关键词： 超声空蚀   圆锥复合变幅杆   有限元分析   超声振动系统  

摘要： 空蚀是水力机械常见的失效破坏形式,常用超声空蚀实验装置来研究空蚀过程及材料的抗空蚀性能。针对超声空化原理及超声空蚀实验装置的要求,利用变截面的波动方程和传统变幅杆的设计理论设计了圆锥复合变幅杆;通过ANSYS软件对变幅杆进行模态分析和谐响应分析,并对其进行多尺寸结构优化设计,以获得最优尺寸参数;根据优化参数研制了圆锥复合变幅杆,将其与换能器和工具头联接构成装置的超声谐振系统,并进行了阻抗分析和振动性能测试,结果表明变幅杆振动效果良好、满足超声空蚀实验装置的要求。

关键词： 径向基函数(RBF)   改进神经网络   图像识别系统  

摘要： 为保证神经网络的并行计算能力,降低神经网络计算复杂度,基于改进径向基函数(radial basis function, RBF)神经网络设计了一款功能完善、实用性强的图像识别系统。首先,从图像识别系统架构、图像识别系统业务流程、系统运行环境搭建三个方面入手,确定系统设计方案。其次,结合基于改进RBF神经网络算法,完成基于改进RBF神经网络图像识别系统的设计。最后,将改进RBF神经网络图像识别算法与其他三种算法进行实验对比。结果表明:本文系统采用的改进RBF神经网络算法识别效率高,与LeNet-5、AlexNet和VGG16三种算法相比,其平均识别时间明显缩短50%,完全符合实际应用需求。

关键词： 两栖火炮   射击稳定性   两相流   流固耦合   海浪模拟  

摘要： 两栖火炮水上射击稳定性是一个涉及两种流场与两栖火炮相互作用的复杂问题。此前的研究往往将该问题中的流场作用简化为弹簧-扭簧系统,这样的简化模型会导致两栖火炮水上射击稳定性的预测精确度不足。文章通过两相流流固耦合方法详细研究了两栖火炮受到海面风浪作用产生的摇荡。仿真结果表明,两栖火炮在3、4级风浪环境中具有较好的稳定性,同等级风浪环境下不同的车体朝向角将对两栖火炮稳定性产生较大影响。

关键词： 有限元法(FEM)   人工神经网络(ANN)   多层感知机(MLP)-Bagging   多物理场   电热耦合  

摘要： 随着三维集成电路性能的提高和复杂程度的增加,印制电路板(PCB)的散热问题日益突出。研究了PCB在电热多物理场相互作用下各部件的发热情况,提出了基于混合激活函数的多层感知机(MLP)-Bagging多物理参数算法。通过使用ReLU和Sigmoid两个激活函数进行学习和训练,建立了精度更高的MLP模型。之后,结合Bagging算法构建多个并行的MLP模型。所提出的神经网络多物理模型可以快速准确地预测PCB的电热响应。实验结果表明,此方法与有限元法相比,可以节省约97%的计算内存和99%的计算时间,与传统神经网络如随机森林(RF)、长短时记忆(LSTM)网络、MLP相比,该方法表现优良且泛化能力较好,为提高PCB设计效率提供了一种可行方法,为PCB热分析提供了更高效的解决方法。

关键词： 骨盆   Schanz钉   置钉方式   有限元分析  

摘要： 目的利用有限元分析骨盆髂嵴外固定架中两种Schanz钉置钉深度对于骨盆髂嵴外固定架的生物力学差异。方法取1名男性成年志愿者,44岁,身高170 cm,体重75 kg。应用螺旋CT薄层连续扫描髂棘至坐骨支,在CT数据基础上,通过三维建模软件建立骨盆数字模型。模拟Schanz钉Shallow和Deep两种不同置入方式,分别建立两组分析方案(同一参数体现)。其中Shallow方案为骨盆髂嵴打入Schanz钉为50 mm,满足螺纹全部进入骨质;Deep方案为沿同一方向将髂嵴Schanz钉打入直至臼顶后方相对致密的骨质内(距髋臼顶部10 mm)。利用有限元分析对两组模型的骶髂关节及耻骨联合处施加以同样约束载荷,在距骨盆髂嵴外部边界50 mm Schanz钉处给予两组模型同种载荷,计算应力分布与形变。结果两组模型在同一种载荷下,Shallow方案最大应力发生在骨盆髂嵴松质骨部分,应力峰值为87.151 MPa,Schanz钉最大位移为0.67139 mm,Deep方案最大应力发生在骨盆髂嵴皮质骨部分,应力峰值为59.183 MPa,Schanz钉最大位移为0.41773 mm。Deep方案应力峰值较Shallow方案减少32.1%,Schanz钉最大位移减少37.8%。结论Shallow和Deep两种置钉方案中,Deep方案生物力学稳定性更强,位移形变更小,Schanz钉上的应力分布更均匀,稳定性可提高47%。深入置钉的方法能更有效的预防Schanz钉松动、失效,是在骨盆骨折外固定架治疗中值得推广的置钉方式。

