关键词： 在役高速公路   局部结构缺陷   门架式标志   有限元分析   加固改造  

摘要： 文章运用有限元分析的方法,对在役高速公路常见的典型结构缺陷的门架式交通标志结构稳定性进行分析,并研究门架式结构标志局部结构加固改造方案。经分析研究,加固改造方案可较大地强化门架式标志结构,经多年实践,文中所提的缺陷门架标志局部改造方案合理,可为类似工程的门架标志加固改造提供思路及参考。

关键词： 恒力机构   非线性有限元分析   超弹性材料   位移控制法  

摘要： 无需驱动控制的被动式恒力夹持机构对果蔬的无损采摘具有重要意义。恒力夹持机构设计困难,采用拓扑优化方法可以降低设计盲目性。而此类设计依托非线性有限元分析。考虑机构大变形引入的几何非线性,以及采用超弹性材料而引入的材料非线性,建立了二维网格模型以及受位移载荷输入的平衡迭代方程,并给出了针对此类问题的位移控制法求解方法,并与基于微分方程求解的类比算法进行比较。计算表明本算法流程对此类位移输入的非线性问题求解具有较高的效率和精确性,并可为后续的恒力夹持机构的拓扑优化设计提供数值计算基础。

关键词： 涂布机烘箱   风嘴   有限元   响应面法   结构优化  

摘要： 为提升涂布机烘箱的干燥特性,本研究针对风嘴结构及其附近区域展开研究,分析风嘴多结构参数对内部流场特性的交互影响。借助有限元分析和响应面法,建立烘箱风嘴多结构参数交互影响下的流场特性数学回归模型,基于此进行风嘴结构的优化设计,并将优化结果与仿真值进行误差比较,验证所构建回归模型的准确性。结果表明,构建的含有多结构参数的风嘴流场特性回归模型拟合度较好,基材温度、基材表面风速、基材压力3组响应值的预测值和仿真实验值误差均小于3%,能够较好描述风嘴局部流场特性变化规律。

关键词： 拧紧力矩   螺栓预紧力   扭拉关系   高保真有限元仿真   螺栓预紧力实验  

摘要： 针对实际螺栓结构,研究螺栓在拧紧力矩作用下的有限元仿真方法,得出了拧紧力矩和螺栓预紧力之间的定量关系。首先,建立了带三维斜螺纹的螺栓几何模型,并且使用Hypermesh软件进行带螺纹的有限元网格划分,并定义相应的力学接触状态;然后,利用Ansys Workbench软件对螺母下表面施加不同大小拧紧力矩来得到对应的轴向力的大小,从而得出拧紧力矩与螺栓拉力之间的函数关系;最后,设计了螺栓预紧力实验,并将实验、仿真结果以及理论公式计算结果三者进行对比验证。结果表明,与扭拉关系理论计算式相比,有限元仿真模型的计算结果与实验更为接近,能准确反映螺栓预紧过程。螺栓预紧高保真有限元模型为进一步精确分析螺栓拧紧时的力学机制提供了一种可行方法。

关键词： 潮流电站   水轮机   疲劳载荷   有限元   疲劳寿命  

摘要： 本文针对潮流电站水轮机组支撑结构受载复杂性,疲劳寿命评估的重要性。利用结构有限元方法进行多组数值试验,确定支撑结构在船体波浪载荷谱作用下的响应;通过数值实验和水轮机工作载荷谱的特性,分析在水轮机工作载荷作用下,水轮机支撑结构的应力响应。结果表明,评估水轮机支撑结构疲劳强度时,必须考虑双水轮机组载荷的联合作用对结构的响应。文中提出一种简化水轮机载荷联合作用的方法,为评估水轮机支撑结构的疲劳强度工作提供便利。

