关键词： 高频在线融冰   介质损耗效应   多目标优化   有限元   均匀传输线  

摘要： 输电线路覆冰事故在中国冬季时常发生,基于介质损耗与集肤效应的高频融冰方法在发热方面比传统交直流融冰有着显著的优势。针对高频高压在线融冰时电源频率、电压设计问题,提出一种基于NSGA‐Ⅱ的高频在线融冰电源参数的多目标优化设计方法。首先,基于均匀传输线理论,建立了高频激励下的覆冰导线的等效传输线电路模型;其次,从工程实际出发,结合高频在线融冰的热平衡原理,推导得到高频在线融冰目标函数及约束条件;再次,通过NSGA‐Ⅱ算法求解得到该多目标问题的Pareto最优解集,并根据优劣解距离法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)法选择融冰电源参数;最后,利用COMSOL软件,基于有限元方法进行仿真验证。仿真结果验证该文融冰模型的正确性及所选参数的有效性。

关键词： 低压实验舱   结构设计   有限元仿真   强度分析   结构改进  

摘要： 低压实验舱在进行模拟高海拔等极端条件下的实验时需要承受较大的外部气压和内部气体负荷,因此其结构设计与强度校核至关重要。按照需求对舱体结构尺寸进行了设计,运用有限元方法建立舱内低压环境的数学模型,校核实验舱在内外压差情况下的强度性能,在此基础上对实验舱结构进行改进优化,进一步进行强度分析,验证其改进效果。结果表明,设计改进后的实验舱结构应力均小于材料的屈服极限,满足强度要求。

关键词： 历史街区   石库门风貌部件   整体卸解   有限元分析  

摘要： 历史街区整体保护与更新注重对反映街区肌理、界面、巷道的重要元素进行保留、保护。传统的分段卸解方式,虽能达到保留石库门构件的目的,但现场焊接的低效与不确定性,带来了钢材浪费、用工成本过高与安全性不足等问题,且对需保护的石库门进行切分,也是一种破坏。为解决该问题,设计了石库门风貌部件整体卸解定型化装备,并通过有限元仿真模拟,校核了装备强度。此装备在上海市曹家渡地块与董家渡地块进行了成功应用,卸解过程无需动火,整体卸解不破坏石库门,工厂定制的方法节省了80%的工时,可为同类型历史街区风貌保护项目提供技术支撑。

关键词： 短时强降雨   地铁深基坑   有限元分析   支护结构   影响因素  

摘要： 降雨通常易导致土体力学性质变化,进而影响基坑的安全性,尤其是在强降雨情况下。以受郑州7.20暴雨影响较大的郑州地铁小南岗站深基坑工程为背景,结合降雨期内工程实测数据,采用MIDAS有限元软件进行分析,以揭示短时特大暴雨导致的地铁深基坑变形的关键因素,分析基坑满蓄水情况下的降水处理方法,并提出基坑工程面对特大暴雨时的一些防范措施。结果表明:特大暴雨影响地铁深基坑的关键因素是内支撑脱落及基坑回灌水的作用,其中内支撑脱落主因是基坑回灌降低了围护结构两侧的水土压力差,从而削弱了围护变形;对满蓄水基坑进行降水时,宜采用基坑内外联合降水的方法,并及时施作钢支撑;面对特大暴雨,应及时加高挡土墙,加固钢支撑与围檩的连接。

关键词： 桩基础   多年冻土   承载特性   缩尺模型   室内试验   有限元分析  

摘要： 为研究多年冻土区铁路桥梁桩基础在竖向荷载作用下的承载性能及荷载传递机理,以多年冻土区广泛存在的高桩承台基础为研究对象,通过室内缩尺模型试验结合有限元方法分析桩基础几何尺寸和多年冻土温度对桩基础竖向承载性能的影响。结果表明:增加桩长能减小桩基础的沉降量并提高桩基础的极限承载力,桩长从1.5 m增至3.0 m过程中,每增加0.5 m,桩基础极限承载力分别增加41%,23%和15%,且能够减小桩基础端承力及其占比,但对桩基础的轴力、桩身应力和侧摩阻力的分布规律影响较小;多年冻土的存在对桩基础承载性能的提升更为显著,其中侧摩阻力发挥重要作用,且多年冻土的温度越低,其提升效果越明显,在多年冻土层温度为-5和-9℃时,桩基础的极限承载力分别为125.9和199.5 kN,相较于融土条件分别提升了2.98和5.31倍;桩基础在多年冻土层中的最大侧摩阻力分别约为300和500 kPa,是上部融土层的2.1和3.5倍;在上部融土层和多年冻土层的交界处桩身轴力、侧摩阻力、土体应力均发生明显变化。

