关键词： 双层方钢   防屈曲支撑   耗能板   不锈钢   滞回性能   有限元分析  

摘要： 双层方钢防屈曲支撑是由耗能板和内外方钢焊接组成的新型耗能支撑，可有效避免防屈曲支撑端部薄弱破坏。为探究耗能板采用不锈钢的防屈曲支撑的滞回性能，本文采用低周往复加载试验结合有限元分析，研究了内置不锈钢耗能板的双层方钢防屈曲支撑的耗能性能。试验结果表明此类支撑滞回曲线饱满，耗能能力强，变形能力好。轴向荷载作用下，支撑主要通过耗能板进入塑性耗能，加载过程中内外方钢整体始终保持弹性。对比同尺寸内置碳素钢Q235B耗能板的防屈曲支撑，内置不锈钢耗能板的防屈曲支撑的承载能力更高。设计了四种不同耗能板布置方式的此类支撑算例，采用ABAQUS分析了耗能板布置方式对双层方钢防屈曲支撑滞回性能的影响，得到了此类支撑耗能板的最佳布置方式。对最佳耗能板布置方式的支撑开展了有限元参数分析，分析了耗能板耗能段中间和两端宽度、耗能板厚度对其滞回性能的影响。有限元分析表明：改变耗能板耗能段中间宽度对支撑承载能力、刚度和耗能能力的影响较大，改变耗能板耗能段两端宽度和耗能板厚度对支撑的影响较小。

关键词： 4043铝合金   拉拔   均匀化   有限元分析  

摘要： 将4043铝合金杆经多道次拉拔成不同直径的焊丝。采用金相检验、硬度测试、拉伸试验、能谱分析等研究了焊丝均匀化过程中的组织和性能变化。结合有限元软件对焊丝均匀化过程中温度场进行了数值模拟。结果表明：随着焊丝直径的减小，其硬度升高。当均匀化温度为550 ℃时，焊丝第二相尺寸细化、分布均匀、力学性能最优；随着均匀化温度的进一步提高，焊丝第二相粗化聚集并析出针状AlFeSi相，力学性能下降。温度场的有限元模拟结果对4043铝合金焊丝均匀化工艺的制定有一定的参考价值。

关键词： 高速列车   橡胶外风挡   有限元分析   振动特性   模态试验  

摘要： 为解决高速列车运行时，外风挡区域因复杂振动特性引发的剧烈振动和噪声，并有可能对外风挡结构造成进一步损伤等问题，采用有限元理论分析与模态试验验证相结合的方法，研究了高速列车橡胶外风挡结构的橡胶截面形状、材料硬度及橡胶肩部开口宽度对其振动特性的影响规律。针对不同橡胶外风挡结构形式，以及列车过弯时内、外侧外风挡产生的不同压缩量情形，分析了六种不同结构方案以及不同压缩量下外风挡的模态特性。搭建了外风挡试验台，通过模态试验得到其自振频率，验证了有限元分析的准确性。研究结果表明：通过改变橡胶截面形状与材料硬度，能够有效降低外风挡结构的固有频率，而改变橡胶肩部开口宽度对其固有频率几乎没有影响；进一步对不同压缩量下各种外部风挡结构方案的固有频率变化进行分析表明，随着压缩量的增加，各方案的固有频率总体呈下降趋势，其中方案四在各种压缩量下的固有频率均比其他方案更低。因此，通过实施模态分析方法，可系统地比较不同外风挡结构形式的固有频率差异，选择能够显著降低振动频率的优化设计方案，进而有效实现减振降噪，甚至减轻振动对外风挡结构可能造成的潜在损害。研究结果可为外风挡结构方案在减振降噪及结构损伤方面的优化设计提供指导依据。

关键词： 卧式加工中心主轴   磁流体密封   有限元分析   流量范围   温度场  

摘要： 温升过高会严重影响磁流体密封性能、主轴稳定性及机床加工精度。以卧式加工中心主轴用组合式磁流体密封装置为研究对象，探究磁流体、前端轴承摩擦热对密封装置温度场的影响，利用有限元分析方法研究整体装置温度分布规律，确定冷却水流量范围以实现高效、节能降温。结果表明：高转速下，磁流体粘性发热和轴承摩擦热对温度场影响大，最高温度随密封间隙减小而增大，通入冷却水后降温效果显著。综合考虑冷却水温度和流量及密封间隙，在0.1mm密封间隙下，冷却水温度为18℃～22℃时，流量需控制在0.5L/min～4 L/min；在0.2mm密封间隙下，冷却水温度为18℃～22℃时，流量需控制在0.5L/min～3 L/min，可以实现有效且快速降温。

关键词： 浮式风机   频域方法   载荷线性化   动力响应   二阶波浪力  

摘要： 风浪流联合作用下浮式风机动力响应时域计算方法已经得到较为充分的研究和发展，但是由于其计算效率相对较低，在浮式风电场机组排布优化以及浮式风机和系泊系统初步设计方案优化中应用时需要巨大计算资源，因此本文聚焦于可实现浮式风机动力响应快速计算的频域分析方法，其能够同时考虑一阶和二阶波浪载荷、风轮脉动风载荷、细长杆件粘性载荷、系泊系统以及风机变桨控制策略等多种环境载荷因素。首先，针对风机额定以下作业、变桨作业以及停机等不同工况，将频域方法计算结果与Orcaflex软件时域预报结果进行了对比分析，二者在动态响应频谱及统计值方面都有较好的一致性，验证了本文频域分析方法的适用性及准确性，能够为浮式风机的初步设计及参数敏感性分析提供可靠的参考价值；进一步，基于该频域方法，研究了风浪参数、二阶波浪力以及是否考虑风机控制策略对浮式风机动力响应特性的影响。

