关键词： 离心不耦合   寒区碎软岩   预裂爆破   现场试验   三维倾斜摄影  

摘要： 一般来说,预裂爆破采用同心不耦合装药结构,但由于药柱自身重力原因,药柱和炮孔壁贴合在一起,这种情况可能增强了对预裂爆破保留岩体的损伤。基于传统预裂爆破技术,结合理论分析,提出了离心不耦合装药条件下任意一点的不耦合系数计算公式,推导出其与同心不耦合系数的关系,并比较了2种装药条件下预裂爆破对保留岩体的损伤情况。以白云鄂博西矿为例,在现有2种规格预裂药柱基础上,依据理论分析得出:在不改变预裂孔直径的前提下,当预裂药柱直径为60 mm时,需要对预裂孔孔距和预裂孔装药结构进行优化。通过开展现场试验,对预裂孔孔距和预裂孔装药结构进行了优化,得出了最佳孔网参数。通过三维倾斜摄影技术建立三维模型,对孔网参数优化前后的爆破效果进行了评价,孔网参数优化后半壁孔率提升了27.09%。研究表明:孔网参数优化后,对于保护采场边坡、维护边坡安全稳定具有积极作用,对于类似工程也有借鉴意义。

关键词： 传递路径分析   钣金   有限元分析   噪声控制   共振结构  

摘要： 为解决某车型在粗糙沥青路面30 km/h时速下产生的35-40 Hz频段路噪问题,通过仿真与测试的方法进行分析。基于结构噪声传递路径分析(TPA)理论与节点贡献量分析,确定问题频率噪声主要由车身钣金件的低频振动导致。为此,根据局部共振原理,设计了一种可根据钣金形状及钣金局部空间进行工业化设计的局部共振结构,该结构由金属支架与金属块组成。将该结构添加至贡献较大的钣金处,通过仿真得到,该结构降低了钣金的振动,从而优化了车内噪声,前排与后排噪声峰值分别降低了8.6和6.4 dB。同时,实车试验结果表明车内噪声前排与后排噪声峰值分别改善了7.0和5.8 dB。为控制钣金部件振动和辐射的低频噪声提供了一种新的研究方法和优化方案。

关键词： 柴油机连杆   分层优化   有限元分析   参数化建模  

摘要： 由于柴油机连杆在高速运动过程中受力复杂,因此连杆优化一直面临着单目标、多约束、多参数的优化问题,导致计算复杂、不易收敛。文中基于有限元法和结构优化理论,建立了某柴油机连杆的仿真模型,分别采用分层优化方法和直接优化方法对该连杆进行了优化设计。研究结果表明,相比于传统直接优化方法,分层优化方法每层目标函数收敛性较好,计算效率提高48%,优化后连杆减重11.74%,最大应力下降13.6%、最大变形降低9%。研究为发动机连杆设计及优化提出了新的思路,可为复杂机械结构优化设计提供借鉴。

关键词： 斜拉桥   V形桥塔   混合梁   减隔震体系   有限元  

摘要： 苏州工业园区华池街跨娄江大桥采用(83+28+28.6)mV形桥塔斜拉桥。主跨为钢梁,边跨为混凝土梁,通过钢混结合段连接。横桥向为平行的双塔双索面,每个桥塔在立面上为V形,主塔柱倾角40°副塔柱倾角35°桥塔与主梁固结、塔底设支座。斜拉索分三段布置,采用平行钢丝斜拉索。全桥采用减隔震设计,利用摩擦摆支座降低结构地震响应。该桥西侧紧邻在建的苏州地铁8号线,桥梁采用钻孔灌注桩基础,施工时采用钢护筒,避免对地铁盾构产生影响。该桥采用支架拼装的施工方案。有限元分析结果表明,桥梁各项力学性能均满足规范要求,设计安全可靠。

关键词： 有限元分析   H形钢梁   腹板开洞   洞口补强   加劲板  

摘要： 通过H形钢梁腹板开洞的有限元分析,研究了开洞、补强加劲板厚度、长度和半刚性连接对钢梁的承载力和变形能力的影响。结果表明:腹板开洞后,钢梁承载力和刚度显著减小,极限状态为空腹破坏;采用井字形加劲肋补强效果较显著,有效减小了洞口区域的应力集中,提升了结构的承载能力;钢梁承载力随加劲板厚和伸长边的增加而增加,但仅在一定范围内,增加幅度随变化量逐渐减小;相对于铰接,考虑实际体系的半刚性连接后,钢梁刚度和承载力均有所增加,主要控制因素变化为H形钢梁与柱的连接节点。

关键词： 肥水耦合   施肥方法   黄桃   产量   品质  

摘要： 为探明肥水耦合施肥方法对砀山黄桃产量及品质的影响,开展了肥水耦合施肥方法在砀山黄桃生产上的应用效果试验。与传统施肥方法相比,黄桃施肥量为减氮25%无机配方肥时,肥水耦合施肥方法亩增产146.8千克,增收880.8元;施肥量为有机肥替代25%化肥氮的配方肥时,肥水耦合施肥方法亩增产108.2千克,增收649.2元;施肥量为有机肥替代25%化肥氮的配方肥时,肥水耦合施肥方法比传统施肥方法增收649.2元/亩。肥水耦合施肥方法,在无机配方肥减氮25%时,肥水耦合施肥方法黄桃还原糖含量和可溶性固形物含量分别比传统施肥方法提高1.5%、1.3%;在有机肥替代无机配方肥25%化肥氮时,肥水耦合施肥方法黄桃还原糖含量和可溶性固形物含量分别比传统施肥方法提高1.0%、0.8%。研究结果表明肥水耦合施肥方法在黄桃减施化肥氮时能显著促进黄桃对氮养分吸收,增加桃树产量和经济效益,但是对黄桃还原糖含量和可溶性固形物含量没有显著影响。

