关键词： 微波滤波器   等效电路   耦合矩阵提取   柯西方法   矢量拟合方法  

摘要： 对测试或仿真得到的采样数据进行有理函数拟合是滤波器耦合矩阵提取方法的重要一步,针对拟合数据与采样数据在幅度值较小的传输零点附近偏差较大的问题,提出一种高阶传输系数(S_(21))拟合策略。该策略通过对采样的传输系数使用具有N阶(N为滤波器阶数)分子多项式的有理函数进行拟合以提高拟合准确度,从而准确定位传输零点。然后从N个拟合得到的传输零点中选取N_(z)个(N_(z)为实际滤波器的传输零点个数)有效传输零点重构传输系数的分子多项式,以保证提取的耦合矩阵的传输零点个数与实际滤波器相同。为验证效果,使用具有三个传输零点的九阶同轴滤波器对传统柯西方法、应用高阶传输系数拟合策略的柯西方法与基于模型的矢量拟合方法(MVF)进行试验,结果显示应用了该策略的柯西方法相较于传统柯西方法与MVF可以提高传输零点的拟合准确度。由于柯西方法对噪声的健壮性不高,最后结合柯西方法与MVF的步骤,提出一种通过矢量拟合定位S参数零点的耦合矩阵提取方法,该方法相较于MVF可以更加精确地拟合上S参数的零点,同时相较于柯西方法对噪声的抗性更好。

关键词： 管材液压成形   变径管   有限元分析   二分法   试错法   加载路径  

摘要： 针对现有管件液压成形加载路径优化方法实用性差的问题,提出了试错仿真分析与二分法相结合的加载路径优化方法。首先,通过分析变径管的几何数模、管材力学特性及成形工艺,设计了变径管液压成形模具。其次,进行变径管液压成形实验,与仿真结果进行对比,证明了有限元模型及仿真方法的正确性。最后,利用试错仿真分析与二分法相结合的加载路径优化方法,对变径管液压成形进行加载路径优化,得到了最优加载路径,为管材液压成形加载路径优化方法的工程化应用提供参考。

关键词： 高速铁路   CRTSⅠ型板式无砟轨道   温度梯度   周期性不平顺   层间接触   有限元  

摘要： 大温差地区单元式轨道板受日照影响会产生较大温度梯度,导致轨道板翘曲变形,诱发轨面不平顺,增加高速列车轮轨冲击响应,加速轨道结构损伤。针对这一问题,采用有限元方法,首先建立考虑层间关系的无砟轨道静力分析模型,对大温度梯度下轨道板翘曲变形及轨面周期性不平顺进行分析;然后,建立车辆-轨道系统动力学模型,模拟分析温度梯度作用下无砟轨道层间动态受力特征,研究高速行车条件下无砟轨道真实服役状态。结果表明:温度梯度作用下,轨道板呈椭球形变形趋势,正温度梯度时轨道板中部向上鼓起、4角支承,负温度梯度时轨道板4角翘起、板中支承;温度梯度会导致轨道板与CA砂浆间产生不同程度离缝,板下接触面积减小,高速行车时层间接触面积逐渐增加,但离缝不会完全闭合;负温度梯度对轨道结构振动和砂浆层受力影响较小,正温度梯度影响较大,温度梯度为90℃·m^(-1)时,轨道板振动加速度增大10倍左右,轨道板与CA砂浆层间压力最大值增加6.6倍,板角处CA砂浆应力较无温度梯度下钢轨正下方CA砂浆应力增加5.4倍,正温度梯度下轨道板侧边及4角位置处CA砂浆受力加剧效应显著,是导致该区域CA砂浆出现结构性破坏的主要原因。

关键词： 铁路货车   平车   车体结构   有限元网格   网格划分   模态分析  

摘要： 基于铁路货车平车车体结构,深入研究了有限元网格的类型和尺寸选择对车体模态计算结果的影响。通过有限元仿真计算分析的方式获取了车体模态频率,对不同网格大小和网格类型下的模态计算结果进行了差异化分析,提出了用于车体模态计算较为适宜的网格划分方法。不同网格大小和网格类型的模态计算结果,其各阶频率存在差异,但振型基本一致。在计算精度与时间成本的双重因素考虑下,对于车体板材和型材结构件,建议整体采用线性四边形单元进行网格划分,单元尺寸宜控制在50 mm以内。为后续同类车体有限元模态计算效率和计算精度的提升提供了参考依据。

