关键词： 股骨颈骨折   股骨头坏死   有限元分析   骨钉   同种异体移植物  

摘要： 目的观察并分析空心螺钉结合同种异体腓骨内固定治疗在股骨颈骨折中的应用价值。方法选择1名生理解剖正常的中国健康成年男性志愿者,通过X线和CT扫描检查显示髋关节发育正常,保存股骨中上段影像学数据。通过三维重建等技术,构建空心螺钉结合同种异体腓骨固定股骨颈骨折的三维模型,以及关节软骨、韧带、肌肉的三维模型并进行力学分析,对两种骨折内固定方式的生物力学稳定性进行评估。结果股骨头皮质的头顶部是出现最大应力的位置,两种内固定方式最大应力差异无统计学意义。两种固定方式的股骨头颈位移都是从股骨头颈上缘开始逐渐减小,直至股骨头颈的下缘。由于股骨头颈外上缘的张力最大,两种固定方式的最大位移都发生在该部位,但两者最大位移差异无统计学意义。空心螺钉结合同种异体腓骨内固定方式和多枚空心螺钉内固定方式对股骨颈骨折骨组织的最大应力都是出现在皮质骨部位。两种内固定的最大应力都是在骨折断端和内固定尾部。结论对于股骨颈骨折患者,通过空心螺钉结合同种异体腓骨内固定和多枚空心螺钉内固定的力学稳定性基本相同,都可以为骨折愈合提供较为稳定的力学环境,可以有效预防股骨头坏死、塌陷,是股骨颈骨折较理想的治疗方式。

关键词： 预埋件   粘结滑移   有限元分析   abaqus  

摘要： 本文采用abaqus有限元软件对不同弯折情况和角度的预埋件进行受拉和受剪有限元分析,介绍了构件的类型、模型边界条件、相互作用关系等。对模型的受力情况和破坏机理进行了分析,汇总了剪切和拉力作用下预埋件承载力的折减系数。结果表明,M1-15构件弯折角度较小,承受剪切力作用时,内部形成交叉支撑,加强了预埋件受剪承载力和刚度。承受拉力时,其承载力和延性基本不受影响。M2弯折情况下,拉力作用不影响预埋件弹性范围内的承载力,但随着弯折角度的增加,预埋件破坏前的延性会大幅降低。承受剪切力作用时,斜向锚杆提供一定的拉力作用,增加了预埋件的受剪刚度和承载力。工程中M2弯折情况应尽量避免弯折角度超过15°。M3弯折构件是最不利的情况,单轴受拉条件下,连接板与锚杆夹缝处的混凝土损伤严重,加载初期刚度极低。承受剪切力作用时,预埋件加载前期刚度低,表面混凝土破坏严重。单轴受拉条件下,M3弯折方案,工程中应避免这种弯折情况。综合对比下,弯折角度不应超过15°,M0、M1-15、M2-15预埋件的性能较好。

关键词： 自主水下航行器   运动控制   径向基函数神经网络   模糊PID   运动控制器  

摘要： 针对自主水下航行器(AUV)高精度、强鲁棒性的运动姿态控制需求,提出了一种径向基函数(RBF)神经网络结合模糊PID控制的水下机器人运动控制器;采用RBF神经网络对模糊PID控制器参数进行优化,有效解决了模糊PID控制过度依赖经验,难以应对水下复杂工况的问题。仿真结果表明:模糊RBF神经网络PID控制器在AUV姿态调节中表现出较传统模糊PID控制器更好的响应速度和抗干扰能力,有效改善了AUV姿态控制性能;经实际应用验证,控制器在复杂工况下可以快速收敛至期望姿态并维持稳定。

关键词： 预应力型钢混凝土   弯矩调幅   内力重分布   有限元分析  

摘要： 预应力型钢混凝土(简称PSRC)是预应力混凝土技术和型钢组合结构技术的优势结合,可为实现更大跨度、更大空间的建筑创造条件。PSRC连续梁的塑性内力重分布和弯矩调幅具有不同特点,现有研究极少见于报道,国家相关规范也无规定,因此有必要对PSRC连续梁的弯矩调幅理论进行研究。通过对2根4 m+4 m的两跨PSRC连续梁塑性内力重分布和弯矩调幅试验以及一系列PSRC连续梁算例的非线性模拟计算分析,研究支座截面相对受压区高度、支座与跨中强度比、含钢率及次弯矩对PSRC连续梁塑性内力重分布和弯矩调幅的影响规律。

关键词： 飞机轮胎   土质道面   轮辙特征   有限元分析   回归分析  

摘要： 本文基于ABAQUS有限元软件建立了飞机轮胎-土质道面相互作用有限元模型,通过在预设土质道面上改变轮胎胎压、轮胎荷载和运行次数来分析三者对土质道面垂直应力分布和轮辙特征的影响规律,并建立在三者共同影响下的最大轮辙深度数学模型。结果表明,土质道面最大轮辙深度随轮胎胎压、轮胎荷载和运行次数的增大而增大。

