关键词： 桥梁工程   斜坡面满堂支架   可调式支架底座   稳定性分析   有限元分析  

摘要： 当满堂支架搭设基础面倾斜角度较大时,杆件立杆难度随之增加,满堂支架整体稳定性也会受到影响。由于本工程在现浇箱梁满堂支架搭设过程中,须将满堂支架搭设于5%坡度的基础面上,因此,本工程研发了一种可调式满堂支架立杆底座,可满足满堂支架在不同倾斜角度基础面上进行搭设施工的需求。并利用Midas Civil分析软件对斜坡面满堂支架进行稳定性分析,在1.5倍安全系数下,满堂支架各杆件结构安全储备系数均满足稳定性要求,结构失稳破坏临界荷载远大于施工工况荷载。

关键词： 自迭代特征替换   多核图卷积网络   全量测点估计   故障检测  

摘要： 实际工业场景中,需要在生产过程中收集大量测点的数据,从而掌握生产过程运行状态.传统的过程监测方法通常仅评估运行状态整体的异常与否,或对运行状态进行分级评估,这种方式并不会直接定位故障部位,不利于故障的高效检修.为此,提出一种基于全量测点估计的监测模型,根据全量测点估计值与实际值的偏差定义监测指标,从而实现全量测点的分别精准监测.为克服原有的基于工况估计的监测方法监测不全面且对测点间耦合关系建模不充分的问题,提出多核图卷积网络(Multi-kernel graph convolutional network,MKGCN),通过将全量传感器测点视为一张全量测点图,显式地对测点间耦合关系进行建模,从而实现全量传感器测点的同步工况估计.此外,面向在线监测场景,设计基于特征逼近的自迭代方法,从而克服在异常情况下由于测点间强耦合导致的部分测点估计值异常的问题.所提出的方法在电厂百万千瓦超超临界机组中引风机的实际数据上进行验证,结果显示,与其他典型方法相比,所提出的监测方法能够更精准地检测出发生故障的测点.

关键词： 氢能机车   涡轮   设计   有限元  

摘要： “双碳”目标下氢能机车研发迫在眉睫。内燃机涡轮作为氢能内燃机的关键部件,直接影响氢能机车的动力输出和燃氢效率。通过离心涡轮三维建模和气动性能设计,对叶轮应力和涡壳包容性进行了分析,并采用MATLAB软件借助哈里斯鹰优化算法(HHO)对结构进行优化。依据现有主流700 kW氢能调车机车完成了一二级涡轮三维设计和CFD数值仿真。分析了一级涡轮叶片平面压力分布及不同叶高下的压力、平面流线、密度场及温度场,结果均符合使用要求,但需要优化;分析了二级涡轮叶片平面流线、密度场及温度场,结果表明二级涡轮设计较佳;采用LS-DYNA软件对涡轮开展了包容性仿真,结果证明设计安全性合理。在叶轮意外破裂的情况下,叶轮碎块不会击穿蜗壳对周边环境产生破坏;在最大化额定工况下完成了Kriging模型结合哈里斯鹰算法的多目标多参数优化,得到了最终优化参数,对比优化前后叶道静熵、叶轮子午面流速、叶轮子午面静熵,结果表明一级涡轮的等熵效率提高了5.3%,二级涡轮的等熵效率提高了4.9%。

关键词： 颗粒污染物   连续激光   红外热像仪   有限元   吸收损耗  

摘要： 光学元件表面吸收损耗是衡量光学元件光学性能的重要指标,颗粒污染物附着通常会引起光学元件表面吸收损耗大幅增加。基于红外热像仪温升检测方法,研究了几种典型颗粒污染物对高反镜表面吸收损耗的影响,并根据颗粒污染物分布特点建立阶梯式分布吸收和离散分布吸收模型。考虑测温精度受红外热像仪空间分辨率的影响,提取单像素点内温升数据进行有限元分析,获取精度与单像素点相当的镀膜元件表面局部吸收损耗,结合显微镜下扫描结果进一步优化仿真模型,从而获得了薄膜元件表面颗粒污染物的吸收损耗。

关键词： 漏磁检测技术   有限元分析   管道缺陷   内外侧缺陷重合度  

摘要： 基于漏磁检测原理,利用COMSOL有限元仿真软件模拟了含缺陷小管径薄壁管道的漏磁检测信号特征,研究了管壁内外侧都存在缺陷时漏磁场信号的变化情况;同时,采用局部直流磁化及控制变量的方法研究了管壁内外侧缺陷的漏磁场信号分布。结果表明,管道壁厚在超过6 mm时得到的漏磁场信号切向分量的双波峰间峰值差较小,内外侧缺陷的重合度在小于40%时已不易于判定;当缺陷宽度小于2mm时,漏磁场切向分量分布图中的双波峰间峰值差变化较小,从而无法对内侧缺陷参数进行判定。该结果为研究内外侧缺陷的重合度与漏磁信号之间的关系以及薄壁管道的安全评定提供了一定依据。

