关键词： TC17钛合金   残余应力   点阵式压痕测试   等效材料维氏压痕模型   有限元分析  

摘要： 采用点阵式维氏压痕测试方法得到TC17钛合金表面12个测试点的载荷-深度曲线;通过等效材料维氏压痕模型计算合金表面12个测试点的双向残余应力和单向残余应力,将残余应力值代入ANSYS 19.2有限元分析软件中得到载荷-深度曲线,并进行试验验证。结果表明:试验得到表面不同测试点的应力均为残余拉应力;采用有限元方法模拟得到双向残余应力和单向残余应力下的载荷-深度曲线与试验结果吻合较好,载荷-深度曲线的加载曲率的相对误差均小于1.5%,等效材料维氏压痕模型可以准确地预测合金表层单向残余应力和双向残余应力分布。

关键词： 加固   纤维增强塑料   抗弯   有限元   锚固参数   复合材料  

摘要： 为研究混合粘贴FRP(HB-FRP)加固混凝土(RC)梁的抗弯性能,对八片HB-FRP加固梁进行三点弯曲试验,研究了螺栓扭矩、扣件间距、锚固分布模式以及FRP板黏结方式对试件的破坏模式、荷载-挠度曲线以及FRP应变分布的影响规律。基于有限元软件ABAQUS建立HB-FRP加固RC梁的精细有限元模型,通过试验结果验证模型并开展参数分析。结果表明:与未加固梁相比,HB-FRP加固梁的极限荷载提高了71%~156%,极限荷载和FRP利用率随螺栓扭矩的增加而提高,随着扣件间距的增加而降低;通过消除扣件与FRP板之间的黏结,试件均发生了FRP板剥离破坏;跨中集中和端部集中锚固的加固效果不稳定,易提前发生破坏;建立的HB-FRP加固RC梁计算模型精度良好,可用于抗弯性能的模拟计算;扣件宽度和碳板宽度的增加提高了HB-FRP加固梁的极限荷载;螺栓扭矩和扣件宽度过高会导致受压区混凝土提前破坏;FRP的利用率随着FRP宽度增加而减小。

关键词： AZ31B镁合金   板材   纵波-平辊轧制   有限元   宏观织构  

摘要： 为探究纵波轧制(LR)对AZ31B镁合金板材基面织构的影响,对AZ31B镁合金板材进行400℃/20min和450℃/20 min热处理以及振幅0.35 mm,周期4 mm的纵波波纹辊和平辊轧制。采用XRD对热处理及轧制后的板材进行宏观织构表征,运用极图及ODF对织构演变进行了分析,同时对金属在轧制变形区的变形行为进行了仿真分析。结果表明:板材热处理后,400℃下的{0002}极图中极密度最大值由11.21降到8.41,450℃下降到7.08,450℃下热处理后的织构强度弱于400℃;LR后板材的基面织构显著弱化,大量晶粒向RD、TD方向发生了偏转,其中向RD方向最多偏转30°,向TD方向最多偏转40°,400℃下的{0002}峰值织构强度降到4.33,450℃下降到5.62,400℃下LR的织构弱化效果比450℃更明显;二道次轧制后的板材,450℃下的基面织构强度要弱于400℃。分析表明:LR使得晶粒的c轴取向由ND向TD、RD方向发生了偏转,这是由于LR过程中存在类似于异步轧制过程中的“搓轧区”,其中产生的剪切力使晶粒沿RD方向发生偏转,弯曲和挤压复合变形下金属流动和剪切促进晶粒TD取向。

关键词： 钢结构   整体稳定   弯扭屈曲   翘曲刚度   7自由度单元  

摘要： 使用有限元进行梁单元整体稳定分析时,为得到不同单元类型的计算精度,对工字形截面(开口截面)与箱形截面(闭口截面)进行纯弯作用下整体稳定分析,分别使用6自由度梁单元、7自由度梁单元、板单元进行数值计算,并与理论计算对结果进行分析对比。根据分析得到不同截面类型适用的有限元模型:对于开口截面,计算受弯、压弯稳定时,应采用7自由度单元;对于闭口截面可偏安全的采用6自由度单元计算。

关键词： 随机响应   非线性耦合模型   海上浮式风机   统计线性化   振动控制  

摘要： 针对海上浮式风机既有分析方法难以高效率地预测其随机动力响应这一问题,提出了一种基于统计线性化算法的波浪耦合作用下浮式风机非线性系统的随机响应快速计算方法,并对其在浮式风机振动控制中的应用进行了研究。以Spar型海上浮式风机为对象,基于拉格朗日方程建立了其4-DOF的波浪耦合作用下的非线性模型,并验证了所建模型的准确性。在所建立的非线性模型基础上,提出了基于统计线性化算法的Spar型浮式风机随机振动分析方法,并从多方面对该方法进行了验证,结果表明该方法能将计算效率提升4,5个数量级,且具有足够精度。将该方法应用于浮式风机振动控制中,高效率地实现受TMD控制下的风机的控制参数优化和性能分析,得到了TMD的最优控制参数,发现TMD对浮式风机的振动控制效果有随海况等级的提高逐步降低的趋势。所提出方法兼具高精度、高效率和在不同海况下的普适性,同时也为海上浮式风机的设计优化、疲劳分析、可靠性验算等基于统计特性的研究提供了一种高效的分析方法。

