关键词： 单轨吊   Workbench数值模拟   有限元分析   轻量化设计  

摘要： 设计一款单轨吊驱动部轻量化装置.运用SolidWorks对闸片进行三维建模,利用Workbench软件进行数值模拟和有限元分析,通过静力学应力应变特性,对闸片采用尺寸优化、形状优化、形貌优化,使用Workbench的拓扑优化求出闸片轻量化最优解.优化结果表明:在保证闸片强度以及刚度的前提下,闸片的质量最大可降低16.04%,节约了驱动部的制造成本,提高了材料利用率,在满足使用条件的前提下,实现了节能轻量化要求.

关键词： 鄂式破碎机   偏心轴   有限元分析   响应面优化  

摘要： 为解决鄂式破碎机出现磨损、疲劳、偏心轴在高负载下失效等问题,对鄂式破碎机偏心轴进行力学性能分析,并通过响应面优化得到偏心轴的最佳尺寸参数,优化后偏心轴的最大等效应力较优化前减少2.2%,最大变形较优化前减少3.92%。优化后应力集中得到有效缓解,验证了优化设计的有效性,为煤矿鄂式破碎机的可靠性和经济性提供技术支撑。

关键词： 锂离子电池   核-壳结构   有限元   电化学   扩散应力  

摘要： 利用有限元模拟技术构建了电化学-力学耦合的三维多物理场锂离子电池模型,进而获得了核-壳正极在放电过程中Li+浓度、应变和应力的分布与演变情况,并研究了放电结束时不同放电倍率、壳厚度和核粒径对应变和应力的影响.结果表明,颗粒中心及核-壳界面处的应力在放电初期迅速达到最大值,然后随着Li+扩散过程的进行,应力逐渐减小.另外,黏结剂和相邻颗粒对电极应力分布有显著影响.减小放电速率和核粒径以及增加壳厚度能够降低电极中的应力.研究结果可为核-壳正极结构的设计与优化以及锂离子电池放电策略提供参考.

关键词： 极限分析上限法   节点光滑有限元   间断速度场   二阶锥规划(SOCP)  

摘要： 基于应变光滑技术的有限元极限分析方法,为岩土工程稳定性分析提供了一种有效和高精度的数值分析途径。通过改进基于节点光滑域的方法,使其可以考虑间断的运动许可速度场,提出一种新型节点光滑有限元极限分析上限法。在土与结构接触面处引入间断速度场,以间断面处节点速度差表征间断速度场的大小,进而基于间断节点重新构造节点光滑域。在Mohr-Coulomb屈服准则和关联流动法则的基础上,分别计算间断面和光滑域内的内能耗散,并将屈服准则和流动法则的约束条件转化为一系列的二阶锥约束方程,最终将考虑间断速度场的节点光滑有限元上限法转化为标准的二阶锥规划模型。此模型可以采用高效的原对偶内点算法进行求解。通过岩土工程中经典问题的数值分析,验证了新方法的可靠性,并通过数值分析发现,结构与土体接触的强度性质对结构的失稳模式和极限承载力具有明显的影响。

关键词： 星载激光雷达   次镜组件   支撑结构   有限元分析   RMS  

摘要： 针对星载激光雷达望远镜的设计要求,基于超轻量化主镜组件模型结构,从材料选择、结构形式及轻量化等方面对主次镜间支撑结构及组件进行详细设计,获得次镜组件重仅为0.530 kg;主、次镜间支撑结构重仅为1.000 kg,最终获得望远镜整机结构,总重仅为10.600 kg.通过有限元建模、分析的方法,重点分析了主次镜的面型精度、相对位置关系受重力变形的影响及整机模态,保证了主次镜支撑面型RMS优于λ/40(λ@632.8 nm),整机系统具有较好的刚度和环境适应性.分析结果表明:望远镜主次镜支撑结构及组件满足设计要求,可为同类望远镜结构设计提供一定指导.

