关键词： 变压器   轨道运输车   路基振动   有限元分析   小波包   Teager   散布熵  

摘要： 变压器等电气设备的吊装、转运环节是疏于监控的薄弱环节,极易发生由机械冲击引起的二次损伤。对变压器轨道运输车行进过程中受路基振动引起的冲击响应开展研究。首先,建立了轨道运输车⁃变压器耦合分析模型,利用有限元分析得出轨道运输车⁃变压器耦合分析模型在路基振动作用下的核心响应区域。然后,提出了一种基于小波包散布熵的非周期瞬态响应特征提取方法。该方法通过小波包最优子带树结构对整个频带进行良好的稀疏性分割,将包含多种信息的一维数据分解到不同维度,实现信号的有效分解,通过Teager能量算子(Teager Energy Operator,TEO)增强子带信号的冲击特性,利用散布熵选取包含冲击响应特征的子带信号。最后,通过路基振动仿真信号验证了所提方法能够准确从耦合路径干扰中提取出非周期性瞬态冲击响应成分。

关键词： BIM技术   水利水电工程智能系统   Catia软件   有限元分析   三维模型  

摘要： 该文主要探究基于BIM技术的水利水电工程智能系统的设计方法与应用效果。选择水利水电工程中的钢闸门作为研究对象,使用Catia建模软件按照确定装配层级、搭建骨架模型、建立零件结构和构建实体模型等步骤构建钢闸门的三维模型。使用Hypermesh软件将实体模型转换成网格模型并展开有限元分析,并选择强度和刚度2项指标判定钢闸门的工况是否符合设计标准。研究表明,钢闸门模型的横向位移呈现出中间大、两侧小和底部大、顶部小的分布特征,最大横向位移-9.489 mm,小于设计要求的-13.0 mm,故钢闸门的刚度合格;钢闸门的最大应力为135000 kPa,小于容许应力250000 kPa,故钢闸门的强度合格。另外,将该系统与其他学者研究的系统进行对比,该系统的响应时间快34.4%,应用效果更好。

关键词： 桥梁加固   抗剪强度   推出试验   钢混黏结面   有限元分析  

摘要： 为研究预应力混凝土梁加固所用的外贴加劲钢板与混凝土黏结面的抗剪性能,开展了钢混黏结面推出试验及有限元分析。通过推出试验测得黏结面的剪力-位移曲线、抗剪强度和破坏形态。对比有、无加劲肋试件的抗剪强度,得出加劲肋对黏结面剪切受力性能的影响。通过参数化分析,得出影响黏结面抗剪性能的关键设计参数。研究结果表明,加劲钢板与混凝土通过A级胶相连的抗剪黏结强度约为2 MPa,极限滑移变形约为0.2 mm,胶黏层与钢板剪切粘结失效为其破坏模式。将黏结强度由2 MPa提高至4 MPa,黏结面抗剪强度提高约38%,提高黏结强度可改善黏结面抗剪性能。加劲肋会增大黏结面的局部剪应力,降低黏结面抗剪强度,加固设计中宜考虑加劲肋对黏结面抗剪强度的削弱作用。

关键词： 有限元方法   船体结构强度   结构载荷   船体优化   船体设计  

摘要： 文章重点提出船体构造的强度为船舶安全航行所必需。此研究利用有限元手法对船体结构强度进行了深入剖析和研究。一个以有限元方法为基础的船体结构模型得以建立,并充分考虑诸如海浪和风力这类关键性结构载荷。有限元模型将船体在多种环境条件下的应力分布和失效模式做了精确模拟。在对船体结构优化时,主要目标是提升船体耐用程度并减少其总质量。优化结果显示,采取新的船体设计以及结构布局,可以有效提升船体构造的强度,同时也在总质量上做到有效降低。这项研究为船舶工程师设计更安全、更具效率的船体结构提供了实用的工具和方法。

关键词： 有限元法   生物力学   肛肠良性疾病   三维有限元模型   前景展望  

摘要： 肛肠良性疾病作为盆底疾病的分支领域,是临床的常见病和多发病,包括痔疮、肛瘘、肛裂、直肠脱垂等.随着人们生活方式及饮食结构的西化,肛肠良性疾病的发病率逐渐升高,中重度肛肠良性疾病的治疗仍以手术为主.有限元法是近年来力学领域的研究热点,己在生物医学领域得到广泛的应用,国内外已有学者将其引入到盆底疾病的研究中,通过构建盆底结构的有限元模型,模拟各种生理状态下的盆底组织受力情况,试图阐明盆底疾病的发病机制,这对改进手术方法、降低术后复发和减少术后并发症有着重要意义.本文检索近年来相关文献报道,总结了有限元法在肛肠良性疾病中的研究进展,并对其优势、局限性以及未来的优化方向进行分析阐述,以期在医工交叉方向为肛肠良性疾病的基础研究提供参考.

