关键词： T形件   初始抗弯刚度   有效长度   有限元  

摘要： 通过已有的高强螺栓连接T形件试验和有限元分析对比,验证了有限元模型的有效性。在此基础上,根据有限元和理论分析,简化得到T形件初始抗弯刚度力学模型,给出了在弹性阶段T形件的有效长度计算表达式,得到了T形件初始抗弯刚度计算公式。最后,选取了考虑T形件翼缘宽度、翼缘厚度、螺栓直径、螺栓等级和螺栓间距等因素变化的35组试件进行有限元参数化分析,将初始抗弯刚度理论计算结果与有限元计算结果进行比较,误差大部分在15%以内,验证了理论计算公式的有效性。

关键词： 碳纤维复合材料   激光辐照   温度场   有限元   表征方程  

摘要： 基于碳纤维复合材料激光辐照理论,应用有限元方法,开展了碳纤维复合材料激光辐照温度场仿真分析。首先,研究了碳纤维复合材料激光辐照温度场分布规律,建立了不同位置线上的温度场表征方程,定量分析了辐照表面温度变化规律,并通过文献数据验证了有限元模型的有效性。然后,基于该模型,探究了复合材料板材不同铺层方向、不同光斑直径和不同激光功率下的温度场变化规律。结果表明:在不同铺层方向下,热影响区为椭圆形,[0]_(16)和[0/90]_(4S)板材的长轴方向为碳纤维0°铺层方向,而[45/90/-45/0]_(2S)板材的长轴方向为碳纤维45°铺层方向,且三者最高温度均约为1830℃;当光斑直径分别为6 mm、10 mm和14 mm时,热影响区面积逐步增大,而中心最高温度逐步降低,整个过程中最高温度分别为3347℃、2401℃和1838℃;在200 W、400 W和600 W激光功率下,板材中心温度随激光功率增大而增大,中心点最高温度分别为1750℃、2401℃和2789℃。

关键词： 非饱和土   基质吸力   回弹指数   本构模型   有限元模型  

摘要： 非饱和土压缩指数受基质吸力影响明显,回弹指数是土的临界状态本构模型中的重要变形参数。但在本构模型理论研究中,回弹指数随基质吸力的变化影响往往被忽略。为解决这一矛盾,以杭州地区重塑粉土为试样,使用GDS非饱和直剪系统的竖向加载功能,对试样进行50、100、200 kPa 3种定吸力条件下一维固结回弹试验,获取不同基质吸力非饱和回弹指数κ(s),并拟合得到κ(s)函数关系,对比已有试验研究,验证了拟合结果的合理性。进而将κ(s)表达式引入非饱和土扩展剑桥弹塑性本构模型,形成一种考虑回弹指数随基质吸力变化的非饱和土弹塑性本构模型。应用子增量步显示积分算法将该模型编辑成ABAQUS有限元UMAT子程序,最后基于ABAQUS有限元平台结合自编UMAT子程序进行固结回弹数值试验,模拟实际试验过程,对比两者试验结果,验证了该UMAT子程序的正确性。实现了一种考虑回弹指数随基质吸力变化的非饱和土弹塑性本构模型的数值化,为其进一步应用建立基础。

关键词： 钢管混凝土   木材   有限元分析   强重比   延性   抗弯承载力  

摘要： 木材因承载力高、绿色可再生等优势被广泛应用于工程领域。为降低钢管混凝土构件混凝土用量、减轻结构自重,将木材内置于钢管混凝土中,组成钢管-木-混凝土构件。由于纯弯构件是压弯构件的基础,也是压弯构件的辅助,因此对纯弯构件力学性能的研究具有重要意义。选用合适的钢材、混凝土、木材本构模型,采用ABAQUS软件建立方钢管-木-混凝土纯弯构件精细化分析模型,分析了典型构件的应力及中性轴高度变化规律,揭示了方钢管-木-混凝土纯弯构件的工作机理。在此基础上,研究了不同钢材屈服强度、含钢率、混凝土抗压强度、木芯截面形式、木材配置率对构件抗弯性能的影响规律。研究结果表明:与普通钢管混凝土构件相比,木材的加入可替代核心混凝土提高方钢管-木-混凝土构件抗弯承载力和延性,同时减轻结构16%的自重,其强重比显著增大,构件钢材屈服强度从235 MPa增至420 MPa,其抗弯承载力可提升35.4%~63.5%,延性系数增大5.5%~13%;含钢率从8.5%增至18.1%,其抗弯承载力可提升24.5%~71.4%,延性系数增大4.8%~16%;提高混凝土强度对构件抗弯性能无显著影响,但对构件延性有所降低;木材配置率从8.1%增至100%时,其抗弯承载力可提升1%~21%,延性系数可增大5.4%~18.8%;木材在配置率为8.1%~32.7%时更容易发挥作用。因此,木材配置率为8.1%~32.7%时,可通过增大钢材屈服强度和含钢率的方式提高组合构件的延性与抗弯承载力。