关键词： 角膜生物力学   角膜塑形镜   近视矫正度数   角膜塑形   有限元分析  

摘要： 目的探究角膜塑形镜(OK镜)不同几何设计参数对角膜生物力学影响的差异,揭示OK镜影响角膜塑形机制。方法建立非球面OK镜和角巩膜耦合三维有限元模型,数值分析OK镜不同近视矫正度数对应几何设计参数改变对角膜前表面轮廓和曲率分布规律、角膜前表面和角膜基质层上表面von Mises应力(von Mises stress,VMS)和眼轴位移变化的影响。结果角膜前表面的应力集中出现在中周区和周边区,而基质层上表面的应力集中仅出现在中周区。OK镜基弧的矢高随着近视矫正度数增加而减小,矫正度数为-2.0、-3.0、-4.0、-5.0、-6.0 D时,角膜最大VMS比-1.0 D增加0.81%、1.86%、2.84%、3.81%和7.04%,角膜中央区的曲率比未戴镜时平均减少2.59、3.78、4.51、4.99、5.33、6.41 D。结论近视矫正度数增加使OK镜基弧的矢高减小,导致角膜中央曲率更加平坦。OK镜的基弧区对于近视矫正和控制起着十分重要的作用。

关键词： 增层框架   框架-摇摆墙   抗震性能   动力学模型   有限元分析  

摘要： 目的基于既有建筑的结构无法满足使用需求现状,通过质量调节及变形模式控制实现结构自振周期延长与损伤可控。方法提出增层框架-摇摆墙体系,对该结构进行理论分析,研究增层对整体结构地震效应的影响机理;利用SAP2000平台建立五个有限元模型,基于规范反应谱开展参数敏感性、静力弹塑性和动力弹塑性分析;并在此基础上,提出摇摆墙简化力学模型。结果增层的质量及高度对整体结构地震作用影响显著;与原框架相比,增层后结构基本自振周期最大延长31.7%,最大弹塑性极限位移响应降低11.5%,最大位移角响应降低20.2%,结构变形不均匀性降低22.0%;与框架-摇摆墙相比,增层后摇摆墙弯矩在弹塑性极限状态下降低33.9%。结论合理设置增层框架-摇摆墙可以小幅降低结构整体地震作用,减小结构地震响应,对结构变形模式可实现有效控制;所建立的摇摆墙简化力学模型可合理反应地震作用下墙体弯矩分布,并使设计偏于安全。

关键词： 姿势性脊柱后凸   有限元分析   生物力学   脊柱   Cobb角  

摘要： 背景:关于脊柱后凸的生物力学研究大多集中在躯干肌肉力量以及矢状面平衡等方面,关于脊柱后凸过程中脊柱内部的生物力学响应鲜有报道。目的:通过模拟姿势性脊柱后凸过程,探究姿势性脊柱后凸过程中脊柱的生物力学响应。方法:建立正常人胸腰段三维有限元模型(T_(1)-S1节段),通过在T_(1)、T6、T_(12)椎骨上施加三点力系的方式施加1.15-11.52 N·m共10组等距递增的弯曲载荷,模拟正常人姿势性脊柱后凸过程,分析载荷与Cobb角关系和弯曲载荷作用下胸椎、肋骨、椎间盘的生物力学响应。结果与结论:①姿势性脊柱后凸过程中,T_(1)-T_(12)节段Cobb角与载荷大小呈线性关系;②胸椎、肋骨和椎间盘上的最大应力随着载荷的增加而增加;③在11.52 N·m力矩作用下,胸椎、肋骨和椎间盘的最大应力分别出现在T6椎骨的前侧、第10对肋骨的肋头处和T5-T6节段椎间盘的右后侧;④结果提示,姿势性脊柱后凸会导致胸椎、肋骨和椎间盘上应力增大,其中T6椎骨前侧、第10对肋骨的肋头处与T5-T6节段椎间盘前后侧应力增加最明显,可能会增加胸椎、肋骨和椎间盘的损伤风险,为脊柱后凸矫形器的设计提供生物力学依据。

关键词： 轮毂   有限元分析   极限强度   疲劳强度  

摘要： 轮毂是风力发电机组中的关键部件之一,直接决定风机载荷的传递和风力发电机组整体结构的安全性,对整个机组的稳定、可靠运行具有至关重要的作用。本文选取某兆瓦级风电机组轮毂,采用有限元分析方法对其极限强度和疲劳强度进行校核分析,阐述了一套完整的轮毂安全性多层次校核分析流程。分析结果表明,该轮毂能满足强度设计要求,所得轮毂极限强度和疲劳强度分析结果可为轮毂的设计和结构优化提供有力依据。

关键词： 加热炉   烟道   天圆地方   有限元   SolidWorks   特征尺寸   应力分析   变形量  

摘要： 结合实例应用有限元软件Ansys分析加热炉烟道用天圆地方结构件。借鉴压力容器分析设计标准对计算结果进行校核,进而研究天圆地方结构件特征尺寸对其结构应力水平和变形量的影响。研究发现:减小天圆地方结构件上下截面面积比可以降低结构最大应力水平和结构变形量;结构件高度取值与顶部圆形直径相近时,其最大应力、最大变形量较低;减小底面矩形两边长度之差也可以获得较低的应力水平和结构变形量。以上结果可为天圆地方结构件结构设计提供参考和依据。