关键词： 铁路卷状货物运输托盘   有限元   静载试验   冲击试验   元模型   A-NSGA-Ⅲ  

摘要： 铁路卷状货物运输托盘设计、改进等工作往往依靠工程经验,通过仿真分析、实物检测的组合方式。然而,这种设计方法过于依赖个人经验,设计效率低,试验资源浪费严重,难以达到预期效果。为将传统设计思路转化为数学优化问题,引入元模型和自适应多目标优化算法对运输托盘进行设计、改进。建立托盘三维模型,制定装载加固方案,进行静载、冲撞工况仿真分析;对托盘进行强度试验(静载、冲击试验),检验仿真分析可靠性;采用SolidWorks和Ansys协同仿真技术,搭建参数驱动化CAE仿真环境;提出基于最大最小距离准则和ESP诱导协同优化的最优拉丁超立方取样方法,创建高维参数空间矩阵;以各工况许用应力、变形阈值为约束,建立多目标优化数学模型;比较不同元模型精度,选择GWO-BP神经网络,搭载自适应第三代非支配排序遗传算法(A-NSGA-Ⅲ)获得最佳参数组合,实现托盘轻量化、不同工况应力最小化。研究结果表明:以铁路RTKD款卷状货物运输托盘为例,进行多目标优化设计,发现托盘仿真分析与实际试验值误差均少于11%,仿真应力分布趋势与实测基本吻合;优化后,托盘质量减少27.97 kg,2种工况最大应力分别减少23.01 MPa和37.21 MPa,符合铁路货物安全运输需求。研究结果为同类型运输托盘的设计、改进提供了工程参考,对铁路卷状货物运输发展有重要促进作用。

关键词： 表面织构   滑动电接触   摩擦磨损   试验测试   有限元分析  

摘要： 目的利用表面织构减摩抗磨的优良特性,将其应用于电接触摩擦表面,探讨它对滑动电接触界面摩擦磨损及电接触可靠性的影响。方法利用激光系统制备2种织构,即方坑型表面织构(SPT)和沟槽型表面织构(GT),并与光滑表面的载流摩擦学信号进行对比分析。利用ABAQUS模拟试验,分析界面接触应力、电压和位移的变化特性。结果随着试验的进行,GT表面的摩擦因数逐渐增大,并与光滑表面达到同一水平(0.7),SPT表面的摩擦因数在整个试验过程中始终较低(0.4)。光滑表面在电接触过程中发生了多频振动现象,2种织构表面的振动信号非常微弱,尤其是SPT表面,仅出现了100 Hz的振动频率。光滑表面和GT表面出现较严重的磨损现象,而SPT表面磨损轻微。有限元分析结果表明,表面织构的存在能够避免应力集中现象,GT表面的应力较大(90MPa),且始终分布在沟槽棱边。结论在电接触状态下,2种织构表面均能不同程度地降低界面的摩擦因数和摩擦力,其中SPT表面的减摩降磨效果最显著。GT表面沟槽棱边的损伤和磨屑堆积是导致其逐渐失去减摩效果的主要原因。模拟分析结果证实,SPT表面织构的存在能避免应力集中,有利于改善磨损和降低振动强度。虽然GT表面的最大应力分布也具有时变特征,但是其值较大,且分布在沟槽棱边,导致沟槽织构的减摩效果逐渐减弱。

关键词： 表面张力   固液耦合   物质点法   流体模拟  

摘要： 为了提高固液耦合的真实性,提出一种基于物质点法的具有表面张力的流体与运动固体的交互方法.首先使用物质点法仿真框架进行流体仿真,在构建水平集隐式表面并重采样流体表面粒子之后使用连续表面力模型进行流体表面张力的计算;然后通过网格标记定位流体的自由表面与固液接触面,使表面张力计算更加准确;最后使用不同的背景网格分别存储流体和固体的速度场,使用冲量进行碰撞计算,以解决物质点法固液耦合时固有的黏附现象.实验结果表明,所提方法能够更真实地表现流体与运动固体耦合时的细节.

关键词： 底铰链翻板闸门   Fluent模拟计算   VOF模型   水流状态   压力  

摘要： 为了探究不同水流状态下底铰链翻板闸门所受的压力情况,针对蓄水、蓄水来洪以及干河床来洪3种状态,采用Fluent软件对底铰链翻板闸门产生堰流时进行了流体力学模拟。研究结果表明:蓄水来洪以及干河床来洪2种状态下,底铰链翻板闸不仅要承受静水水压强,还要受到来洪时水流冲击造成的动压强,且蓄水来洪产生堰流时会在闸门顶部产生负压区域,干河床来洪时闸门反复受到水流冲击载荷的作用。因此,在闸门设计时不仅要考虑静水压力,还要充分考虑河水冲击闸门而产生的总压力以及疲劳破环。