关键词： 模块化   轻量化   有限元   沟槽支护   安全性  

摘要： 针对城乡管网改造和乡村雨污分流工程的沟槽开挖施工中,传统支护方式造价高、适用范围有限、施工时间长、需配备大型设备辅助等问题,设计了一套快速行走式沟槽支护装备。所设计的支护装置具备能自主行走、一定的宽度适应性、灵活轻便且易于安装。为实现轻量化设计和模块化安装,对所设计的沟槽支护装备的关键零部件进行了设计与计算,并利用有限元方法对关键零部件在不同工况下进行了结构受力分析,对剪叉机构、销钉、吊钩、护板等进行了受载计算与有限元分析。分析结果表明,所设计的支护装置能满足安全性与可靠性要求。为沟槽开挖施工提供了安全可靠的辅助装备,有效提高了施工效率缩短施工周期。

关键词： 高填方   涵洞   EPS板   有限元   土压力   减载  

摘要： 在涵洞-填土相互作用机理的研究基础上,分析高填方涵洞减载法的减载机制,并通过有限元软件,对常规填土和采用EPS板工况下的模拟结果进行对比分析,研究了EPS材料的减荷特性及减荷后涵洞土压力和位移的变化规律。结果表明:EPS板能够显著减小涵顶与涵侧的土压力,涵顶土压力为土柱压力的0.42倍(其中EPS板厚10 cm);EPS板施工的涵洞两侧土压力系数为0.17,同时可以使得侧向土压力显著减小;通过采用EPS减载技术,使得涵洞土体变形和基底压力都有所改善,研究成果为工程设计与施工提供了有效的指导和参考依据。

关键词： 悬臂梁   钻臂   滑移机构   有限元分析  

摘要： 以某种型号的锚杆钻车上的钻臂滑移机构为研究对象,对其在巷道进行锚杆支护作业的工况进行阐述。利用悬臂梁模型构建了伸缩架体的力学模型,推导出伸缩架体集中应力与伸缩架体滑移的距离成正相关。模拟最危险的工况下,通过三维仿真软件对伸缩架体和固定架体展开应力分析,证明了该钻臂设计的强度和刚度满足要求,在对滑移机构的分析中发现其薄弱环节为伸缩架体,通过在伸缩架体内增加贴板的改进措施,将最大集中应力由144.8 MPa降低至75.8 MPa。

关键词： 变幅器   有限元分析   除垢   压电陶瓷   ANSYS仿真  

摘要： 针对工业生产中存在的结垢问题,基于超声波除垢的方法技术,对用于除垢的压电陶瓷换能器和变幅器进行研究,设计了一种夹心式压电陶瓷换能器,将变幅器输出端设计为矩形,并对其进行ANSYS仿真和模态分析。结果表明,仿真结果与设计目标误差小于3%,工作过程中最大应力和输出振幅满足实际使用需求,为超声波除垢工作在复杂环境的固定和能量传输提供了一种新的设计方法。

关键词： 安全工程   隧道塌方   风险耦合   风险评估  

摘要： 为提高隧道施工塌方风险评估准确率,考虑评估的多指标性与耦合性特点,提出了一种基于风险耦合的隧道施工塌方风险评估方法。首先,通过事故统计分析确定14个塌方风险指标,并确定各指标风险等级阈值,建立了隧道塌方风险评价指标体系;然后,使用层次分析法与K-均值算法的组合权重计算方法确定评价指标权重,采用概率密度函数确定各指标等级隶属度;最后,通过耦合度公式计算指标间的耦合度,建立隧道施工塌方风险耦合评估模型。将建立的模型应用于某输水隧道的施工塌方风险评估,评估结果与实际情况基本吻合,验证了评估方法的合理性与可行性,为隧道施工塌方风险评估提供了新思路。

关键词： 大悬臂箱梁   有限元仿真模拟   桥梁裂缝   不对称截面  

摘要： 为明确不对称截面大悬臂箱梁裂缝的病害成因,结合现场调查数据、设计荷载、环境温度,使用MIDAS Fea3.7有限元程序进行仿真分析,模拟节段箱梁施工过程,找出引发裂缝的关键荷载,分析裂缝病害成因,为此类工程提供参考。

关键词： SiC/Al复合材料   激光加工   温度场   有限元分析  

摘要： SiC/Al复合材料具有较高的强度、较低的热膨胀系数和较好的耐腐蚀性,使其在多个高技术领域中具有很大的应用潜力和价值。然而,由于SiC/Al复合材料的高硬度特性,使用传统切削技术对其进行加工时,刀具磨损严重,影响加工效率。而激光切割技术在SiC/Al复合材料加工方面具有显著优势。文章利用有限元分析软件对SiC/Al复合材料进行仿真分析,了解材料特性和激光切割去除机理,探究加热时间、光斑尺寸等对材料表面温度场的影响。

关键词： 盾构隧道   既有铁路   股道沉降   有限元分析   桩筏加固  

摘要： 针对北京地铁6号线富水砂层地区地铁盾构隧道下穿京承铁路工程项目,运用Plaxis 3D这一先进的岩土有限元分析软件,构建一个基于小应变土体硬化刚度本构(HSS)的动态掘进模型。该模型旨在深入分析桩筏加固方案对盾构施工过程及其对京承铁路的关键性影响。研究表明,在不采取任何保护措施的情况下,盾构隧道穿越股道将导致股道纵向沉降超出黄色预警值4mm的标准,最高沉降值达到5.2mm。然而,当实施桩筏加固方案时,沉降的最大值显著降低至1.5mm,从而证实了该加固方案在确保京承铁路行车安全方面的显著效果。

关键词： 动力学特性   模型离散   功能梯度材料   热环境   有限元  

摘要： 为探究轴向功能梯度梁在热环境下部分力学特性,利用Gauss-Lobatoo节点与Chebyshev多项式建立功能梯度梁的轴向变形场,通过Chebyshev谱方法和Lagrange方程推导其轴向变形场在热环境下的离散控制方程,结合投影矩阵法对模型施加边界条件,并利用均匀Timoshenko材料的对比结果进行辅助验证,分析得到系统固有频率在不同温度场、材料梯度指数、固支条件的变化情况,同时研究了结构的热屈曲温度.结果表明:在相同条件下,系统的各阶固有频率随着温度的升高呈下降趋势,且一阶频率的减小幅度最大.四阶固有频率减小幅度最小;悬臂梁的固有频率变化趋势与材料软化趋势相同,且三阶频率减小幅度较一二阶频率更明显;通过调节材料梯度指数可以优化结构的各阶固有频率;随着材料梯度指数的增大,材料的热屈曲温度不断提高,但对于不同的功能梯度材料,表现出不同的热屈曲温度变化趋势.本文研究可为功能梯度材料的研究与工程应用提供支撑.