关键词： 数控车床   三维模型   静力学   模态分析  

摘要： 本文选用数控车床床身为研究对象,在Solidworks软件中建立数控车床床身的三维实体模型,利用Workbench软件对机床进行了静力分析和模态分析。通过静力分析可知在各方向上,床身结构X、Y和Z方向的形变量不同,结构的床头区比较薄弱。对受限制的车床的结构进行了模态分析,通过模态分析,求解得到数控车床床身前六阶固有频率以及振型,得出床体的外轨、床头等部位是该床体结构的薄弱部位。该研究为数控车床床身的结构设计提供一种新的参考。

关键词： 模态分析   有限元   模型降阶   误差研究  

摘要： 为了提高航天器复杂结构体的模态分析效率,通常会要求大幅减少有限元模型的网格数量,因此需要对结构体模型进行大量的降阶处理工作,但并不是所有的结构体都能符合一般降阶简化规则,强行降阶和过度简化有可能引起较大的误差。基于上述问题,对结构体基本几何形状的实体模型和降阶模型的固有频率进行了对比仿真,对固有频率相对误差进行了计算分析,验证了模型过度降阶的适用性和误差范围,为有限元模型降阶和简化提供了参考依据。

关键词： 双螺杆   同向啮合   异向啮合   有限元分析   示踪粒子  

摘要： 探讨了同向双螺杆和异向双螺杆对聚乳酸(PLA)挤出过程及挤出物性能的影响。在相同结构参数下建立同向双螺杆和异向双螺杆的端面曲线,由端面曲线生成的三维模型进行网格划分,将网格模型导入Polyflow软件中设定边界条件并添加示踪粒子后进行仿真分析,使用Fieldview后处理软件将仿真数据中的物理场进行可视化分析,并对示踪粒子在流道中的轨迹进行研究。结果表明,在对PLA的挤出过程中,同向双螺杆流道内的压力相对稳定,异向双螺杆流道内出现局部高压现象;PLA在同向双螺杆挤出过程中示踪粒子的停留时间更短,分布指数、分离尺度更小,即分布混合能力更强,挤出料的拉伸强度高;异向双螺杆挤出过程中物料受到的剪切、拉伸作用更大,经历最大剪切应力的粒子占比较多,即分散混合能力更强,挤出料的冲击强度高,黏度更低。因此,同向双螺杆能提供相对稳定和高效的挤出过程,挤出过程快,分布混合更加均匀;异向双螺杆建压能力、剪切能力、分散混合能力更强,能够提高挤出物料的产品质量。

关键词： 油封   密封性能   磨损   有限元分析  

摘要： 为了准确预测双唇形油封的磨损情况,利用ABAQUS有限元软件建立了油封的轴对称和三维模型,分析了磨损后油封主唇口的接触压力分布、唇口磨损轮廓等结果。模拟结果表明,磨损后唇尖部分的接触压力依然最大,逐渐向两侧递减;随着磨损时间的增大,接触宽度逐渐增大;相应的平均接触压力呈现下降的趋势;同时随着磨损时间的增大,唇口的接触压力整体呈现下降趋势,但均大于安全设计压力,表明油封仍然具备可靠的密封性能。这些结果为油封的密封可靠性和服役寿命的评估提供了良好的参考价值。

关键词： 三维风速计   阴影补偿方法   随机森林回归算法   有限元分析  

摘要： 三维风速计在众多领域有重要的价值,但三维超声风速计自身结构影响待测量风场,导致阴影效应的产生,从而引起测量误差。现有的阴影补偿方法研究多从阵列结构上优化或局限于二维风速风向,在应用到三维测风中效果较差。针对该问题,本文利用随机森林回归算法建立三维超声风速计阴影补偿方法,通过有限元仿真获取受阴影效应影响后的风速风向数据,以该数据为样本,对模型进行训练和测试。结果表明:本文提出的阴影补偿方法将风速值与理论值的相对误差降低到±1%以内,垂直风向角的平均相对误差从-4.1%降低至0.08%,水平风向角的平均相对误差从1.9%降低至-0.8%,验证了本文提出的补偿方法在解决阴影效应问题方面的可行性。

