关键词： 直肠肿瘤   ELAPE手术   盆底   生物力学   有限元分析  

摘要： 目的应用有限元分析研究4种个体化ELAPE手术对于女性盆底生物力学的影响。方法建立6种女性盆底有限元模型:正常模型、ELA-PE模型和4种个体化ELAPE模型,测量6种模型在相同载荷作用下的各组织最大应力,并观察应力分布。结果正常模型和ELAPE模型的非肛提肌组织内最大应力为(1.953±0.060)MPa和(5.111±0.081)MPa。模型1的肛提肌部分保留侧和完整切除侧非肛提肌组织内最大应力分别为(3.101±0.133)MPa和(4.868±0.123)MPa,均低于ELAPE模型(均P<0.01)。模型2的双侧非肛提肌组织内的最大应力均为(5.138±0.091)MPa,与ELAPE模型比较差异无统计学意义(P>0.05)。模型3和模型4的非肛提肌组织内的最大应力为(4.700±0.105)MPa和(3.653±0.156)MPa,均低于ELAPE模型(均P<0.01)。结论单侧肛提肌切除平面靠近直肠的、双侧耻骨尾骨肌外侧切断肛提肌的、保留直肠前方肛提肌的ELAPE手术对于盆底非肛提肌组织内的应力均有降低作用,其中单侧肛提肌切除平面靠近直肠的ELAPE手术在肛提肌部分保留侧更为明显;单侧肛提肌切除平面靠近盆壁的ELAPE手术对于盆底非肛提肌组织内的应力无明显降低作用。

关键词： 径流逻辑   水位优化   水量平衡   坝前水位   水位波动   大渡河流域  

摘要： 水库出入库流量对于水电站调度运行非常重要。实际生产中的水库出入库流量一般由水位、出力、闸门开度等数据结合水库水电站特征曲线求得,但受坝前水位波动等众多因素影响,水库出入库流量的正确性及流域上下游电站间的径流逻辑一致性经常遭到破坏。为解决水位波动对径流一致性的影响,以大渡河流域下游梯级水电站为例,基于多点平均水位代替单点值的思路,以区间谬误率最小为目标,建立了梯级电站多点水位取值及水量平衡计算时间点的优选模型。并基于2019年1月至2021年12月的运行数据进行了验证分析,结果发现水位优化处理后,梯级电站的区间谬误率均有不同程度降低,其中深枕区间与龚铜区间效果最好,深枕区间下降幅度约为40%,龚铜区间下降幅度约为30%。研究成果可为其他流域的相关研究提供参考。

关键词： 盾构刀盘   参数化建模   有限元分析   参数敏感性分析   结构优化  

摘要： 刀盘是盾构机的核心部件之一,合理的刀盘结构设计是安全高效掘进的基础。为了快速高效建立刀盘有限元模型并分析其力学性能,采用基于APDL(ANSYS parametric design language)命令流开发的参数化建模方法,建立某型号复合式盾构机刀盘的数字模型。对刀盘施加极限工况下的推力和扭矩,通过静力学分析得到刀盘的应力分布和变形分布,确定最大应力和最大变形位置,校核刀盘的静强度和静刚度。进一步以刀盘总质量为优化目标,以刀盘强度和刚度为约束条件建立基于参数化建模的刀盘结构优化方法,提出刀盘结构优化流程。通过参数敏感性分析确定刀盘优化参数,探究相关参数对刀盘强度和刚度的影响。对复合式盾构机刀盘的关键参数进行优化。结果表明:优化后刀盘的最大应力降低了12%,最大变形降低了20%,质量减轻了119 kg。因此,基于参数化建模的优化方法可以提供刀盘的强度与刚度,并同时降低刀盘质量。研究成果可为后续多目标刀盘结构优化提供参考。

关键词： 工业机器人   误差补偿   误差场模型   径向基函数神经网络   精度保持性  

摘要： 工业机器人在其全寿命周期内受多源不确定性因素影响,导致末端执行器实际位置与期望位置存在偏差,直接影响所加工产品质量。为此,开展工业机器人误差补偿研究,提出了基于非运动学标定原理的全域精细化误差场建模方法与误差补偿策略,并进行了实验验证,旨在为提升国产工业机器人精度性能提供一种有效工具。以工业机器人末端执行器名义位置为输入节点,相应的定位误差为输出节点训练径向基函数神经网络,结合交叉验证和粒子群优化算法提高训练效率及模型精度,使用较少样本准确构建工业机器人定位误差场。根据误差场预测工业机器人任意点定位误差,通过编辑控制器设定值以增加预偏置的方式实现误差补偿。针对三款额定负载分别为3 kg、12 kg和50 kg的国产工业机器人开展误差补偿实验,相同样本点下所建立误差场与基于误差相似性原理的误差模型相比精度更高,补偿后三款工业机器人绝对定位误差范围分别减小了44.14%、77.48%和80.65%,最大绝对定位误差分别减小了42.55%、76.07%和82.24%,验证了所提方法的工程适用性。