关键词： 锑化铟   有限元分析   合成   区熔提纯   热场  

摘要： 为了适应中波红外探测器的发展对锑化铟(InSb)材料的需求,以InSb合成及区熔设备为研究对象,开展了InSb合成及区熔的热场研究。针对两步工艺研究了组合式热场结构,采用有限元仿真分析方法对热场进行数值模拟计算,得到了适宜工艺的温度分布及规律。经过工艺实验,晶锭出现3~10 cm的熔化区域,获得了载流子浓度和迁移率满足要求的N型InSb锭条。研究的组合式及三段熔区的热场结构有效提高了材料制备的效率,降低了制造成本。研究结果表明,合成及区熔设备温度场分布符合设计要求。仿真结果为此类设备的优化与改进提供了理论依据和有效手段,为红外探测器的发展提供了材料制备基础。

关键词： 永磁体故障   径向电磁力   电流谐波   矢量控制   有限元分析  

摘要： 针对永磁同步电动机永磁体缺失对电磁振动的影响,分析了永磁同步电动机永磁体、绕组电流基波和绕组电流谐波共同作用下的磁动势分布情况,建立了电机永磁体缺失下的径向电磁力解析分析模型,分析了电机正常状态和永磁体缺失故障下的电磁力特性。搭建了电机永磁体缺失故障时电机本体和变参数矢量控制的联合仿真模型,分别仿真验证了永磁同步电机无故障和故障时三相电流和径向电磁力的特性变化。结果表明:故障状态下电机定子绕组电流基波幅值大于无故障时的基波幅值,两种状态下绕组电流的频率成分相同;正常状态下电机的径向电磁力阶次主要为电机极数2 p的整数倍,故障下电机会附加产生低阶的径向电磁力;正常状态下径向电磁力的主要频率为电源频率f_(1)的偶数倍,电机发生永磁体缺失故障后原有阶次的电磁力频率成分不会发生变化,故障状态下新出现的阶次为r_(1)的低阶电磁力的主要频率成分为(2k±r_(1)/p)f_(1),k=0,1,2,3,…。

关键词： 斜拉管桥   振动台试验   抗震性能   缩尺模型   有限元分析  

摘要： 为了研究斜拉输水管桥的抗震性能,以某大跨径多塔斜拉输水管桥为对象,根据相似理论设计缩尺比为1∶20的等代试验模型,开展振动台试验研究.从不同地震波、不同台面输入地面峰值加速度以及空满管工况等多个角度探究斜拉输水管桥地震响应与抗震性能.采用试验与数值模拟相结合的方法,系统分析大跨径斜拉输水管桥的抗震性能.结果表明,E1地震下结构保持弹性;E2地震下部分钢筋进入屈服,混凝土出现裂缝但结构整体安全.纵桥向地震输入时,考虑流固耦合效应的满管工况相较于空管工况的地震响应增幅小于仅采用附加质量模拟水体时的响应增幅;横桥向地震输入时的结果相反.

关键词： 有限元分析与应用   混合式教学   模式探索   教学实践  

摘要： 本文以国家一流课程建设为契机,以“智慧课堂、人文课堂、思政课堂”为定位,开展了机械工程专业“有限元分析与应用”课程线上线下混合式教学模式的探索与实践。开发课程网络教学平台,并制定了课程教学内容和预期目标。设计混合式教学模式,实现了启发教学和诱导教学同步推进、科研案例和工程实例科学融入、多维互动和翻转课堂贯穿始终、评价体系和评分机制并行构建,强基础、重应用,融“知识-能力-素质”三位一体。通过混合式教学模式的实施和教学效果分析,证明了混合式教学模式能够有效实现学生自主学习积极性的提高和学生创新能力的激发。

关键词： 钢-混组合梁   提拉-叠合法施工   提拉力   力学性能   有限元分析  

摘要： 为研究提拉力布置对采用提拉-叠合法施工的大跨径钢-混组合梁力学性能影响,以沿太行高速公路沁河特大桥工程为依托,运用Midas-Civil有限元软件与控制变量法研究不同首次提拉力与二次提拉力、提拉点数量与间距设置对钢-混组合梁应力、变形、稳定性与桥面板压应力储备的影响,通过变量归一化分析钢-混组合梁对不同因素的敏感程度,选取最优方案并进行现场监测验证施工效果。结果表明:钢梁上缘应力、桥面板应力和成桥挠度对二次提拉力最敏感,敏感度分别为0.61、1.95和0.16。钢梁下缘应力对提拉点数量最敏感,敏感度为0.20。沁河特大桥理论最优预弯度为78%,最终方案为布置5组间距为11 m的提拉点,首次提拉力与二次提拉力分别为1 500 kN与6 500 kN。现场监测结果表明方案实施效果与理论分析一致,现场提拉力布置合理,研究结果可为类似工程提供参考。