关键词： 汽车   有限元   车身   结构设计   轻量化   可靠性分析  

摘要： 为了提高车身的可靠性并积极响应当前的双碳策略要求,本文结合可靠性分析和轻量化技术对汽车车身进行结构优化。首先,介绍了轻量化技术和可靠性分析原理,并给出了可靠性优化的数据模型。其次,对车身刚度灵敏度和模态灵敏度进行分析,设计了刚度和模态的多目标优化模型,并以此得到了优化后的车身有限元模型。研究结果表明,优化后的车身在弯曲工况和扭转工况下的刚度值均有所提升,分别达到了6689N/mm和15012Nm/Deg,提升比例分别为4.68%和2.17%。此外,优化后的模型能够达到22.35×106的疲劳循环周次。由此说明,所设计的车身结构具有较好的抗疲劳性以及稳定性,该设计方案能为汽车制造领域提供新的优化方向。

关键词： 软土地区   基坑工程   排桩支护   有限元分析   桩身弯矩  

摘要： 文章以某软土地区深基坑工程为研究对象,运用有限元软件对该基坑两种不同的支护结构进行建模分析。为研究不同支护结构在该基坑工程中的支护效果,分析开挖过程中两种支护桩的桩身变形及基坑土体沉降情况,并将模拟所得桩身水平位移、地表沉降与实测数据进行对比。研究表明,随着基坑开挖,桩身水平位移与地表沉降均呈现逐渐增大的趋势;添加钢管内支撑可有效控制桩身水平位移,内支撑式排桩结构模拟结果与现场实测结果有着相似的变化趋势,验证了有限元模拟方法的可行性;与双排桩支护结构相比,内支撑式排桩支护结构具有较小的变形和桩身弯矩,满足设计规范要求。

关键词： 牵引电机   端部绝缘   多物理场   有限元  

摘要： 绝缘是轨道交通牵引电机的关键组成部件之一。针对电磁-热-力耦合作用下牵引电机定子端部绝缘的应力状态及变化规律进行研究,运用多物理场耦合有限元方法对电机端部绕组漏磁场、瞬态温度场以及结构应力场进行耦合场数值计算,获得电机端部绕组热损耗分布和绝缘内部应力应变状态,为牵引电机绝缘故障检修与诊断方法研究提供参考。

关键词： 压缩空气储能   内衬硐库   解析方法   温度   气体内压   应力   应变  

摘要： 压缩空气储能人工硐库在充气和抽气循环过程中,空气温度、压力,以及硐壁密封层、混凝土衬砌和围岩的温度、应力和应变一直处于变化之中。联合求解这些变量是工程设计中的关键技术,也是理论分析的难点。在一维热传导基本解和人工硐库空气温度基本解的基础上,基于硐壁对流换热和热传导能量守恒,提出人工硐库内空气热力学计算与硐壁热传导的耦合解析方法。与数值模拟结果进行了对比,验证了所提方法的正确性。对一个钢质密封层人工硐库实例进行了分析。结果表明,充抽气过程引起硐库内空气温度的剧烈变化,空气压力变幅明显大于基于恒温假定得到的压力变化结果。硐壁温度周期波动影响深度有限,当混凝土衬砌厚度大于周期波动影响范围后,围岩温度以持续升高直至稳定为特征,围岩强度和稳定性分析可以不考虑周期循环温度的影响。密封层受温度和空气内压双重作用明显,密封层设计需考虑材料的热机械疲劳问题。混凝土衬砌内外表面环向应力和法向应变特征差异巨大,不同工况下内外表面环向应力可能接近混凝土材料的抗压和抗拉强度,混凝土材料的抗压和抗拉强度同为设计的控制因素。混凝土衬砌可以减小围岩压力,但作用有限。在适当的埋深条件下,选择适当的充气压力,可以保证围岩处于弹性状态。

关键词： 高浆砌石薄拱坝   大尺寸泄洪表孔   拱坝加固   三维整体有限元分析  

摘要： 针对长潭岗拱坝除险加固工程坝体存在拉应力超标及泄洪振动问题,提出多种类型加固方案,并采用三维整体有限元分析对比各加固方案的坝体应力及刚度,最终择优确定了合适的加固方案以及工程措施。可为类似拱坝加固提供参考和借鉴。

