关键词： 梁拱组合体系   异型   施工顺序   优化方案   有限元分析  

摘要： 曹娥江人行景观桥主桥采用(40+76.5+145+75)m四跨异型拱梁组合体系“先梁后拱”的施工方案。在施工过程中由于主跨桥梁跨度大,而主梁刚度较小,在拱肋支架及拱肋节段荷载作用下,主梁结构将产生较大的变形。为了确保成桥以后的结构线形和应力状态符合设计要求,提出主梁成形并落梁后重新恢复主梁底支架的优化施工方案,采用有限元模型对比分析两种施工顺序对结构线形和应力的影响。结果表明,采用优化后的施工顺序,结构的变形减小、应力水平降低,有利于施工过程中对结构的全过程控制。

关键词： Godunov   特征线法   管道瞬变流   动态摩阻  

摘要： 经典的特征线法(method of characteristics,MOC)因其简单方便,边界条件易于耦合求解,常应用于有压管道瞬变流方程的数值求解.对于复杂管道系统,受库朗数限制,该方法往往需要进行波速调整或插值求解,可能出现严重的累积误差和数值耗散.有限体积法Godunov格式(Godunov type scheme,GTS)对管道内部库朗数具有良好的鲁棒性,但边界条件采用精确黎曼不变量方法,处理复杂.同时,以往水锤计算通常仅考虑稳态摩阻,低估了瞬变压力的衰减.文章提出并推导了考虑动态摩阻的GTS-MOC耦合模型,使用二阶GTS计算管道内部控制体,在复杂边界处采用耦合GTS-MOC方法处理.首先,针对串联管和分叉管边界条件,对精确黎曼不变量方法和MOC方法进行了理论分析.推导结果表明,在马赫数(Ma)较小的管道瞬变流求解中,两种边界处理方法结果一致,与实验结果对比分析,验证了耦合格式求解的准确性.最后,将耦合格式分别与GTS和MOC进行比较.结果证明,耦合格式可以达到和GTS相同的精度,同时,串联管道系统中MOC线性插值法和波速调整法均存在数值耗散且随时间增加更明显,耦合格式结果具有准确性和稳定性,与精确解更吻合.

关键词： 股骨颈骨折   股骨颈动力交叉钉系统   有限元分析   内固定  

摘要： 目的:探讨股骨颈动力交叉钉系统(FNS)的有限元分析及其治疗股骨颈骨折(FNF)的临床疗效。方法:选择自2021.12~2022.12在青岛市市立医院接受内固定治疗的年轻股骨颈骨折患者60例,以手术方式进行分组,空心加压螺钉(CCS)组30例接受CCS固定治疗,FNS组30例接受FNS固定治疗。观察两组患者围手术期相关指标,术后采用X线摄片、髋关节CT评估骨折愈合及股骨头是否出现缺血坏死,采用髋关节功能Harris评分对术后临床功能疗效进行评估。利用Solid Works建立股骨颈模型,Ansys workbench软件模拟并分析FNS固定股骨颈骨折的受力情况及特点,通过上述有限元分析技术探究FNS在治疗股骨颈骨折时的力学机制。结果:1) 两组患者性别、年龄、BMI水平、受伤致手术时间等基本资料比较,无统计学意义(P > 0.05);而FNS组患者术前术后血红蛋白差值、手术时间、透视次数、失血量、切口长度等指标均低于CCS组,有统计学意义(P < 0.05)。2) FNS组患者的骨折愈合时间及术后6个月复诊时Harris评分均优于CCS组,有统计学意义(P < 0.05)。3) FNS组患者术后并发症发生率6.67%、低于CCS组患者并发症22.22%,有统计学意义(P < 0.05)。4) FNS组件在杨氏模量、泊松比、体积模量、剪切模量、拉伸屈服强度、拉伸极限强度等力学指标的分析研究中,各项性能均优于股骨。结论:1) 对于年轻股骨颈骨折患者使用CCS与FNS内固定手术治疗,结果分析表明FNS内固定治疗更符合微创理念,手术创伤更小,减少透视次数,操作简单,有助于术后快速康复。2) FNS内固定手术可以降低患者术后并发症的发生。3) FNS固定治疗对恢复患者髋关节功能作用更为显著,可早期功能锻炼,可更好提高患者生活质量。4) FNS内固定材料可以满足人体功能需求,可以作为一种可靠的内固定方式供临床选择。

关键词： 网架结构   加固设计   直接分析法   有限元分析  

摘要： 某网架因施工遗留问题和使用荷载的增大,导致结构存在质量安全隐患。系统地介绍了网架加固方案:受压杆件采用薄壁槽钢、薄壁矩形管或角钢作为外加约束单元的增大截面法进行加固,受拉杆件采用新增双拼槽钢的增大截面法进行加固,螺栓采用在原螺栓球节点上焊接鼓筒节点或增设高强对拉螺杆的方法进行加固。采用MST和NIDA软件进行了结构模型验证并使用直接分析法对网架进行承载力计算,并对压杆加固方案进行了精细化有限元分析,对比分析了加固杆件和未加固杆件的荷载-位移曲线和破坏模式。结果表明:压杆加固后,构件承载力提高了15%~33%,破坏模式由失稳破坏向强度破坏转变;整体加固完成后,在荷载增加并考虑初始缺陷和整体缺陷的情况下,网架结构可以满足《建筑结构可靠性设计统一标准》(GB 50068—2018)的要求。

