力空间能够分别降低前足着地和后足着地模式下11.4%和33.1%的踇趾最大冲击力,以及7.6%和12.8%的踇趾应力峰值。此外,第一趾骨应力峰值在2种着地模式下分别降低了36.2%和35.3%,其中在后足着地模式下第一趾骨远节的应力峰值下降达18.5%。结合对趾甲下血肿损伤的生物力学机制分析,研究认为基于鞋头结构优化的跑鞋设计可能是马拉松运动员(尤其是后足跑者)预防足趾甲下血肿损伤风险的一种有效策略。后续研究应细化鞋头参数优化的剂量效应分析,进一步明确相应鞋楦定制的最优解,明确跑鞋结构设计在跑者足部损伤预防和运动表现提升方面的作用和机制。

关键词： 非织造布   有限元模拟   过滤效率   颗粒跟踪  

摘要： 随着空气污染日益加剧,空气净化技术变得尤为重要。非织造布作为一种重要的过滤材料,因其优良的透气性和过滤性能而被广泛应用。为了设计符合特定需求的非织造布过滤材料,深入了解其内部结构参数与性能之间的关系,文章采用随机三维纤维算法进行三维建模,利用有限元仿真软件模拟非织造布在NaCl颗粒粒径分别为0.3、0.5、0.7、1.0μm条件下的过滤效率,并将模拟数据与实验结果进行对比。结果显示:所构建的模型在同一粒径下的实验过滤效率与模拟过滤效率的最大误差不超过10%,验证了该有限元模型的准确性和有效性。

关键词： 船舶   桥梁   浮筒   碰撞   有限元   流固耦合  

摘要： 根据桥梁基本情况及防船撞等级要求,设计了由浮筒、锚链、锚碇、缆索组成的浮筒式拦截系统.建立了浮筒拦截系统和船舶有限元模型,并模拟了船舶撞击拦截系统的动态过程.采用流固耦合方法考虑碰撞过程中流场的作用,分析了不同船舶质量、速度、撞击点、锚碇数量等因素对拦截效果的影响.结果表明:针对不同船舶吨数及碰撞速度,所设计的拦截系统均可以有效阻拦船舶,从而保护桥梁.当船舶吨数从5 kt增加大10 kt,动能翻倍时,拦截网和锚链的最大张力的变化均小于30%,说明该拦截系统有较大的适用性.采用双锚碇式拦截系统的拦截时间、船舶和锚碇的位移均小得多,拦截效果更好,并且锚链和拦截网拉力增加不大.

关键词： 改扩建   有限元模型   桩板式路基   防撞护栏  

摘要： 某高速公路改扩建工程某高路堤段采用桩板式路基结构型式进行拓宽,考虑混凝土面板较薄,与护栏形成一体后的抗撞能力可能存在不足,基于ABAQUS有限元软件碰撞分析选型合理防撞护栏形式。研究了钢护栏和新泽西混凝土护栏分别在小型汽车与大型货车撞击下产生的效应,结果表明:钢护栏较新泽西混凝土护栏可以吸收更多的车辆撞击能量,混凝土面板与钢护栏均满足受力验算要求,而新泽西混凝土护栏会导致混凝土面板产生严重破坏,不能满足抗撞安全需求,故桩板式路基护栏形式宜优选钢护栏。