关键词： 表面变质层   非等双轴残余应力   剥层法   有限元矩阵修正  

摘要： 采用有限元模拟了剥层后渗碳+热处理+喷丸强化处理后18CrNiMo7-6合金钢表面变质层的残余应力,经试验验证后对其进行了有限元矩阵修正,研究了喷丸强化前后x和y方向残余应力分布,最后进行了有限元矩阵修正法的试验应用。结果表明:局部剥层后残余应力模拟值和测试值相对误差小于10%,证明模型准确;根据残余应力方向选择适用的修正矩阵后,平面非等双轴残余应力有限元矩阵修正值与初始值之间较接近;试验可得未喷丸试样表面变质层内存在近似等双轴残余应力,残余应力修正值与测试值相差不大,喷丸试样x和y方向残余应力间相差显著,表面变质层内存在非等双轴残余应力,残余应力修正值均小于测试值。

关键词： 高聚物粘结炸药   模压成型   数值模拟   有限元   离散元  

摘要： 为给高聚物粘结炸药(polymer bonded Explosive,PBX)实际生产工艺参数制定和品质调控提供精确指导,梳理基于连续介质假设和微粒学观点2种方法的PBX压制成型数值模拟研究进展,介绍炸药晶体颗粒与粘结剂的物性模型、微结构损伤表征与演化,以及PBX在机械载荷作用下力学行为的相关理论;从PBX的材料特性以及散粒组合复合材料的特殊几何结构等角度,分析PBX压制理论研究的难点,提出基于统计学概念的PBX压制变形与损伤分析的设想。结果表明:数值模拟可克服物理实验的限制,从而得到PBX在热-力耦合作用下的重要信息。

关键词： 闸泵站共体   CNN   敏感性分析   Sobol序列抽样   有限元分析  

摘要： 针对设计阶段传统的结构变形敏感性分析计算成本较大的问题,引入了CNN模型,预测在不同材料参数和水位条件下闸泵站共体式结构的变形,并对所建模型进行全局敏感性分析,从而大幅降低计算成本。首先通过ANSYS的PDS模块计算出200组结构变形数据,并基于这些数据构建和训练CNN结构变形预测模型,随后运用Sobol法分析设计参数对结构变形的敏感性。结果表明,闸泵站共体式结构的变形以沉降为主,在竖直方向上的位移受复合地基弹性模量的影响较大,在顺河向和横河向上的位移受上下水位影响较大,结构的最大应力受上下游水深和混凝土弹性模量影响较大。研究结果可为相关设计提供参考依据。

关键词： 桥梁工程   自锚式悬索桥   钢塔   组合塔   连接件   有限元分析  

摘要： 介绍了济南凤凰黄河大桥主桥主塔的组合塔段构造,以及通过建立有限元模型对组合塔段进行受力分析的结果。

关键词： 激光熔化沉积   有限元法   温度场   应力场   数值模拟  

摘要： 激光熔化沉积(Laser Melting Deposition,LMD)技术是一种典型的增材制造工艺,但其复杂的热传导和应力变形问题对成形产品的质量和性能有重要的影响。采用传统实验分析方法成本高且难保证一致性,因此有限元法(Finite Element Method,FEM)成为对LMD制造过程中复杂的热传导和应力演化进行分析的重要手段。综述了LMD温度场和应力场有限元模拟的关键因素和研究方法,包括温度场模拟设置、应力场模拟设置、材料属性以及求解设置;阐述了LMD温度场和应力场有限元模拟的研究进展以及当前应用的挑战并提出了未来的发展趋势,为优化LMD制造过程和提高产品性能提供了指导。

关键词： 高强型钢超高性能混凝土   短柱   轴压性能   静力试验   有限元分析  

摘要： 为研究高强型钢超高性能混凝土短柱的轴压性能,对试件进行了轴心受压试验,设计参数包括配钢率、箍筋间距和箍筋形式。观察了试件的轴压破坏过程,获得了破坏形态及轴向荷载-位移曲线,分析了承载能力、变形能力、刚度等轴压性能指标,以及超高性能混凝土、纵筋、箍筋和型钢的应变发展规律。在试验研究基础上,采用ABAQUS建立了高强型钢超高性能混凝土短柱轴压性能有限元分析模型,计算结果与试验结果吻合较好,进而进行了参数分析。结果表明:试件发生的是典型轴压破坏,中部表面出现“锯齿形”裂缝;轴向荷载-位移曲线会出现2次荷载峰值;箍筋间距减小时,试件的承载能力和变形能力均提高,但刚度退化速率没有显著变化;配钢率增大时,试件的承载能力提高,变形能力先增大后减小,刚度退化变缓;型钢强度增大时,试件的承载能力和变形能力均提高,提高速度先快后慢;超高性能混凝土抗压强度增大时,试件的承载能力提高,变形能力降低;超高性能混凝土受拉能够达到峰值应变;纵筋在极限点之前发生受压屈服;箍筋在极限点时应变不足屈服应变的1/3,但在破坏点前达到受拉屈服;型钢翼缘在极限点前后发生屈服,腹板屈服晚于翼缘。

