关键词： 有限元分析   半刚性基层路面   不同工况   疲劳验算  

摘要： 借助Abaqus软件,对半刚性基层沥青路面结构在不同工况及层间接触状态下的力学响应特性进行了深入分析。研究发现,竖向荷载、通量以及重车比例对结构的寿命具有显著影响,而水平荷载的增加则易于导致层间发生剪切破坏。此外,文章着重分析了三种不同结构层间接触状态的劣化性能演变,结果表明,层间接触的黏结能力对于结构的力学性能具有至关重要的作用。在此基础上,进一步探讨了环氧沥青结构和倒装结构的疲劳特性参数敏感性排序,并成功揭示了结构在不同荷载工况下的力学演变规律。即环氧+应力吸收层和环氧+倒装结构在标准荷载下展现出较为优异的性能,而在重载条件下,则推荐使用面层较厚的环氧+半刚性基层结构。同时,层间接触状态的变化对结构的力学性能具有显著影响,层间黏结性越好,结构越不易发生破坏。

关键词： ABAQUS   减速器   摩擦钢片   热力学   有限元分析  

摘要： 为解决减速器摩擦钢片制动过程中由于热传导不均发生开裂或变形的问题,基于有限元分析软件ABAQUS创建有限元分析模型,对常规制动工况下的减速器摩擦钢片进行热力学分析。计算结果表明:制动前期摩擦钢片接触压力均匀分布;制动中后期由于摩擦热量传导不均,接触压力分布沿径向呈中径较高、内外径略低状态,周向压力分布均匀,最大压应力在许用压应力范围内。在此基础上,进一步计算摩擦钢片温度场及热应力分布,从计算云图看出,摩擦面径向温度梯度和热应力梯度没有明显变化,温度场及热应力分布均匀,且最大热应力远低于许用热应力。综合分析常规制动工况下的接触压力、温度场及热应力分布状态,结果显示:摩擦钢片不会产生径向裂纹或碟形翘曲变形,满足减速器制动需求。通过摩擦钢片热力学分析,可为电动叉车制动装置的设计与制造工艺改进提供坚实的数据基础。

关键词： 脊柱转移瘤   经皮椎体成形   骨水泥   有限元模型   生物力学分析  

摘要： 背景:随着检查技术的革新,不同分期脊柱转移瘤患者逐年增多,经皮椎体成形是脊柱转移瘤重要的治疗手段,但其治疗不同分期、不同活动方式肿瘤的术后生物力学疗效尚未见报道。目的:基于三维有限元模型模拟胸椎T_(10)骨肿瘤转移不同位置的应力及位移情况。方法:根据1例30岁健康男性胸椎三维CT扫描数据,采用Mimics软件构建胸椎(T_(9)-T_(11))的三维几何模型,包括肋骨、韧带及椎间盘。模拟被胸椎转移瘤侵袭的T_(9)-T_(11)椎体及其后胸椎不同部位的三维模型,包括椎体结构完整的对照组,单侧转移累及椎体区(实验组1),单侧转移累及椎体和椎弓根区(实验组2),单侧转移累及椎体、椎弓根和横突区(实验组3),双侧转移累及椎体、椎弓根和横突区(实验组4)。利用Abaqus软件创建三维有限元模型,对负重、屈曲、伸展、旋转工况下VonMises应力分布及模型的位移情况进行分析。结果与结论:①在对不同实验组加载点在负重、屈曲、伸展、旋转工况下最大总位移的研究中,随着转移瘤侵袭部位及侵袭面的增多,加载点的总位移在增大,整体刚度降低,尤其实验组4加载点的总位移最大;②在屈曲工况下椎体、椎弓根破坏后明显增加最大Von Mises应力值,而在此基础上增加胸肋关节破坏,其最大Von Mises应力值基本不变;③有限元分析并模拟骨肿瘤模型的基础上,将骨水泥区域的单元设置为一个单独的set集合,后将骨水泥区域设置为对应的材料属性以模拟骨水泥填充,结果发现,负重、屈曲、伸展、旋转工况下最大总位移均小于各实验组;④模拟经皮椎体成形治疗后患者在负重、屈曲、伸展、旋转工况下的最大应力值相较于骨肿瘤模型大幅度降低;⑤提示基于胸椎T_(9)-T_(11)的三维有限元模型构建有利于对胸椎骨肿瘤转移生物力学特性的研究,并能够在胸椎骨肿瘤转移模型的基础上准确模拟经皮椎体成形后加载点在不同工况下的总位移及最大VonMises应力情况。

关键词： 三轴变位机   ANSYS Workbench   静力学分析  

摘要： 为了满足焊接变位机的稳定性、强度和刚度的设计要求,通过ANSYS Workbench软件分别对三轴变位机整体和主要部件进行了静力学分析。通过整体和主要部件的应力云图和变形云图判断,该焊接变位机的强度和刚度都符合设计要求,并且都有很大的安全余量,为后续的轻量化优化提供了数据。

