关键词： 岩土工程   嵌岩桩   泥浆护壁成孔灌注桩   单桩竖向抗压承载力   承载力异常   现场试验   数值模拟  

摘要： 基于青岛某工程的4根大直径嵌岩灌注桩,在现场开展了单桩竖向抗压静载试验和桩身完整性测试,以明确大直径嵌岩灌注桩在竖向荷载下的承载特征,拟揭示不同荷载水平下嵌岩灌注桩的承载力发挥机制。结合不同嵌岩深度的单桩承载性能有限元模拟,重点分析了单桩在不同嵌岩深度下的竖向抗压承载特性和桩土位移分布特征。研究表明:在笔者试验条件下,大直径嵌岩灌注桩单桩竖向抗压承载力具有一定离散性,桩头部位的损坏会极大影响单桩承载力的有效发挥;加载完成后,数值模拟得到的桩顶沉降量为31.56 mm,约为现场实测值的1.1倍,模拟结果与实测结果较为吻合;通过不同嵌岩比的模拟结果对比发现,嵌岩深度越大桩端阻力占桩顶荷载的比例越小,且桩端阻力占比的变化速率随着嵌岩比的增加逐渐减缓;嵌岩深度取2.5倍桩径为宜。

关键词： 混合编程   桥梁振动   有限元   可执行文件   可视化  

摘要： 工程上广泛应用的变截面连续梁桥在移动车辆作用下的振动方程为变系数偏微分方程,无法得到解析解,数值方法中的有限元法成为一种行之有效的求解方法。有限元计算程序常用Fotran语言编制,在界面设计、图像处理等方面较弱,本文基于混合编程技术,利用Visual Basic语言设计开发了一套桥梁振动有限元计算程序系统,系统直接调用Fortran语言程序的可执行文件进行数值计算。工程实例应用表明该系统具有较好人机交互功能,操作简单方便,提高了工作效率,实现了数值计算的可视化。

关键词： 有限元分析   近似模型   可行方向法   遗传算法   对比分析  

摘要： 高速列车工程优化设计中有多种优化算法,解决实际优化问题时选择合适的算法能提高优化设计效率。以某一高速列车铝合金车体为模型,通过有限元分析计算整备状态下的车体一阶垂弯频率较低。在灵敏度分析的基础上,应用正交试验对各个变量进行主效应分析,筛选出主要变量作为优化模型的设计变量。以提高一阶垂弯频率为目的,基于近似模型分别采用可行方向法和遗传算法进行优化求解,使用可行方向法优化后的车体一阶垂弯振动频率提升2.4%,二阶菱形振动提升1.9%,车体钢结构质量增重0.15%;使用遗传算法优化后车体一阶垂弯振动频率提高了4.2%,车体的二阶菱形振动频率提高2.5%,车体钢结构质量增重1.66%。对优化结果进行对比分析,两种不同算法的优化结果侧重点有所不同,可根据不同实际需求选择相应的优化算法,从而达到优化目的。

关键词： 载人潜水器   耐压结构   有限元分析   极限载荷  

摘要： 在深海资源开发和发展深海技术的背景下,我国完成了载人潜水器的谱系化建设。近年随着对水下观测需求的增加,全通透载人潜水器引起广泛关注。本文基于有机玻璃试件压缩试验的结果,在LS-DYNA软件中建立有限元模型,通过试件模拟失效模式与试验结果对比,对典型的全透明深海耐压载人潜水器的失效分析进行敏感性研究。在准静态外压下进行极限强度分析之前,进行一阶线性屈曲模态分析以模拟初始几何缺陷。对有机玻璃载人潜水器的耐压壳失效形式和极限载荷进行分析,采用有限元分析方法,研究特定厚度半径比的有机玻璃载人潜水器的临界载荷,为其制造提供技术指导。

关键词： 三维有限元分析   地基-基础-上部结构共同作用分析   基桩反力   基桩刚度   反演分析   群桩效应  

摘要： 依托孟加拉国某项目,系统性介绍了采用三维有限元方法进行考虑地基-基础-上部结构共同作用的分析实例。首先,采用数值模拟方法,对现场非后注浆常规单桩静载荷试验进行反演分析,探讨了通过控制桩侧接触面强度折减系数及桩端接触面刚度来模拟桩端后注浆技术对桩侧及桩端加固效应的可行性。然后,依据孟加拉国家建筑规范(BNBC-2020)荷载组合值,采用流-固耦合分析方法进行了考虑短期加载效应及长期固结效应的地基-基础-上部结构共同作用分析,重点分析了群桩基础基桩轴力及竖向位移分布模式、单桩及群桩的基桩刚度对比、单桩与群桩的沉降比、桩土荷载分担比以及长期固结效应对沉降和筏板应力的影响,分析结果表明:(1)群桩基础下基桩桩端承载力占比约10%,整体表现为摩擦型桩,基桩轴力及桩身竖向位移延桩轴向自桩顶至桩底均表现为近似梯形衰减的分布。(2)采用共同作用分析方法计算结果的群桩效应显著,考虑长期效应共同作用分析的平均群桩基桩刚度约为350MN/m,单桩与群桩分析的沉降比约为0.25。(3)考虑长期固结效应后,筏板下桩土发生应力重分布现象,群桩整体沉降最大值增长约20%,筏板压应力最大值增长约10%。地基-基础-上部结构共同作用分析,宜采用考虑长期固结效应的流固耦合有效应力参数进行计算,以考虑排水固结的过程,以得到更为准确的筏板内力及基桩反力。