关键词： 风电机组   主轴断裂   有限元分析   止损工装   载荷评估  

摘要： 为避免风电机组主轴断裂,引发叶轮跌落和扫塔等安全事故,设计了一套主轴止损工装。采用三维软件建立主要部件模型,采用有限元仿真分析软件对主轴断裂时的工装载荷进行评估,通过结构力学计算工装安装后对风机的影响。结果表明:工装的压板、压块和卡环等部件与机舱床板上的应力均未达到屈服强度,不会产生塑性变形,工装结构满足设计要求,且不会对风机产生其他安全性影响。目前,设计研制的工装产品已在150余台某国外品牌的风电机组上得到了应用,有效降低了风机的安全事故风险。

关键词： 压电叠堆   杠杆三角放大机构   流固耦合   有限元分析   泵送性能试验  

摘要： 为了克服压电叠堆输出位移较小、对泵振子泵送能力弱的缺点,综合杠杆铰链与三角形铰链结构性能优点,提出基于放大机构的压电叠堆泵,分别开展理论放大倍数分析、ANSYS仿真分析、流固耦合分析及泵送性能试验测定研究.结果表明,压电叠堆泵仿真放大倍数约为20.3时,与理论计算值相对误差为11.7%;ANSYS仿真分析表明,泵振子的二阶频率对应的弯振为最佳振型,该振型对应的工作频率为1356.30 Hz,在该工作频率下对压电叠堆泵进行流固耦合分析,得出泵送流量为41.78 mL/min.在上述研究分析的基础上试制压电叠堆泵样机并进行泵送性能试验,发现在驱动电压50 V下,测得泵送流量为32.50 mL/min,仿真流量与试验流量相对误差为28.5%,进而分析了误差产生的原因,最大泵送压差值为13.7 mm.试验结果具有良好的稳定性,验证了仿真数据结果的可靠性,可为压电泵新型放大机构和压电叠堆驱动方式的进一步研究提供可靠参考.

关键词： 碳纤维增强复合(CFRP)   轴压试验   模型验证   有限元分析  

摘要： [目的]对不同层数碳纤维增强复合(CFRP)布加固混凝土圆柱进行轴心抗压试验的破坏分析以筛选出最优层数,并在此基础上对混凝土强度及长细比参数作进一步分析.[方法]采用万能试验机对不同层数CFRP布加固混凝土圆柱试件进行轴压试验,同时利用ABAQUS非线性有限元软件进行模拟验证及参数分析.[结果]轴压试验结果的极限承载力及荷载-位移曲线表明,CFRP布加固混凝土圆柱对于提升混凝土的抗压承载力具有明显效果,同时对于C30混凝土而言,两层CFRP布的加固效果最优.有限元模拟结果得出随着混凝土强度的提升,CFRP布的加固效率降低;当长细比大于2∶1时,CFRP布加固混凝土圆柱对于偏心受压时极限承载力的提升较小.[结论]本文通过对不同层数CFRP布加固混凝土圆柱试件进行轴压试验分析,筛选出了最优加固层数.同时提出了相应的有限元模型,其与试验结果吻合良好.基于有限元模型对混凝土强度及试件长细比参数进行充分分析,为CFRP布加固混凝土圆柱在实际工程应用中提供了参考依据.

关键词： 复合固体推进剂   力学性能   细观力学模型   有限元   数字图像处理   机器学习  

摘要： 阐述了近年来国内外复合固体推进剂细观力学性能模拟的研究进展,分别从复合固体推进剂细观模型建立和数值模拟分析2个角度分别研究复合固体推进剂的宏观力学性能。介绍了复合固体推进剂细观模型建立的几种方法以及先进的数值模拟技术,综述了机器学习在复合推进剂细观力学性能研究中的应用,并结合当前研究动态和相关技术的进展,对该领域的未来进行展望。分析认为,在细观模型建立方面,分子动力学实现三维RVE计算模型是难点,重点关注含内部损伤的细观本构模型,克服推进剂小变形的不足;在细观尺度数值模拟计算方面,建议在充分包含的细观组成和计算资源成本之间取得平衡,进一步发展能够兼顾计算效率和准确度的复合固体推进剂细观尺度的模拟计算方法。