关键词： 低地板   有轨电车   模态分析   有限元  

摘要： 为提高100%低地板有轨电车乘坐舒适性和安全性,需要在设计阶段研究其模态特性,为车体结构设计提供参考依据。本文建立该车型在连挂状态下的Mc车和M车有限元模型,对铝合金车体和整备车体开展模态仿真计算,得到车体各阶模态频率和振型,分析各阶模态下车体振动薄弱部位。对比分析铝合金车体和整备车体模态结果,得出如下结论:车上设备及内饰等附加质量可导致车体模态频率下降;设备安装位置越接近模态位移响应大的区域,对模态振型和频率的影响越大;结合车上有源设备工作频率分析,与车体固有频率不重合,避免形成共振。

关键词： 3D打印   足踝矫形器   个性化   有限元分析  

摘要： 足踝受伤或缺陷的患者需要踝足矫形器辅助康复和治疗,踝足矫形器的设计会影响到患者的康复效果和舒适度。目前,市场上踝足矫形器都是为了支撑小腿后部而设计,结构单一,使用不变。随着增材制造技术的发展,计算机辅助设计,3D打印加工个性化踝足矫形器,不仅可以满足患者不同的需求,且具有成本低,设计灵活,方便携带等优点。本研究通过计算机辅助设计及有限元分析,设计固定式和活动式两种方案模型,优化结构和材料,采用有限元ANSYS分析纵横对比变形量和应力分布,为3D打印踝足矫形器的优化和设计提供思路,优化定制方案。研究结果表明:传统踝足矫形器有更加稳定的结构和使用持久性,而活动型踝足矫形器,由于应力主要集中在活动部位的铰链连接处,结构稳定性和使用持久性下降。通过引入碳纤维(CFRP)和聚醚醚酮(PEEK)材料可降低活动部位铰链连接处的应力和变形量,改善活动踝足矫形器的使用性能,从而满足临床患者需求,且使用灵活,便捷。

关键词： 斜交箱涵   三孔结构   墙板开洞   地裂缝   静载试验   有限元分析  

摘要： 以西安站改扩建项目为工程背景,完成足尺三孔斜交箱涵结构受力性能数值模拟研究,分析荷载与地裂缝协同作用下结构的受力过程与可能破坏形态,开展缩尺比例为1∶15的三孔斜交箱涵缩尺模型静载试验,与有限元结果进行对比分析,明确变形缝斜交和板墙开洞等复杂条件下箱涵结构的裂缝发展、位移变形和应力分布规律,验证了数值分析的可行性,并提出设计建议。结果表明:足尺数值模型与缩尺试验模型的应力路径和裂缝分布吻合较好;最不利工况下,箱涵顶板混凝土开裂部位较多,纵向挠度变形较小;斜交变形缝处,钝角较锐角处更易产生应力集中现象,各部位易出现应力集中的顺序依次为跨中、钝角、锐角和板墙隅角;采用平行于变形缝的斜向布筋方式可降低因钢筋截断而产生的应力集中,优化传力路径;建议在顶板洞口横向位置处增设暗梁,洞角布置斜向钢筋,降低洞口周围的局部集中应力。

关键词： 波纹管   气动软体驱动器   三元模型   滑模控制   径向基函数神经网络  

摘要： 针对一款波纹管型气动软体驱动器,提出了一种基于改进三元模型的滑模控制方法,并使用RBF神经网络补偿扰动以实现该型驱动器在竖直方向上对期望轨迹的跟踪控制。首先搭建波纹管型气动软体驱动器实验平台,测试并分析该驱动器的动态特性,基于上述动态特性提出波纹管型气动软体驱动器的改进三元模型;然后利用采集到的实验数据,基于最小二乘算法对其进行参数辨识,从而获得所提模型的参数;进而结合改进三元模型设计滑模控制器,使用RBF神经网络对集总扰动进行补偿,并利用Lyapunov方法分析系统的稳定性;最后通过一系列实验验证了所提方法的有效性。

关键词： 高温岩石   水力压裂   热力耦合   近场动力学   裂隙演化  

摘要： 基于近场动力学方法分别采用键型模型计算岩石热扩散过程和常规态型模型模拟岩石位移场的演化,根据物质点间的断键数量确定材料损伤值以实时追踪裂隙面的扩展,通过在裂隙面处施加水压和水温实现水与岩石间的相互作用,建立了考虑热力耦合效应模拟高温岩石水力压裂过程的数值计算模型。根据岩石加热裂隙扩展的试验结果,验证了计算模型的有效性。最后,讨论了水压、岩石初始温度及弹性模量等因素对水力压裂岩石裂隙结构形态的影响,并基于综合敏感度属性识别评价方法,分析了各影响因素对岩石裂隙形态参数的敏感性。研究结果表明:水压较小或岩石初始温度较低时,主裂隙几乎呈对称分布,基本上无裂隙分支现象;随着水压或初始温度的增加,裂隙逐渐增多并产生分叉现象,同时裂隙总长度和张开度也均呈增长趋势。当岩石弹性模量均值较小时,水力裂隙较为发育且萌生许多微小裂隙;随着弹性模量均值的增大,水力裂隙分支及微裂隙数量明显减少,裂隙总长度和张开度也相应地减小,而岩石起裂时间则近似呈线性增加的趋势。岩石材料参数和环境参数的敏感性综合评价表明,岩石裂隙扩展对弹性模量和水压呈高度敏感,而对水温则表现为不敏感。