关键词： 门体变形   热应力   有限元   拓扑优化  

摘要： 分析冰箱门体在热载荷作用下的变形问题,采用拓扑优化方法进行仿真研究,并探索其在实际设计中的应用。结果表明:冰箱门体经冷热冲击试验后发生弯曲现象,变形趋势与仿真结果基本一致,且优化后门体单侧最大变形量均小于2.5 mm,加强铁组件质量减轻32%,使门体结构既满足轻量化要求,又保证变形符合设计要求,实现了对热变形的有效控制,为冰箱门体的优化设计提供了新思路。

关键词： 滑动轴承   磁力轴承   电动机   温度场   能量损耗   散热   有限元分析  

摘要： 以一台由主动电磁轴承支承的某型卧式离心鼓风机为研究对象,对其电动机总成的电磁场进行仿真,得到电动机和主动电磁轴承的损耗分布,根据该鼓风机的三维模型提取空气域,分析不同风冷散热方式下冷却空气在其内部的流动情况,再运用Fluent对电动机总成温度场进行仿真,将得到的温度场仿真结果与试验结果进行对比,结果表明:电动机、径向主动电磁轴承、轴向主动电磁轴承的铜损耗率最高分别为768180,124590,281700 W/m^(3);双口直接通风加水冷散热和单口混合通风加水冷散热的仿真结果与试验结果的最大误差分别为4.15%和5.48%,单口混合通风加水冷的散热效果更好,验证了单向磁-热耦合温度场分析方法的合理性。

关键词： 儿童卡丁车   动力学分析   驱动电机   电池模组   有限元分析  

摘要： 儿童卡丁车既能提供娱乐,又能培养儿童驾驶技能,为儿童提供安全而有趣的体验,让他们在游戏中学习和成长。设计了一款基于纯电动模式的儿童智能卡丁车。根据动力学分析,得出纯电动模式的儿童智能卡丁车整车设计参数。同时为提升纯电动模式儿童智能卡丁车的安全性能,在纯电动模式儿童智能卡丁车中引入车辆自动紧急刹车(AEB)系统。对卡丁车外观及车架进行有限元分析,通过分析得出:卡丁车最大总变形量为0.97593 mm,发生于卡丁车座位附件支撑件;卡丁车最大等效应力为40.639 MPa,发生于卡丁车杆体与座椅连接处,小于铝合金屈服极限。综述,纯电动模式儿童智能卡丁车外观及车架结构安全、设计合理。

关键词： 自钻式锚杆   砾石地层   锚固特性   有限元   应力分布  

摘要： 自钻式锚杆为集钻进、注浆、锚固功能为一体的新型锚杆,能够克服卵砾石地层易塌孔及套管施工效率低的难题,拥有施工效率高、综合经济效益良好等优点,具有广阔的工程应用前景。基于洛阳某卵砾石场地现场拉拔试验与ABAQUS数值模拟相结合的方法,探讨了自钻式锚杆在砾石地层中的锚固特性和荷载传递规律。结果表明:自钻式锚杆在砾石地层中的锚固性能优异,能够满足工程需求。锚固体-土体界面平均黏结强度随锚固长度的增加逐渐降低;锚杆轴应力、剪应力和锚固体轴应力沿锚固深度呈指数分布;锚固体剪应力随锚固深度的增加先快速上升后逐渐下降,剪应力峰值随荷载的增加不断增大,但峰值点位置基本不变;随着拉拔荷载增加,锚杆对周围土体应力的径向影响范围增大,而深度方向影响范围维持在一定数值附近。

关键词： 有限元   响水寨水库   渗流稳定性  

摘要： 为提高兴宁市新陂镇响水寨水库大坝渗流稳定性,加强水库整体水坝边坡的结构稳定性,以兴宁市响水寨水库除险加固工程为研究对象进行探究。构建水坝渗流模型,对其进行渗流稳定性分析。结果表明,所有方法得到的数据均大于1,证明案例工程使用方法具有良好的加固性能。

关键词： 楔形桩   负摩阻力   中性点   相对位移   有限元  

摘要： 通过分析地面堆载因素造成的桩周土体沉降所引起负摩阻力的特性,对了解与掌握桩基负摩阻力特性具有重要的理论意义,但如何减轻堆载引起的负摩阻力,对工程更有实际意义。研究采用FLAC 3D有限差分法,分析了堆载作用对楔形桩基负摩阻力和中性点的影响,研究结果表明:无论堆载大小,楔形桩桩身轴力随深度的增大而增大,待其达到某一峰值时,桩身轴力减小。当桩周土堆载不大于7.5 kPa时,随着堆载的增大,轴力也随之明显增大;而当桩周土堆载大于7.5 kPa时,随着堆载的增大,轴力虽然也略有增大,但其增长幅度较小。堆载作用下楔形桩中性点稳定深度为–0.3~–0.4 m间。当桩周土堆载较大时,可采用轴力最大点、摩阻力零值、相对位移零值计算中性点位置;而当堆载较小时,则利用轴力最大点和摩阻力零值计算中性点位置更为可靠。