关键词： 聚晶金刚石复合片(PDC)钻头   仿生   仿真   有限元   破岩  

摘要： 为进一步提升聚晶金刚石复合片(polycrystalline diamond composite, PDC)钻头在深部硬地层的钻井性能,抑制黏滞滑动现象的发生,以鼹鼠爪趾为原型,在仿生相似原理和锯形齿结构基础上提出一种圆弧锯形仿生齿。基于弹塑性力学和有限元非线性动力学理论建立了切削齿、钻头破岩的仿真模型,对比锯形齿与圆弧锯形齿的破岩过程,并对比了布置两种齿形钻头的整体钻进过程。结果表明:圆弧锯形齿破碎岩石主要以犁削和铲削为主,能够将载荷集中一点,更容易达到岩石的屈服极限,同时使岩石受拉应力更容易破碎,相比锯形齿所受切削力减小15.8%,效率更高。使用圆弧锯形仿生PDC齿的钻头破岩量更大,进尺提升明显,所受扭矩更小,能有效解决钻头的黏滞滑动。研究结果对国内高性能钻头的设计具有重要参考价值。

关键词： 装配式结构   力学性能   保温板排布方式   空腔楼板   有限元模拟  

摘要： 为研究保温板排布方式对空腔楼板保温及受力性能的影响,采用ABAQUS建立了空腔楼板的受力行为的模型,通过考察楼板跨中挠度变形等特性得到以下结论:不同保温板排布方式对楼板的受力性能有一定影响,建议将保温板等分铺设,充分提高钢筋与混凝土的接触面积,可有效提供楼板的承载能力。

关键词： 矩形水池   变壁厚   有限元分析  

摘要： 对于平面尺寸很大、池壁为竖向单向受力的钢筋混凝土矩形水池,工程设计一般对池壁采用变壁厚以达到节约造价的目的。依据工程实例通过对多个变壁厚矩形水池模型进行有限元分析,总结变壁厚池壁的内力特点。对变壁厚矩形水池进行经济性分析,总结矩形水池通过采用变壁厚降低造价的使用条件。

关键词： Tm∶YAG晶体   热效应   热应力   热形变   有限元分析   光束条件  

摘要： 根据激光二极管端面泵浦激光晶体工作特点的分析,建立了激光二极管端面泵浦Tm∶YAG晶体棒热模型,利用热传导理论,用有限元分析法对晶体棒的温度场、热应力场和端面形变量进行了数值计算。分析了激光能量分布不同的激光光束(圆形高斯光斑、椭圆形高斯光斑、圆形平顶光斑、方形平顶光斑)、泵浦光斑半径、Tm ^(3+)掺杂浓度对激光棒内部温度场分布及端面形变量的影响,并绘制三维分布图。结果表明,在稳定状态下,若激光二极管泵浦功率为30 W、泵浦光斑半径为400μm时,掺杂浓度为3.5at.%的Tm∶YAG晶体棒泵浦面的最高温升为124.55℃,其泵浦面的最大应力为246 MPa,沿晶体z轴最大应力为209 MPa,泵浦面最大热形变量为0.888μm。该研究为实现Tm∶YAG激光器的设计提供了理论指导。

关键词： 超大体积混凝土温度裂缝   有限元分析   温度场   防裂措施  

摘要： 文章以重庆东站地下结构混凝土底板工程为例,基于数值热传导理论方法和有限元分析,构建了超大体积混凝土施工温度效应分析的有限元模型及方法。基于构建的超大体积混凝土施工温度效应分析有限元模型,探讨了混凝土水灰比、环境温度和冷却水管布设等措施对混凝土中心温度的影响规律,为制订经济合理、切实可行的温度裂缝控制方案提供依据,并与施工过程中的实测温度数据进行对比分析,验证有限元分析方法在超大体积混凝土施工温度裂缝控制方案优选中应用的可行性。为大体积混凝土浇筑施工控制方案的优选提供客观依据,有利于减少大体积混凝土温度裂缝的产生,提升混凝土的抗渗性能,保障结构的安全性和耐久性。