关键词： 有限元分析   应变能   下系杆支架   优化设计  

摘要： 对现有的满足设计要求的汽车下系杆支架进行结构优化,目标是既要优化后的结构满足设计要求,又要零件质量尽可能减少,以实现下系杆支架的轻量化。首先对现有的下系杆支架进行有限元分析,划分网格,设置材料参数,创建约束和工况载荷,建立有限元模型,输出网格单元的应变能。然后在分析结果中考察应变能云图,对高应变能区域增加材料进行加强,对低应变能区域去除材料,完成结构优化设计,最后对优化后结构进行有限元分析。优化后分析结果为:工况1最大第一主应力为107.7 MPa,工况2的最大第一主应力为106.1 MPa,一阶约束固有模态频率为913 Hz。优化后的下系杆支架满足强度和模态设计要求,与优化前比,强度和模态有所提升,质量减少156 g,下降约16.2%,实现了支架的轻量化设计目标,验证了基于应变能分析的优化设计是可行的,同时为其他同类支架的轻量化设计提供了参考。

关键词： 有限元   连接方式   建模   惯性释放   飞行器  

摘要： 针对复杂飞行器在有限元建模中将不同结构连接的问题,对惯性释放计算方法进行验证;基于某无人飞行器的整机结构平台,分别采取1d单元、接触和共节点3种有限元连接方法实现对不同结构连接,比较每种方法的建模和计算效率以及计算结果。验证表明:在满足工程的要求下,1d单元连接方式效率最高。

关键词： 涡轮减速器箱体   静力学分析   模态分析   谐响应分析  

摘要： 箱体作为涡轮减速器的关键基础零部件,为其内部齿轮系统提供了结构支撑和保护功能,因此需确保其具有较高的稳定性和可靠性。本研究利用SolidWorks软件建立齿轮箱体的三维模型,并将该模型导入到ANSYS Workbench中进行静力学分析、模态分析及谐响应分析。通过上述分析,为涡轮减速器箱体的结构优化设计提供进一步的理论依据和实践指导。

关键词： 3D打印   热塑性聚氨酯气道支架   力学性能   有限元仿真   气道狭窄  

摘要： 气道支架的可压缩性直接影响手术操作,植入后与气道的相互作用力对临床疗效影响大,开展支架植入气道的力学性能仿真分析可为产品研发和临床应用提供参考。采用计算机软件构建气道支架3D模型,以热塑性聚氨酯弹性体为打印材料,熔融沉积3D打印制备挤出率和壁厚不同的气道支架,采用万能试验机测试其支撑力、压缩强度和压缩弹性缩量,对支架植入气道狭窄简化模型中的受力情况进行有限元仿真分析。随着径向压缩率增大,支架的压缩强度和径向支撑力呈上升趋势,压缩弹性模量呈现下降趋势;随着打印挤出率的增大,支架中丝材堆积更紧密,压缩弹性模量、压缩强度和径向支撑力均呈上升趋势。有限元仿真分析结果表明,随着壁厚增加,支架变形困难,产生的支撑力增大;随着狭窄率的增加,支架所受压迫力增大,应力集中与支架变形能力、气道狭窄情况密切有关。

关键词： 闸门   山型水封   橡胶本构   有限元仿真  

摘要： 山形自封闭水封广泛应用于高水头、超高水头闸门止水装置中,其止水性能受封头形状影响较大,为了探究封头形状对山形自封闭水封止水性能的影响,基于非线性有限元方法对山形自封闭水封止水装置进行仿真分析。根据水封材料试验数据采用最小二乘法得到水封材料Mooney-Rivlin模型本构参数。通过建立山形自封闭水封止水装置有限元模型并将水封有限元仿真结果与模型试验结果进行对比,验证水封有限元仿真方法可靠性。再对不同工况下不同封头半径、封头偏心距的山形自封闭水封止水装置施加相应荷载及约束并进行有限元仿真计算,得到山型自封闭水封在不同工况下的接触应力、接触宽度、变形情况等。在山型自封闭水封设计中,应根据实际情况选取中等偏大的封头半径和合适的封头偏心距。

关键词： 偏心吊载   多吊点   逐级分解   吊点受力   有限元分析  

摘要： 对异形模块进行偏心吊载时,根据模块的组成结构及重心位置布置吊点,并采用逐级分解的方法对每个吊点进行静力。同时,利用有限元软件模拟吊具偏心吊载,对逐级分解法结果进行分析验证。研究结果表明:对于多级吊梁多吊点的吊装,采取逐级分解法分析吊点受力较为便捷,有效提高了工作效率,节省了设计时间,可为其他吊装中吊具设计和吊点布置优化提供参考。