关键词： 四拱肋   无风撑   系杆拱桥   有限元   参数分析  

摘要： 系杆拱桥是欧洲常用的一种结构体系,因具有受力合理、用材经济、施工方便、造型优美等优点,近年来在我国得到广泛应用。四拱肋无风撑系杆拱桥造型更加丰富,景观效果极佳,但受力也较常规系杆拱桥更加复杂。以采用四拱肋无风撑系杆拱桥方案的珠海市斗门区幸福河拱桥为工程背景,建立有限元模型进行计算,对拱轴线、矢跨比、拱间连接形式、施工顺序等关键参数进行了分析比选,综合考虑结构受力及景观效果后,最终选定了该桥的合理设计方案。相关研究和设计成果可为今后同类桥型设计提供借鉴。

关键词： 引绰济辽   分水口   大口径三通   有限元  

摘要： 文章根据引绰济辽工程分水口大口径三通的实际运行工况,对三通结构进行了有限元分析,得到了三通结构在最不利工况下的最大应力及最大变形,验证了结构强度,确保设计方案安全可靠,为以后供水工程建设提供可借鉴案例。

关键词： 深基坑工程   支护桩   数值模拟   水平位移   土体参数  

摘要： 文中利用有限元模拟方法,分析支护桩水平位移随着土体模量、重度以及内摩擦角的变化规律。结果表明,随着土体模量的增加,支护结构的水平位移不断减小;随着土体重度的增加,支护结构的水平位移不断增加;随着土体内摩擦角的增加,支护结构的水平位移不断减小。土体模量增加可减少支护结构的桩侧变形,故基坑开挖过程中,有必要对土体进行合理加固,但加固时还应考虑采用的材料对土体重度和内摩擦角的影响。

关键词： 高速电机   动态热特性   降阶模型   动态模态分解   自适应采样   径向基函数  

摘要： 为了提升水下推进电机的综合性能,提出自适应降阶模型来分析电机的动态多模态热场域性能特性,解决现有算法在处理高维复杂问题时资源耗费大和易陷入局部最优的问题。在时域中模型采用“无方程”的非侵入式动态模态分解方法,从时间序列数据中提取主要动态模态,实现系统数据的降维和模态分解,精确描述系统行为和预测未来状态;在空间域中,结合基于改善期望的自适应策略和径向基函数进行参数化近似和降阶。通过评估设计空间中各候选点的预测不可信度,迭代提升模型质量,平衡空间全局探索与局部探究间的关系。多步骤协作建模框架能够从有限的大规模模拟数据集中进行精确的场域解预测。通过实验系统验证了模型在常规和异常状态下温度变化规律的有效性和可靠性,结果表现出高准确性和稳定性。

关键词： 轴向磁通   大功率半直驱式   有限元分析   电磁特性  

摘要： 在大功率直驱式风力发电机设计中,针对轴向磁通永磁发电机径向尺寸大、后期维护成本高的问题,文章将轴向磁通永磁发电机设计为大功率半直驱式风力发电机。以2 MW半直驱轴向磁通永磁发电机为研究对象,研究其参数设计原则和方法。通过探究不同极对数对发电机输出性能的影响,确定满足设计目标的发电机优选方案。采用3D有限元分析法对发电机空载和额定负载工况下的气隙磁密、电压、电流波形以及输出功率、损耗和效率进行分析,验证发电机电磁设计的正确性,发电机效率可以达到97.79%,具有损耗小、效率高的优点。通过与现有发电机进行对比,文章所提出的半直驱MW级轴向磁通永磁发电机径向尺寸显著减小,且在轴向尺寸和齿槽转矩方面比现有径向磁通结构的大功率半直驱永磁发电机表现更优。

关键词： 移动荷载   正交各向异性   黏弹性路面   有限元分析   Prony级数  

摘要： 【目的】沥青路面结构在重载车辆的作用下易产生路面典型损害,通过ABAQUS软件进行数值模拟,研究常温状态下半刚性基层沥青路面结构在实际车辆荷载作用下的动力响应。【方法】将半刚性基层沥青路面道路结构简化为面层-基层-路基3层结构,沥青面层黏弹性采用Burgers模型描述,路基土体通过正交各向异性弹性介质模拟,路面车辆荷载采用移动简谐荷载进行模拟。【结果】路基土体正交各向异性,荷载移动速度、振动频率对道路表面竖向位移及竖向正应力有不同程度的影响。【结论】考虑土体正交各向异性能更准确地描述路基路面的动力响应特性,荷载振动频率、荷载移动速度会对路面竖向位移和竖向正应力产生较为明显的影响。