关键词： 多肋系杆拱   有限元分析   稳定性研究   横向联系拱桥吊杆  

摘要： 为研究多肋系杆拱桥的稳定性,以130m跨径的多肋系杆拱桥为研究对象,通过有限元分析的方法分析屈曲模态观察模态屈曲方向得到系杆拱桥在其结构等分处容易发生失稳。设置对照实验组,通过改变风撑类型、固结位置和k型风撑节点角度来设立不同对照实验组,分析屈曲模态稳定系数变化规律确定横向联系对拱桥稳定性影响规律。设置平行实验确定不同位置吊杆损伤和吊杆倾斜角度对拱桥稳定性影响规律,对异常情况做出合理解释。经过实验对比,k字型节点角度控制20°~30°,斜吊杆倾角11°~38°比较好。增加吊杆索力能够提升拱桥稳定性,在外界条件允许的情况下可以尽量增加吊杆索力。

关键词： 节理岩体   边坡稳定性   地下开采   流固耦合   有限元分析  

摘要： 露天矿边坡与巷道协同稳定性是影响矿山安全开采的关键因素。开展矿区边坡与巷道协同稳定性研究是保证矿山能进行安全施工的重要工作之一。针对矿区Ⅵ号矿组露天坑目前存汇水问题,分析论证后续井巷开采、工程力学、汇水等因素对Ⅳ号矿组、Ⅶ号矿组深部井巷工程是否有影响;采用3Dmine建立了露天矿三维地质模型,截取风险边坡剖面并建立数值模型,结合COMSOL Multiphysics多场耦合分析软件,对建立的剖面模型的渗流场与应力场进行耦合,通过精细化划分网格对其进行稳态求解,得到剖面模型的损伤区、应力场及位移变化云图,其中,边坡5号剖面区域基坑存在积水问题,在求解过程中考虑渗水条件。分析结果表明:Ⅵ号露天边坡、Ⅶ号露天边坡岩体损伤对地下工程均未造成影响,Ⅵ号矿坑积水的渗透速度分布在10^(-7)~10^(-6)m/s,由于渗透速度较低,Ⅵ号矿坑汇水并未对附近地采工程稳定性造成显著影响;建议对Ⅵ号矿坑汇水进行及时抽排,并加强Ⅶ号露天边坡位移监测。该研究结果为论证边坡与巷道协同稳定提供了新思路和参考。

关键词： GRA-RBF神经网络   煤矿安全风险   预控管理   径向基函数   安全等级   MAPE数值  

摘要： 煤矿安全风险预控管理因素复杂,在实际评价过程中,层级混乱导致安全风险评价输出的MAPE数值较小,使得煤矿安全风险评价结果缺乏准确性。针对煤矿安全风险预控管理问题,提出了一种基于灰色关联分析(GRA)与径向基函数(RBF)神经网络模型的安全风险评价方法。首先,融合大量煤矿环境数据,构建多层级安全风险评价体系,全面考量各层次及要素对安全风险的影响。其次,通过GRA算法,依据安全风险紧急程度确定关键预控管理指标,确保评价的精准性与针对性。最后,利用RBF神经网络的强大非线性映射能力,特别是其径向基函数对高权重安全风险指标的精细处理,并定义神经网络每层拓扑结构处理过程,实现评价结果的输出。为验证该方法的有效性,本文准备了多样化的安全风险数据集,并进行降维处理以生成不同数量的安全指标,匹配不同的聚类参数。在对比实验中,将新方法与两种已成熟应用的安全风险评价方法并行测试,以MAPE作为核心评价指标。研究结果显示,本文所设计的基于GRA-RBF神经网络模型的安全风险评价方法输出的MAPE数值显著提升,表明其能够更准确地预测高风险安全评价指标,对于煤矿安全风险预控管理工作提供了相应的风险评价标准,在一定程度上保证了煤矿安全工作的顺利开展,能够为煤矿安全风险预控管理提供强有力的技术支持和决策依据。

关键词： 永磁游标电机   转矩密度   交替极   有限元  

摘要： 为了在减少传统聚磁永磁游标电机永磁体用量时,仍能保持较大的转矩密度,提出一种新型聚磁式交替极永磁游标电机。与传统聚磁式永磁游标电机相比,新型拓扑结构电机通过交替极转子设计在减少永磁体用量时仍能保持较好的转矩输出特性。该文首先介绍了聚磁式交替极游标永磁电机的结构特点及工作原理。其次,以输出转矩最大为目标,利用有限元法对所提新结构电机关键参数进行优化分析。最后对比分析了新型聚磁式交替极永磁游标电机与传统聚磁式永磁游标电机的电磁性能,包括气隙磁密、反电势及转矩性能,结果表明在相同的体积下,所提新拓扑电机具有更高的转矩密度及更少的永磁体用量。因此,它在低速大转矩直驱应用场合具有广阔的应用前景。

关键词： 框架木箱   有限元仿真   跌落分析  

摘要： 对某公司框架木箱展开研究,通过优化设计提高木箱强度及刚度。采用方法基于有限元仿真方法模拟框架木箱在多种工况下的力学性能,并在分析的基础上对框架木箱一方面进行材料优化,使用性能更好的胶合板代替实木板;进行了结构优化,对框架木箱的顶盖和底座进行重新设计。结果表明,优化设计后框架木箱的最大变形量和最大应力均小于原有设计,强度和刚度都满足要求。框架木箱的优化设计合理,达到预期目标。