关键词： 桥梁工程   独塔斜拉桥   抗震性能   有限元   地震响应  

摘要： 某独塔斜拉桥上跨成昆铁路,抗震安全要求较高。采用有限元程序Sap2000建立空间动力分析模型,研究了该桥的抗震性能。研究结果表明,桥塔的H=3.206 m部位的需求剪力高于其抗剪承载力,安全性不足,需对该处箍筋进行加密;辅助墩上方需要设置强挡块,以承受支座剪断后的地震力;过渡墩和辅助墩的支座需要设计抗震铰链,以提高支座的抗拉强度。本研究通过抗震性能分析发现了该桥设计的薄弱位置,并通过优化有效提高了该桥的抗震安全性。本研究也可为同类桥梁结构的抗震分析提供参考。

关键词： 隔声   有限元法   统计能量法   高精度  

摘要： 隔声结构广泛应用于船舶舱室壁板等区域,实现对结构隔声性能高效、准确地预测对于隔声结构理论设计与工程应用具有重要意义。采用理论公式、COMSOL有限元分析法和VA One统计能量分析法建立钢板隔声性能计算模型。基于试验值,探究不同方法的频率适用范围,实现分频段高精度计算板结构的隔声性能。研究结果表明,在125~4000 Hz频率范围内,分段结合使用3种方法进行计算,对比试验值平均隔声量误差小于1 dB。厚度不变,薄板尺寸等比例扩大,各个中心频段范围内模态数增多,统计能量法高精度计算薄板隔声量的起始频率向低频移动。

关键词： 软土路基   堆载沉降   稳定性  

摘要： 以天津滨海新区西外环高速公路工程软土地基为研究对象,对软土路基边坡稳定性特点及其影响因素进行分析,采用有限元软件Plaxis分析摩尔-库伦材料参数对边坡稳定性的敏感性影响;利用该软件的排水线模拟砂井、板桩单元模拟CFG桩等方法,通过逐级增加单元的方法模拟堆载过程几种常见的地基处理方式对填方过程中地基稳定与变形影响,结论可为软土路基施工提供借鉴。

关键词： 小尺寸铅芯橡胶支座   形状系数   力学性能   有限元分析  

摘要： 为研究小尺寸铅芯橡胶支座第二形状系数对水平力学性能的影响,笔者基于ABAQUS有限元软件,建立了3组第二形状系数不同的小尺寸支座有限元模型,通过分析且探讨了在各种剪应变条件下,支座的屈服刚度、水平刚度、屈服力和等效阻尼比等因素与第二形状系数和剪应变之间的相互关系。结果表明:增大铅芯橡胶支座的第二形状系数时,支座的水平刚度及屈服刚度会随之增大,而支座的屈服力与等效阻尼比则总体保持不变。

关键词： 肱骨远1/3骨折   双钢板内固定   有限元分析   肘关节功能   生物力学分析  

摘要： 目的探讨双钢板内固定治疗肱骨远1/3骨折的生物力学特性及其对肘关节功能和肘关节活动度的影响。方法选取本院2020年1月至2022年12月收治的160例肱骨远1/3骨折患者,随机分为传统内固定组(n=80)和双钢板内固定组(n=80),比较两组患者的手术指标、术后肘关节功能Mayo评分、肘关节评分、并发症发生率以及肩关节功能改善情况。采用人工骨建立肱骨远端C1型骨折模型,分别采用传统内固定和双钢板内固定,通过特定的软件进行建模,模拟生物力学的各种测试,进行有限元分析。依据术后Mayo评分将患者分为优良组(≥75分)和非优良组(<75分),分析两组患者的基本资料,Logistic回归分析影响患者手术疗效的因素。结果双钢板内固定组的切口长度、手术时间、术中出血量、骨折愈合时间均显著低于传统内固定组(P<0.05)。双钢板内固定组的术后肘关节功能Mayo评分、肘关节活动度、肘关节评分、肩关节功能改善情况均显著高于传统内固定组(P<0.05)。双钢板内固定组的并发症发生率(6.25%)显著低于传统内固定组(21.25%,P<0.05)。有限元分析结果显示,双钢板内固定组的应力分布更均匀,应变能量密度更低,骨折稳定性更高,骨折愈合速度更快。Logistic分析结果显示,影响患者手术疗效的因素有年龄、性别、骨折类型、内固定方式、术中出血量、骨折愈合时间、并发症发生率等,其中内固定方式是最重要的影响因素(OR=8.32,95%CI:2.54~27.28,P<0.01)。结论双钢板内固定治疗肱骨远1/3骨折具有良好的生物力学特性,能有效提高骨折稳定性,促进骨折愈合,改善肘关节功能和肘关节活动度,降低并发症发生率,是一种安全、有效、可靠的治疗方法。