关键词： 有限元   固化渣土   路基   振动响应  

摘要： 为明晰固化渣土路基智能压实指标的变化规律,深入分析土体参数对路基振动的响应,建立了压路机振动轮—固化渣土路基三维有限元模型,研究不同土体模量、填筑层厚度对滞回曲线和路基振动模量E_(vib)的影响。结果表明,路基振动模量E_(vib)与路基弹性模量E具有良好的相关性,可有效识别路基土体的模量;E_(vib)会受到填筑层与下卧层强度的显著影响,且填筑层强度的影响大于下卧层;路基填筑层厚度的增加,会放大填筑层模量对E_(vib)的影响。

关键词： 分数槽   电机   反电势   谐波   有限元  

摘要： 分数槽绕组永磁电机因其独特的优点而被广泛应用,其中最显著的优点是空载反电势波形正弦高,这不仅有助于提升电机系统的控制性能,而且能够有效降低电机运行时的转矩脉动和损耗,提升电机品质。首先,对比分析了整数槽绕组和分数槽绕组永磁电机的结构特点和磁路特征。然后,基于绕组函数和气隙磁密函数,推导了永磁电机空载反电势的一般表达式,并从空间谐波角度出发,揭示了分数槽绕组结构改善永磁电机空载反电势波形的内在影响机制。优化设计一台24槽8极整数槽绕组永磁电机和一台27槽8极分数槽绕组永磁电机来验证理论分析结果,对比分析了两台电机的绕组因数谐波与气隙磁密谐波、空载反电势和转矩性能。研究表明,空载反电势第k次谐波由kpr(pr为永磁体极对数)阶次的空载气隙磁密谐波与v=kpr阶次的绕组因数谐波产生,同阶次绕组因数谐波与空载气隙磁密谐波数量越多,空载反电势谐波含量亦越多。最后,研制了27槽8极分数槽绕组永磁电机样机并进行了部分实验,测试了电机的空载反电势波形、相电流和转矩等性能,并与有限元预测结果进行比较,以验证理论分析与有限元预测的正确性。

关键词： 悬索桥   滚轴式散索鞍   有限元分析   接触反力   接触应力   结构优化   合金钢   材料设计  

摘要： 采用有限元分析方法,对悬索桥滚轴式散索鞍的受力特性进行了深入研究。结果表明,滚轴接触应力在纵桥向呈锯齿状分布,横桥向则在中央位置出现最大接触应力,这与散索鞍的横肋和纵肋分布密切相关。经过结构优化,滚轴接触反力和横向接触应力的变化范围均显著缩小。此外,最大剪切应力和最大von Mises应力出现在滚轴接触表面下约3 mm处,符合赫兹接触理论。基于这些发现,建议采用调质处理的合金钢作为滚轴材料,并根据不同类型的最大应力值进行材料屈服强度和表面硬度的设计,为悬索桥滚轴式散索鞍的设计和优化提供了重要理论依据。

关键词： 盾构管片   对称倾角梁   内聚力模型   本构模型   有限元分析  

摘要： 盾构管片的结构性能对于盾构法施工隧道的安全及正常服役有着至关重要的作用,因此有必要对盾构管片的受力性能进行详细的研究及了解。目前,针对盾构管片结构承载能力的试验测试方法主要有原型管片测试法以及更为经济的对称倾角梁测试法。为研究对称倾角梁所得的盾构管片承载性能与实际原型管片承载性能间的关系,基于内聚力模型,考虑混凝土缝间摩擦以及钢筋-混凝土界面法向分离,分别建立了混凝土潜在断裂面以及钢筋混凝土界面本构模型,提出了一种适用于盾构管片承载力分析的钢筋混凝土结构断裂损伤全过程数值分析模型,并基于已有的盾构管片原型试验对模型进行了检验。最后,基于福州滨海快线地铁项目所用的典型管片,采用已建立的模型分析了原型管片试验与对称倾角梁试验所得管片承载力间的关系,并对结果进行了分析及评估。

关键词： 径向基函数   极限学习机   增量学习   混合RBF-ELM网络   数据分类  

摘要： 为提高传统学习算法的数据分类性能,提出了一种基于增量学习的混合RBF-ELM网络(IHRBF-ELM),并应用于医学数据分类.在网络结构的构建上,将RBF隐藏层与ELM隐藏层相级联,即在连接输入层与ELM隐藏层之间加入RBF映射层;在学习算法的实现上,先采用基于势函数聚类的增量学习算法,实现RBF隐藏层高斯核个数及核参数的自动优化估计,并在RBF核空间使用极限学习机优化算法,实现网络输出权值的优化.在不同的医学分类数据集上,通过对混合RBF-ELM网络算法与PFRBF、ELM、HRBF-BP算法进行对比,发现该算法的网络分类精度显著优于其他算法.研究结果对提高传统学习算法的数据分类能力具有参考价值.