关键词： 桥梁工程   CR连接件   抗剪刚度   有限元   等效弹簧模型   等效杆系弹簧模型  

摘要： 当前对于钢混组合梁桥中CR连接件的研究主要集中于承载力,对其抗剪刚度研究较少,没有较为通用的理论计算公式。为建立合理的CR连接件抗剪刚度计算公式,笔者基于现有试验建立有限元模型并加以验证,模拟不同结构参数的剪力连接件弹性阶段的荷载-位移曲线,揭示不同参数下的连接件弹性抗剪刚度变化规律。利用等效弹簧模型和等效杆系弹簧模型,笔者分别研究了剪力键、混凝土榫以及混凝土榫内贯穿钢筋的抗剪刚度,结合弹性阶段刚度叠加关系,建立了CR连接件弹性抗剪刚度理论计算公式。理论计算与有限元拟合结果对比表明:连接件弹性抗剪刚度理论计算值与拟合值的误差在7.7%以内,结果吻合性较好,可作为结构设计的依据。

关键词： 拖车   强度   固有频率   有限元分析  

摘要： 针对港口及近海工程模型试验中对于拖车实验的需求,提出一种大型拖曳水池拖车机构,具体为拖车车架的结构进行设计、分析、校核。应用三维设计软件SOILDWORKS,基于参数设计了拖车的三维模型。在此基础上,采用有限元分析软件ANSYS对拖车模型进行网格划分以及静刚度和强度、固有频率的分析计算。研究结果证明:所设计拖车的结构强度和频率性能等均可满足设计要求。

关键词： 直线电机   水冷板   有限元   换热性能  

摘要： 文中针对双轴直线电机模组长时间工作后绕组温升过高的问题,研究水冷板管道截面形状对降温效果的影响。经公式推导计算,获得绕组等效导热系数、比热容、密度以及动子表面对流换热系数。通过建立有限元模型,经电磁场–温度场耦合计算,绕组最高稳态温度为105:66℃,最低稳态温度为74:524℃。加装管道截面形状为圆形、正方形、矩形及正三角形的水冷板后,经电磁场–流体场耦合计算,对应绕组最高温度分别为43:328℃,43:833℃,43:951℃及43:216℃。其中,圆形管道与正三角形管道的绕组最高温度温升曲线相似,正方形管道与矩形管道的绕组最高温度温升曲线相似。引入综合换热性能指数作为评价指标,以圆形管道水冷板的换热效率和流动阻力作为基准,计算得出其余形状管道综合换热性能指数均小于1。以最高温度为评价标准,正三角形管道水冷板的降温效果最好,而圆形管道水冷板的综合换热性能最好。

关键词： 火灾   湿热耦合   混凝土墙   孔隙压力   有限元分析   影响因素  

摘要： 基于高温下混凝土的湿热本构模型对火灾下混凝土墙内孔隙压力的发展及其影响因素进行研究.主要采用ABAQUS对墙体进行热分析,并在分析步中调用子程序进行湿热耦合,求解墙体内部孔隙压力的分布.在该计算模型中,考虑了高温下混凝土内部孔隙中水的相态转变及质量守恒、水泥浆体的脱水、混凝土的高温热损伤等因素.在与试验结果对比验证模型的有效性与准确性后,给出了一个案例研究以对火灾下混凝土墙内孔隙压力的发展进行分析,并评估了由孔隙压力导致混凝土发生爆裂的可能,最后探讨了升温制度、混凝土骨料类型、初始渗透率、初始孔隙率等因素对火灾下混凝土墙内孔隙压力的影响.研究结果表明:混凝土墙体受火后,其内部的孔隙压力会在较短的时间内迅速上升,这导致墙体在火灾前期可能出现较大的剥落风险;受火后墙体在厚度方向上往往存在着两处可能由孔隙压力触发墙体剥落的点.研究结果还表明火灾作用下混凝土墙体的孔隙压力发展受升温制度的影响显著,在升温速率最快的炔类火作用下的混凝土墙体最快到达了孔隙压力峰值,且相较于ASTM-E119和ISO-834升温制度,炔类火灾作用下混凝土墙内的孔隙压力峰值分别提高了16.82%和5.81%;混凝土骨料类型对混凝土墙内的孔隙压力发展的影响相对较小;采用硅质骨料的混凝土墙体内部产生的孔隙压力峰值仅高出钙质骨料混凝土3.14%;混凝土初始渗透率同样对混凝土墙内孔隙压力的发展影响显著,混凝土初始渗透率越小,墙体内部产生的孔隙压力越大;混凝土的内部初始孔隙率对受热后墙体内部孔隙压力发展的存在次要影响,随着初始孔隙率的增大,墙体的孔隙压力呈现非线性下降趋势.