关键词： 扭力梁   焊缝   疲劳寿命   有限元  

摘要： 随着汽车底盘零部件产品对高承载、轻量化、低成本、高性能、高可靠性、大空间等综合性的要求越来越高,作为汽车后桥的扭力梁产品,其具备轻量化、低成本、高性能和大空间的综合优势,但其可靠性是扭力梁设计中最重要的难题。扭力梁的可靠性难题体现在横梁与横梁侧向加强板搭接结构的疲劳寿命,基于Hypermesh、FEMFAT有限元法的疲劳寿命方法,对扭力梁进行了扭转台架疲劳工况的仿真和疲劳寿命预测,将其结果与实际台架疲劳试验数据进行对比分析,结合扭转台架疲劳工况受力机理分析,发现了原结构方案设计的不足。研究扭力梁开裂失效的原因,对扭力梁结构进行创新优化设计,改进优化了结构方案设计,降低扭力梁的风险区域应力值,大幅提高了疲劳寿命,保障了扭力梁在扭转台架疲劳工况载荷下的可靠性,同步获得了重量更轻的结构方案,有效地解决了扭力梁的焊缝疲劳开裂问题,为扭力梁横梁加强结构及类似受力结构的设计提供了重要的指导。

关键词： 力封闭   摩擦锥   夹持力优化   有限元分析  

摘要： 测试质量锁紧机构是引力波探测器的重要部件之一,但是基于力封闭理论分析锁紧机构鲜有报道,本文从力封闭的角度对锁紧机构进行分析,为锁紧机构的设计及后续的研究提供理论支持和参考。根据力螺旋理论,建立了顶杆与测试质量的抓持矩阵,采用力封闭原理分析稳定夹持时接触力与测试质量所受外力的关系;通过对夹持质量指标的分析,得到最优的接触点位置,验证锁紧机构的可靠性;将夹持力优化问题转化为求解非线性规划问题,采用MATLAB软件中的fmincon函数对接触力进行优化,得到最优的夹持力,并通过ANSYS Workbench软件进行有限元分析,得到测试质量最大变形量为0.4μm,满足设计要求。

关键词： 双向剪切阻尼器   试验   有限元分析   双向剪切耗能  

摘要： 现有钢板剪切阻尼器使用普通钢板或低屈服点钢材,利用板材平面内的抗剪性能实现所需的刚度、屈服承载力、延性耗能等。其构造和工作机理决定了剪切方向唯一性。现研究一种新型双向剪切阻尼器,采用的弯剪钢筋或钢棒的截面为圆形,在受剪时几乎不存在方向性差异,在双向地震作用下,结构和构件发生受扭等情况下均可正常发挥金属的耗能作用。通过试验和有限元分析探究双向剪切阻尼器工作机理、力学性能及耗能能力,结果表明相比于钢板剪切阻尼器,可实现双向剪切耗能,能够适用于受力条件更为复杂的工程。

关键词： 公路桥头路基   加筋挡土墙   有限元分析   侧向变形  

摘要： 以肯尼亚某公路路基采用加筋挡土墙为背景,首先详细介绍加筋挡土墙的施工工艺及施工流程。利用有限元软件建立加筋挡土墙模型,系统探讨加筋挡土墙加筋长度、加筋层数、加筋体弹性模量对挡土墙侧向变形的影响,获得了本工程合理的挡土墙设计参数。研究结果表明:面板制作与安装、筋带安装、填料施工这3个施工过程需着重关注;在一定范围内,增大加筋挡土墙加筋长度、加筋层数、加筋体弹性模量,均能有效抑制挡土墙侧向变形;本工程合理的加筋长度为3~4m、加筋层数为10层,弹性模量为2.5GPa。

关键词： 桥上无缝线路   护轨接头轨缝   护轨接头阻力   有限元   失稳临界温升  

摘要： 针对护轨效应对桥梁曲线段无缝线路的稳定影响,采用有限元模拟方法,对铺设护轨的桥梁无缝线路进行数值模拟,研究不同轨道结构布置形式下护轨接头轨缝、接头阻力对桥上无缝线路稳定性的影响。研究结果表明:根据不同护轨预留轨缝值对温升阈值的影响研究,其对无缝线路稳定性的影响效果并不显著;对于护轨接头阻力作用下的温升阈值变化规律,2种护轨铺设方式下的温升阈值均随着接头阻力的增大而呈下降趋势;在铁路实际运营过程中,应通过合理的设计和维护,充分发挥护轨接头轨缝以及接头的积极作用,提高无缝线路的稳定性和安全性。