关键词： 复杂软件系统   基于模型的系统工程   发展路线图   装备战略管理  

摘要： 复杂软件系统的特点决定了无法沿用自顶向下、计划驱动的传统软件开发方法实施构建,其复杂软件系统设计更倾向于规划设计,目的是为在软件过程层面上提供系统为适应环境和需求变化而实施调整的适应性演化高层决策。针对现有基于模型的系统工程方法和工具在适应演化分析方面存在的不足,提出复杂软件系统双向耦合论证设计方法及其关键技术,为综合自上而下、自下而上的论证设计提供了明确的实现路径和技术方法,可为工作性质类似的发展路线图、五年发展规划等装备战略管理工作提供有益借鉴。

关键词： 驱动桥壳   有限元   尺寸优化   汽车轻量化   台架试验  

摘要： 【目的】为研究某新款皮卡汽车后桥壳的静态特性及轻量化优化问题,【方法】采用有限元平台仿真与台架试验结合的研究方法。首先,在Hypermesh软件建立具有高计算精度的有限元模型;其次,使用ABAQUS仿真平台分析了桥壳在满载工况下的应力及位移,确定了危险截面位置;随后,通过Optistruct优化模块对桥壳和钢板板簧座等零部件进行了尺寸优化;最后,通过垂直弯曲静刚强度台架试验验证了轻量化优化的可靠性。【结果】有限元分析结果表明,桥壳的危险截面位于钢板板簧座与桥壳连接处,最大应力和变形量分别为307.20 MPa和1.440 mm。Optistruct尺寸优化后的桥壳重量由59.07 kg降低至52.55 kg,减重率11.04%。应力上升至310.10 MPa,但仍小于桥壳材料45钢的屈服强度355.00 MPa,变形量小于标准1.400 mm。台架试验结果表明,桥壳通过垂直弯曲静刚强度试验,符合汽车驱动桥台架试验标准。【结论】所建立的有限元模型具有较高的准确性,仿真结果与台架试验结果高度接近。经Optistruct优化后的桥壳具有良好的力学行为表现,该模块在桥壳轻量化优化方面具有较高的可靠性。

关键词： 灌浆套筒   螺旋肋   对中搭接   单向拉伸试验   有限元分析  

摘要： 为响应发展新型、节能、高效的建造方式的要求,提出一种采用滚压加工工艺加工无缝钢管制作而成的螺旋肋套筒,该种套筒具有造价低、制造工艺和施工技术简单的优点,并且加工而成的螺旋肋可大幅提高套筒与灌浆料之间的机械咬合力。在传统灌浆套筒连接接头性能研究的基础上,创新性地提出一种对中搭接套筒连接形式,并采用螺旋肋套筒制作了14个对中搭接灌浆套筒试件,进行单向拉伸试验研究其力学性能。此外,利用ABAQUS进行灌浆套筒试件的有限元模拟,并与试验结果进行对比分析。结果表明:套筒连接试件搭接长度取10d时具有足够的锚固性能;套筒内部钢筋应变随距加载端距离的增加而迅速减小,并随外荷载的增加而增大;滚压螺旋肋套筒表面各位置应变均较小,套筒具有足够的安全冗余,靠近钢筋侧的轴向应变大于其他位置,且在套筒中部以轴向拉应变为主,套筒端部以环向拉应变为主;有限元模拟结果与试验结果吻合度较高,模型对于该实验具有一定的适用性。

关键词： 船舶碰撞   有限元分析   碰撞角度   应急避让  

摘要： 为探索有限元技术在船舶碰撞过程模拟及责任认定中应用的要点,以具体的海事事故为例,构建起撞击船和被撞船舶有限元模型,对碰撞角度、撞击速度等值进行确定;在得到船舶碰撞姿态的基础上提出船舶应急避让建议。所确定出的被撞船舶船体损伤变形最小的碰撞情形,可作为船舶航行中撞击险情下应急操作的建议,有助于减轻船舶碰撞程度。