关键词： 轴-支撑装配体   有限元分析   自振特性   静力性能   动力性能  

摘要： 轴-支撑装配体结构广泛应用于建筑结构和构筑物中,具有结构灵活、受力合理和建造便捷等特点,但结构在承受静力和动力荷载时会引起轴撑开裂甚至导致结构失效,因此,轴撑结构的自振特性、静力和动力性能研究具有十分重要的意义。文章基于有限元软件针对静力和动力荷载作用下的轴-支撑装配体结构的模态、固有频率、变形、等效应力、主应力和支座反力展开研究,研究结果表明:结构前8阶频率在157.64~768.48Hz范围内;静力荷载作用下结构最大变形为11.6mm,最大等效应力为3661Pa;结构主应力最大值分别均发生在轴体和支撑体接触位置;冲击荷载作用下轴-支撑装配体结构最大变形值为8.15mm,最大等效应力为4.57MPa;左端和右端支撑体结构底部均在Y方向上且大部分节点的支反力较大,最大值分别为0.32kN和0.29kN;基于结构静力和动力性能分析,轴-支撑装配体结构最不利位置在轴体及轴体与支撑体的接触位置。

关键词： 非均匀边坡   稳定性   极限分析   混合常应力–光滑应变单元  

摘要： 非均匀层状边坡稳定是岩土工程中的重要问题之一。基于理想塑性上限和下限的极限分析方法是分析此类问题的常用方法之一。近期提出的基于混合常应力–光滑应变单元的极限分析方法(MCSE-LA)在克服体积锁定和计算性能(精度、效率以及收敛性)方面已被证明比传统有限元极限分析方法具有一定的优势,并且可以同时获得极限状态下的应力场和速度场。基于此,首先通过与经典有限元极限分析对比分析,验证MCSE-LA在非均匀边坡稳定分析中的可行性;其次,针对含软弱层边坡进行参数分析,发现软弱层的黏聚力对安全系数的影响更显著,而软弱层的摩擦角则对破坏机构特征的影响更明显;同时说明自适应的MCSE-LA可以较好地分析实际边坡的稳定性,为边坡工程的稳定性评价提供了一种有效的方法。

关键词： 河道生态治理   新型生态砖   生态护坡   有限元分析   边坡稳定性  

摘要： 鉴于新型生态砖护坡稳定性在国内外存在较大的争议,研究借鉴河道生态治理理念,设计两种类型的插合式生态砖,并利用有限元分析软件分析生态砖的影响因素,同时在无水工况以及最高、最低、正常水位3种工况下分析边坡稳定安全系数。结果表明,对河道边坡稳定性影响最大的因素是黏聚力,两种生态砖护坡的稳定安全系数比土质边坡平均提高5.42%和4.34%,能够有效降低内摩擦力、弹性模量的影响程度。

关键词： 筑塔机   智能化设备   超高索塔   有限元   结构分析  

摘要： 针对目前桥梁工程超高索塔施工的建造现状,存在施工难度大、高空作业事故频发、劳动力密集、施工效率低下且建造成本较高等一系列问题,基于标准化、智能化、工厂化的发展理念,提出一种智能化建造设备一体化筑塔机使用于超高索塔施工。通过研究该智能化设备在施工过程中的应用优势和不同工况下的荷载分析,为筑塔机在类似工程应用中提供使用价值和相关数据支撑。依托渑淅高速公路项目丹江小三峡特大桥4#墩主塔施工工程实例,对相关技术研究进行详细阐述。

关键词： 迈步式自移机尾   焊接残余应力   缓冲段轨道   有限元分析  

摘要： 为了降低迈步式自移机尾缓冲段轨道焊缝残余应力,采用SolidWorks建立了缓冲段轨道的三维模型,基于Ansys workbench软件,使用moving heat中的高斯热源模型,设计了4种焊接方案,模拟了缓冲段轨道的焊接过程,研究了焊缝位置排布与焊接顺序对缓冲段轨道焊缝残余应力的影响。当焊缝平行且对称排布,焊接顺序为A—C—B—D时,焊缝整体残余应力最小。该研究结果可为迈步式自移机尾缓冲段轨道焊接工艺及后续多维振动时效工艺的优化提供理论指导。

关键词： 有限元仿真   故障诊断   滚动轴承  

摘要： 通过ABAQUS有限元仿真分析软件对圆柱滚子轴承进行了动力学仿真,运用仿真结果分析了预设工况下轴承的载荷分布规律。运用线弹性力学的相关理论,研究了滚子裂纹缺陷的发展机理,并由此对滚子剥落故障的形成进行了很好的解释。对比分析了正常运行状态与故障运行状态下轴承动能与应力的变化规律,分析了故障状态轴承工作的不利影响。利用提取得到的仿真冲击振动信号,运用FFT变换方式进行了振动信号的相关处理,对预制单部件故障频率进行了较为准确提取,初步研究了复合故障对轴承运行的不利影响,为实际工程应用中轴承故障诊断奠定了一定的仿真理论依据。