关键词： 医疗设备   减震装置   有限元分析   设计   实用性   有效性  

摘要： 以船舶运行环境为研究对象,基于有限元分析方法开展船上设备特别是医疗设备减震装置的设计与研究,通过建立设备和减震装置的有限元模型,模拟静态和动态载荷条件下的设备运行情况,实现优化设计目标,最终验证了减震装置的实用性和有效性。

关键词： 高速列车   滑模网络控制   RBF神经网络  

摘要： [目的]为实现列车牵引制动关键系统的可靠控制,同时抑制通信时延对列车控制产生的影响,针对高速列车关键网络系统提出一种离散RBF(径向基函数)自适应鲁棒滑模控制方法。[方法]介绍了高速列车牵引制动网络系统;设计了考虑时延分数项的自适应鲁棒滑模控制方法,并对其进行了稳定性分析;在测试平台上利用组态软件对所提离散RBF自适应鲁棒滑模控制方法进行联合仿真分析。[结果及结论]将离散系统中的时延分为整数项和分数项,在充分考虑时延分数项的基础上,推导出离散趋近律下的时延补偿滑模牵引制动力,其中的未知非线性函数利用具有自适应调节特性的RBF神经网络进行精确逼近。为抑制列车运行过程中受到的较强干扰,将基于干扰观测器的滑模牵引制动力融入模型中,以增强其抗干扰性能。所提离散RBF自适应鲁棒滑模控制方法在稳定性能和响应性能方面优于其他控制方法,具有更为理想的时延补偿效果和鲁棒性能。

关键词： 闸室   水闸   闸门   应力分析   有限元  

摘要： 闸室结构损坏会导致水闸功能性降低。为了研究水闸的运行状态,采用有限元分析法,构建水闸闸室和闸门的有限元模型,对二者进行结构应力分析,并对闸室进行位移分析。同时,对闸室中胸墙和交通桥的结构承载力进行分析。结果显示,在闸室底板强度复核上,实际配筋均满足最小配筋率。在不同工况下,主梁跨的最大Mises应力分别为78.98、51.91、85.37和56.74MPa,均在容许应力155MPa内,表明闸室和闸门的构件满足规范要求。

关键词： 铝锂合金   末端淬火   温度场   有限元法   淬火析出相  

摘要： 通过浸入式末端淬火实验和有限元模拟研究了2195铝锂合金的淬火温度场,获得不同位置的冷却曲线和硬度,结合微观组织分析2195铝锂合金的淬火敏感性机理。结果表明:2195铝锂合金板材的界面传热系数与表面温度之间存在非线性关系,当样品表面温度降低时,界面传热系数先升高后降低,在101℃左右达到最大值28.3 kW/(m^(2)∙℃);2195铝锂合金采用浸入式末端淬火时,淬火速率随着距离浸入端距离的增加而减小;随着淬火速率的减小,淬火析出相的尺寸和面积分数均增加,硬度随之降低;当淬火速率从402.5℃/s下降至3.9℃/s时,硬度下降率为25.6%。同时,分别建立了硬度值H和硬度下降率ΔH与淬火析出相的面积分数A的关系曲线。在慢速淬火过程中,由于大量淬火析出相的析出,影响后续时效过程中T1相的析出和长大,导致强化效果显著降低,合金的硬度大幅下降。

关键词： 岩石力学   双剪试验   预应力锚索   数值模拟   塑性铰   破断机制  

摘要： 为防止支护工程中锚索在剪切荷载下过早发生破断,一种将C型钢管与锚索进行组合的管索组合结构被提出,该结构抗剪增强机制尚未完全揭示。利用ABAQUS软件建立管索组合结构的非线性有限元精细化模型,锚索钢绞线采用七股实际结构模型,并考虑各个组成部分的接触、失效等相互作用,对管索组合结构抗剪机制进行研究。结果表明:剪切初期,管索组合结构在剪切面位置剪力和对称分布弯矩作用下形成“S”形态弯曲及对称塑性铰,其后变形以塑性铰向远离剪切面方向扩展与中间段锚索的拉伸为主,最终管索组合结构失效原因为锚索以拉伸破断为主的拉剪复合破坏;随剪切荷载的增加,C型管在锚索弯曲变形范围内逐渐闭合,与锚索共同受力,增强整体结构抗弯刚度,C型管两端部发生开缝张开与整体扭转,与C型管中间段闭合变形相协调,C型管能够使结构与试块接触压力分布更为均匀,改善受力条件;试块界面局部混凝土处于三轴受压状态,随剪切荷载增加,试块内部形成逐渐扩大的承压区域,局部混凝土破碎失效,混凝土逐步破碎失效过程与管索组合结构塑性铰的扩展同步发生。