关键词： 近场动力学   有限元   双材料   “串联”键理论   界面形状  

摘要： 为了将近场动力学方法应用于复杂界面的双材料结构,以锯齿形界面为例,基于PD“串联”键理论开发复杂界面双材料结构PD求解程序,通过单、双材料平板进行拉伸仿真分析,利用FEM解验证PD方法及程序的准确性。结果表明:PD方法在准静态模拟中具有较高的准确性。PD程序所得位移结果:在y=0.005 m处,x位移相对误差低于5%;在x=0 m处,y位移平均相对误差低于6.08%。程序所得位移结果在小模量比、小载荷下更准确。

关键词： 桥梁工程   裂缝成因   有限元分析   加固方案  

摘要： 桥梁服役过程中会出现裂缝、渗水等不同病害,严重影响桥梁的安全运营,因此对病害进行准确检测及合理加固十分必要。以国道205线桥梁工程为研究对象,通过无损检测技术、静动载试验进行病害专项检查。基于检测结果,对病害进行分类并分析不同病害的成因,针对性提出相应的加固方案,并结合有限元软件对加固后的桥梁进行极限承载力验算,从而评估加固后桥梁的安全性。

关键词： 桥梁工程   钢—混组合梁斜拉桥   水滴形索塔   有限元分析   支撑方案   施工监控  

摘要： 越东大桥为主跨400 m钢—混组合梁斜拉桥,其索塔采用了水滴形曲线混凝土结构。受自重及施工荷载等影响,塔柱在倾斜悬臂状态下,根部截面处易形成较大弯矩并造成混凝土出现较大拉应力,需设置内支撑以降低索塔施工过程中的结构内力。利用有限元方法,对3种不同临时支撑方案下的索塔受力变形进行了对比分析,基于计算结果探讨了不同支撑方案的可行性,在综合考虑结构受力安全性和经济效益的条件下确定了索塔实际支撑方案。同时,在索塔施工过程中对关键截面应力与索塔线形进行了监控量测,将测试数据与有限元计算结果进行了对比。研究结果表明,上塔柱内设置单道支撑时,无法及时提供横向抗变形刚度以抵抗由上横梁施工造成的横向位移;索塔合龙后整体横向位移随横撑布设数量增大呈减小趋势;中塔柱采用2道支撑和3道支撑计算得到的索塔合龙后的横向位移分布及峰值均较为接近,工程中选用了在中塔柱和上塔柱各设置2道横撑的方案;监测数据与有限元模拟结果吻合良好,索塔合龙后索塔整体线形与理论线形基本一致。

关键词： 模式转换   超声振子   扭转焊接   减振型法兰   有限元分析  

摘要： 基于超声振动的模式转换理论,结合有限元方法设计了谐振频率为20 kHz的超声扭转焊接振子。该振子主要由夹心式压电换能器与模式转换变幅杆组成,模式转换变幅杆的互推杆和传振杆通过螺栓连接。为减少振子的漏波,设计了一种特殊结构的减振型法兰,并保证模式转换变幅杆输出端产生扭转振动。利用有限元分析软件进行模态分析和谐响应分析,仿真出振子的扭转频率为19.877 kHz,得到振子的频率响应曲线,通过模式转换变幅杆处完成振动模式的转换。最后,通过阻抗分析仪测得研制的振子谐振频率为19.69 kHz,与理论值和仿真值相差较小。激光测振仪测量振子互推杆端面处的纵向振幅为10.2μm,与仿真值接近,验证了设计方法的可行性,可为设计其他超声扭转焊接振子提供参考。

关键词： 油气管道   点蚀   弯管   极限内压   有限元分析   等效应力  

摘要： 以点蚀缺陷为研究对象,采用有限元分析法,建立含点蚀缺陷弯管有限元模型,进一步分析了点蚀缺陷的位置和几何形状及管材性能等因素对弯管极限内压的影响。研究结果表明:含点蚀缺陷弯管的极限内压受缺陷相对位置的影响,当缺陷位于弯管内拱处时,弯管的极限内压最小;含点蚀缺陷弯管的极限内压同样受缺陷尺寸的影响,极限内压随点蚀缺陷深度的增加而减小,随点蚀缺陷半径的增大而减小;管道尺寸、管道弯曲半径及管材性能等敏感因素也会对管道极限内压产生影响,所得结论对于含缺陷弯管的安全评定有着一定的参考价值。