关键词： 煤矿掘进   支护结构   煤岩体稳定性   有限元分析  

摘要： 在煤矿开采中,掘进工作面的安全稳定是矿山安全生产的关键。本文通过定量分析掘进过程中支护结构的稳定性和其对煤岩体稳定性的影响,探讨了不同支护结构参数对煤岩体稳定性的影响机制。使用有限元方法模拟煤岩体的应力分布及其在不同支护条件下的变化情况,进一步分析了支护结构对提高煤岩体稳定性的效果。研究结果表明,优化支护结构设计是提高煤岩体稳定性、防止地压异常的有效手段。

关键词： 数值模拟   盾构隧道   影响因素  

摘要： 文章研究了在盾构隧道施工过程中,支护压力、隧道坡度和隧道埋深等对地表沉降的影响。研究发现,支护压力和隧道坡度是影响地表沉降的主要因素。在适当范围内增加支护压力,可以有效地控制地表沉降,但超出一定阈值后,其效果不再显著。隧道坡度的变化能够影响沉降槽的形状和大小,此外,隧道埋深的变化也对地表沉降有重要影响。本文的研究成果对盾构隧道的设计和施工具有参考意义,有助于优化施工方案,减少地表沉降,提高施工安全性。

关键词： 高强钛合金   高温变形   有限元模拟  

摘要： 在变形温度为700~950℃、应变速率为0.001~1s-1条件下;利用Ti-55531合金构件的锻造过程的有限元模拟提供材料模型,在有限元模拟软件DEFORM-3D对钛合金的锻造过程进行模拟,探讨了变形工艺参数(包括变形速率、变形温度以及摩擦因子)分别对变形过程中等效应力、等效应变、温度的影响。研究结果表明,变形速度和变形温度对锻件成形影响显著。

关键词： 六自由度   大行程   有限元   柔性铰链  

摘要： 基于柔性铰链,设计了一种六自由度(6-DoF)微定位平台。该微平台具有大行程、6-DoF运动等优点。平台通过压电陶瓷驱动,使用虚功原理对位移放大器进行了静力学分析。利用Ansys有限元分析软件,对微平台进行了性能分析和模态分析。微定位平台采用边长为16.5 mm的八边形设计,在XYZ方向运动行程为272.94μm×283.66μm×312.29μm,平台尺寸为Φ150×5 mm^(3)。平台在微操作精密定位中具有重要意义,提高了平台的稳定性。

关键词： 自平衡法   桩基检测   有限元分析   地铁施工  

摘要： 自平衡法桩基检测技术作为1种创新的检测手段,在地铁车站、隧道建设领域展现了广阔的应用潜力。文章以徐州地铁4号线土山寺车站和乔家湖车站为案例,深入探讨了自平衡法桩基检测技术的理论基础、技术特点、荷载箱的施工与应用、桩基承载力的测试方法、桩侧摩阻力的分析、施工过程的模拟与优化以及在地铁车站建设中的应用。通过运用ABAQUS有限元分析软件构建了9组竖向受荷检测单桩承载特性的数值模型,并结合桩顶荷载-位移曲线、桩身轴力变化曲线、桩端荷载-沉降曲线,对在竖向荷载作用下,检测桩周土体内摩擦角与桩侧土体弹性模量对桩基承载特性的影响进行了分析,进而验证该检测技术在地铁施工中的应用。相较于传统的静载试验,自平衡法在试验装置简便性、安全风险降低、试验周期缩短以及不受场地条件和加载吨位限制等方面展现出明显优势,特别适合于地铁车站围护结构桩承载力要求高、场地空间有限、施工工艺复杂的实际情况。

关键词： 钢纤维水泥砂浆   预损   加固   有限元   承载力分析  

摘要： 为改善钢套管加固法的力学性能,引入新型加固材料钢纤维水泥砂浆,提出了钢套管-钢纤维水泥砂浆加固预损RC柱的新型组合结构形式。基于试验研究,利用ABAQUS建立了相应的加固柱计算模型并验证其合理性,并对影响此类加固柱轴压力学性能的关键因素进行了非线性参数分析。结果表明:加固柱极限承载力随钢套管厚度、钢材强度和钢纤维水泥砂浆强度的增大而提高,变化钢套管厚度对加固柱延性影响更大,而增大钢纤维水泥砂浆强度会对延性产生不利影响;采用套箍加载方式能够获得更高的承载力提升效果与变形性能;相同损伤程度情况下,变化内柱混凝土强度对加固柱性能影响很小;根据叠加原理推导了此类加固柱的轴压承载力计算公式,公式计算结果与有限元模拟结果吻合良好。