关键词： 主副簧   刚度   有限元   试验  

摘要： 主副簧结构悬架在载货车领域运用广泛,其中主簧和副簧作为主要承载的弹性元件,其两级刚度变化对于整车承载及舒适性有重要影响。本文基于骑马螺栓夹紧、钢板弹簧各片之间的摩擦以及真实运动连接情况,利用HyperMesh建立主副簧自由状态和夹紧状态、考虑片间摩擦以及部件之间的接触情况下的有限元模型,并对主副簧自由刚度和夹紧刚度分别进行台架试验实测和整车加载试验进行验证,将仿真结果与理论和试验实测结果进行对比分析,误差均在6%以内。结果表明,建立的仿真方法准确,为悬架多级刚度钢板弹簧的设计提供了有效建模分析方法,节省开发时间。

关键词： 液氢球罐   连接结构   有限元   结构优化  

摘要： 围绕双层液氢球罐支柱连接设计,建立热-结构耦合数值模型,研究大型液氢球罐中支柱与内罐连接处应力与应变的分布规律,分析不同连接形式对其受力性能及传热性能的影响。研究表明:支柱与内罐连接部位无论采用标准规定的何种连接结构,当考虑温度载荷时,最大应力及应变均大幅增加;在四种支柱-内罐连接结构中,直圆形连接结构的最危险处应力值是最小的,该结构下的最大应力数值为331.33 MPa,而直接连接结构具有最好的绝热性能,该结构下的热流密度为758.75 W·m^(-2)。由于四种连接形式均能满足应力校核条件,故从减小漏热的角度出发推荐采用直接连接结构作为支柱与内罐连接部位的连接方式。该研究结果可为大型液氢球罐支柱与内罐连接处的设计和选型提供理论指导。

关键词： 网架结构   多尺度有限元   界面链接模型   力学响应   施工方案  

摘要： 网架结构的施工过程模拟多采用杆系模型,不能反映网架节点以及顶升处的复杂应力情况,容易导致网架结构施工过程出现安全隐患,为此提出了基于多尺度有限元的网架结构施工过程分析方法。首先对比了位移协调、做功协调以及二者组合的多尺度有限元界面连接模型。随后以济宁北站网架结构施工过程为例,通过多尺度有限元分析了三种典型施工方案下的结构力学响应。结果表明:采用基于位移协调的多尺度界面连接方法用于网架结构施工过程分析可兼顾实施效率和计算精度,精细单元长度取0.9~1.1倍圆管截面外径时能够避免圆管截面出现应力集中,符合平截面假定。采用“现场地面分块拼装、整体顶升、高空散装”的施工方案,结构最大应力为292.3 MPa,最大位移为59.6 mm,最为安全。

关键词： 薄壁衬砌混凝土   溶蚀作用   裂缝修复   环氧材料   有限元  

摘要： 水工薄壁混凝土在外界温度、作用力、长期软水溶蚀等诸多复杂环境的影响下,易出现开裂现象。本研究以某配水工程实例为背景,首先通过现场检测确定输水隧洞薄壁衬砌混凝土裂缝类型,并提出利用环氧材料对最不利裂缝进行修复的方案。然后运用ANSYS对修复方案进行建模分析,并与现场实际修复情况进行对比,验证了对最不利裂缝的修复,可以降低衬砌结构出现应力集中的概率,阻止水的渗透,延长结构实际使用寿命。

关键词： 铝合金   深冷挤出切削   有限元   等效应变   等效应力   切屑形态  

摘要： 将深冷挤出式切削技术引入6061-T6铝合金的车削加工,结合有限元仿真技术探究深冷挤出式切削对6061-T6铝合金车削加工效果的影响。建立深冷挤出式切削(CT-EM)和常温挤出式切削(RT-EM)的有限元仿真模型并进行模拟仿真,对比分析不同刀具前角、压缩比对等效应变、等效应变率、等效应力、切削温度和切屑形态的影响规律。结果表明:随着刀具前角和压缩比的增大,CT-EM和RT-EM的等效应变率、最大等效应力分布区域和最高切削温度呈下降趋势;最大等效应变值和分布区域随前角的增大而减小,随压缩比的增大而增大;CT-EM的等效应变率、最大等效应变值和分布区域、等效应力分布范围都要大于RT-EM,切削温度更低,切屑形态更为平整,填充率更高,成形效果更好。