关键词： 异形方舱   有限元   结构   强度   刚度  

摘要： 针对舰载安装环境的异形方舱,在完成舱体骨架结构设计后,采用有限元分析方法对风浪、颠振、吊装、堆叠等工况下的舱体骨架刚度和强度进行了分析,结果显示:舱体骨架的最大应力低于材料的屈服极限,最大变形符合设计要求。该方法为异形方舱的结构设计提供了指导和依据,有效提高了设计质量,缩短了研发时间。

关键词： 滑坡   饱和滞水区   圆弧法   有限元   稳定性评价   锚杆   抗滑桩  

摘要： 宁德白莲寺后山滑坡为中型牵引式土质滑坡,是典型的由于坡脚不合理开挖叠加强降雨作用导致的滑坡。根据勘查成果,采用圆弧法和有限元法对滑坡进行稳定性分析,分析结果显示,一般工况下滑坡处于基本稳定状态,暴雨工况下滑坡处于不稳定−欠稳定状态。滑坡治理采用削坡卸载、锚杆框架梁、植被防护、抗滑桩、坡脚挡墙及设置截排水沟等综合治理措施,治理效果较好,可为类似滑坡工程提供参考。

关键词： 耦合因素   特征提取   船舶舱室   通风设计   换气次数  

摘要： 针对船舶舱室通风设计仅考虑单一因素,未考虑其他因素特征,影响船舶通风效率的问题,研究耦合因素特征提取下船舶舱室通风设计方法。将船舶舱室通风系统视为耦合系统,引入信息准则,利用牛顿方法提取影响船舶舱室通风效果的关键耦合因素特征。基于耦合因素特征提取结果,利用知识组件构建船舶舱室通风系统的数学模型,确保舱室空气流通顺畅。选取计算流体动力学软件模拟船舶舱室通风情况,依据模拟结果,进行船舶舱室通风设计的计算分析、调整与优化,获取船舶舱室通风系统的通风方式、换气次数等设计指标,确定最终的船舶舱室通风设计方案。实验结果表明,采用该方法设计的船舶舱室通风系统,满足换气次数要求,送风量与抽风量降低幅度明显,有效提升了通风系统的通风效率。

关键词： 股骨转子间骨折   PFNA   稳定性   有限元分析  

摘要： [目的]构建3种不稳定转子间骨折模型并进行三维有限元分析,探讨外侧壁对股骨转子间骨折术后稳定性影响。[方法]选取老年女性志愿者1名,获取股骨CT数据,经医学三维软件构建外侧壁完整的股骨粗隆间骨折股骨近端防旋髓内钉(proximal femoral nail anti-rotation,PFNA)固定模型(完整组)、外侧壁缺损的骨折PFNA固定模型模型(缺损组)以及外侧壁钢板重建的骨折PFNA固定模型(重建组)。设定边界条件、约束条件,于股骨头施加不同载荷,分析股骨-PFNA系统的Von Mises应力、位移以及应变。[结果]股骨-PFNA系统位移研究结果显示,完整组和缺损组较重建组的位移稍大,但三组差异无统计学意义(P>0.05)。Von Mises应力研究结果显示:在不同应力加载下,三个模型组间平均最大应力差异无统计学意义(P>0.05)。最大主应变依次为重建组>完整组>缺损组。股骨模型中重建组平均最大主应变显著大于缺损组[(30.3±15.1)×10^(-3)vs(22.5±12.1)×10^(-3),P<0.001],而PFNA模型中重建组和缺损组差异无统计学意义(P>0.05)。[结论]外侧壁重建可提升股骨-PFNA系统整体稳定性,降低股骨-PFNA系统应力分布,增加股骨近端应变分布。

关键词： 模拟巷道   断面调节   有限元分析   模块化设计  

摘要： 从绿色、环保、节能出发,设计了一种可调断面模拟巷道。巷道最大调节断面(宽×高)8 m×6 m,最小调节断面(宽×高)5 m×3 m,能实现调节范围内任意断面尺寸无级调节。该模拟巷道结构可靠,多载荷综合作用下最大变形0.27 mm。模块化设计的单元调节方便且精度控制在±1 mm/m。该模拟巷道可为我国全系列掘进机及除尘系统提供井上模拟试验条件。

关键词： 熔融沉积成型   参数优化   有限元分析   3D打印  

摘要： 与传统制造生产的效率相比,当前的3D打印生产效率仍相对较低。因此,如何优化工艺参数,以提升打印件性能、缩短打印时间和减少材料成本,对于提升制造效率来说至关重要。针对这一问题,借鉴传统多目标问题优化方法并结合数值分析,给出一种面向熔融沉积制造(Fused depositionmodeling,FDM)的工艺参数优化方法。具体来说,该方法通过响应面法来引导和减少数值分析次数,所得到的回归方程采用基于参考向量引导的进化算法(Reference vector guided evolutionary algorithm,RVEA)来寻找工艺参数的Pareto最优解。同时引入角度惩罚技术,使得该方法在进化初期注重收敛性,在进化末期注重多样性,有效地提高了迭代计算的平衡性。相较于其他工艺参数优化方法,本方法能够更好地提升打印效率并降低制造成本,且具有较好的可靠性。