关键词： 城市轨道交通   桥梁   组合系数法   有限元分析   正交异性钢桥面板   开口肋   疲劳应力  

摘要： 为简化城轨交通钢箱梁桥面板疲劳性能评估,基于轨下开口肋正交异性钢桥面板典型构造,采用有限元方法提出其疲劳应力计算组合系数法。首先,建立重庆嘉华轨道专用桥桥面构造有限元模型,确定车辆疲劳荷载纵、横向影响范围及最不利加载位置,并分析减震垫刚度、轨下纵梁刚度和轨枕板形式等关键参数对开口肋正交异性钢桥面板疲劳应力的影响。然后,根据工程实际,确定城轨交通桥正交异性钢桥面板基准结构及各设计参数变化范围,基于上述有限元模型对顶板厚度,板肋厚度和间距,横隔板间距、高度和厚度及开孔半径进行分析,得到各参数影响系数并提出轨下开口肋正交异性钢桥面板疲劳应力计算组合系数法。最后,用算例验证该方法的合理性和可靠性,计算误差在10%以内,可为疲劳设计提供参考。

关键词： 经编间隔织物   有限元   力学性能   本构模型   体压分布   微元变形  

摘要： 将经编间隔织物和不同密度的海绵材料作为坐垫的填充物,通过分析坐垫上的人体体压分布情况,深入探讨坐垫的整体舒适度。首先,选择中密度海绵(28 kg/cm^(3))、高密度海绵(50 kg/cm^(3))及新型弹性材料经编间隔织物,分别对其进行力学性能实验。随后,采用有限元仿真法,对三种材料分别进行单轴压缩仿真,分析得出拟合度最高的本构模型;对经编间隔织物材料进行微元变形仿真,分析该材料变形量、压强、厚度三者关系的数学模型。最后,建立弹性坐垫和中国50百分位男性的人体臀部(软组织+骨骼)仿真复合模型,分析臀部与垫面的体压分布数据,并利用体压测试仪验证仿真数据的有效性。结果发现:仿真结果显示,中密度海绵、高密度海绵及经编间隔织物体压-应变拟合度最高的本构模型选低密度泡沫较合适;经过MATLAB进行二次多项式拟合可得出经编间隔织物的变形量、压强、厚度三者之间的数学模型;经编间隔织物弹性坐垫垫面的峰值比中密度海绵弹性坐垫垫面的体压峰值大,比高密度海绵弹性坐垫垫面的体压峰值小,整体垫面体压分布情况较海绵坐垫更均匀;体压测试仪验证仿真数据与实际测试数据小于5%,表明仿真实验可行。研究表明,经编间隔织物比海绵材料具有更好的支撑性和压力舒适性。这些实验结果以及虚实结合的方法可为未来弹性坐垫产品的材料选择及开发提供参考。

关键词： 并联运动平台   空间自由度   逆运动学算法   有限元分析  

摘要： 针对并联运动平台在空间的运动分析问题,提出并设计了一种电机驱动的六自由度并联运动平台,该运动平台由三个伸缩杆通过铰链连接而成,能够使得运动平台具备空间六个自由度的运动。利用SolidWorks软件建立了整体结构的三维模型,并用Kutzbach-Grubler公式验证了所提出的并联运动平台空间自由度数量的正确性。根据逆运动学算法,结合MATLAB软件对所设计的并联运动平台进行了位姿求解,验证了算法的正确性。最后通过ANSYS软件对模型进行了有限元分析,研究了在受力状态下的结构变形和振动特性,验证了六自由度并联运动平台在受力和振动方面的结构可行性。

关键词： 超高性能混凝土   预制管   组合柱   静力试验   有限元  

摘要： 为研究超高性能混凝土(UHPC)相对于钢筋混凝土(RC)柱的基本受力性能,以UHPC预制管配箍率和长/细比为试验参数,对6根配筋UHPC预制管混凝土组合柱进行轴压试验.结果表明,与RC柱和UHPC预制空心柱相比,配筋UHPC预制管混凝土组合柱能明显改善RC柱的压溃现象和UHPC的脆性特征.为更好地发挥共同受力作用,应让紧箍效应提早出现.采用ABAQUS软件建立组合柱的有限元计算模型,分析表明UHPC强度、径/厚比、 UHPC配箍率、长/细比是影响配筋UHPC预制管混凝土组合柱轴压试验结果的重要参数.

关键词： 温室大棚   喷药机器人   结构设计   有限元分析  

摘要： 针对温室大棚喷药效率低、过量喷施农药、对喷药者身体危害大等问题,设计了一种温室大棚喷药机器人。首先对喷药机器人的行走机构、动力系统、电源系统、控制系统等进行了设计;其次根据所需的最大牵引力,确定驱动电机、减速器以及太阳能电池板的选型;最后利用SolidWorks软件对各零件进行建模及装配,在Simulation插件中对车架和药箱进行静力学和模态分析,在ADAMS中进行运动学仿真,结果显示,所设计车架和药箱满足强度要求,机器人能够平稳安全地运行,为后期实物制作奠定了理论基础。

关键词： 滚轮体   接触疲劳   有限元   优化  

摘要： 柴油机喷油泵滚轮体工作环境恶劣,承受凸轮带来巨大的冲击力。因此,滚轮体在工作过程中两接触面极易造成剥离、擦伤,甚至滚轮或者滚轮销断裂。针对喷油泵滚轮体接触疲劳失效,从理论上计算和和分析滚轮体接触面接触应力,根据接触应力产生的原因对滚轮体结构进行优化设计,尽可能减少两接触面接触应力,提高滚轮体使用寿命。

关键词： 电磁热耦合   缺陷模型   敷设方式   拟合分析   有限元分析  

摘要： 针对10 kV电缆常见的3种缺陷,本文建立了三维电缆缺陷模型并进行电磁-热耦合温度场分析,研究3种缺陷电缆的暂态温度模型,分析不同工作电流与不同敷设条件对3种缺陷电缆温度的影响。结果表明:缺陷对电缆的危害从大到小排序依次为金属尖端缺陷、气隙缺陷、划痕缺陷;在相同载流量的情况下,金属尖端缺陷处温度高于其他两种缺陷处温度;确定了电缆在出现缺陷时隧道敷设的散热效果最好;无缺陷试样电缆内部温度从线芯至外护套沿径向逐渐降低,在缺陷的作用下电缆内部温度场发生畸变;缺陷电缆线芯温度与外护套温度的拟合系数、电缆缺陷处温度与电缆线芯温度的拟合系数均接近1。仿真拟合结果为电缆缺陷的判断与识别提供了理论支撑。

关键词： 成组立模   加强筋布局   拓扑优化   结构优化设计   响应面法   有限元分析  

摘要： 混凝土预制构件成组立模成型机(简称成组立模)是一种新型的生产混凝土预制构件的设备。为了提高成组立模台面的振动效果和承载能力,本研究以成组立模模板结构为研究对象,提出了一种拓扑优化新兴设计与响应面法结合的优化设计理论。首先,基于变密度法对成组立模模板结构加强筋布局进行拓扑优化设计,得到了加强筋最佳的材料分布形式,以此对成组立模模板结构进行了结构优化设计。为得到最佳的加强筋设计参数,采用中心组合试验设计,建立模板结构最大位移、最大等效应力的响应面模型。利用多目标遗传算法对响应面模型进行优化求解,得出加强筋各参数最优的组合方案。有限元分析结果表明:与初始方案相比,优化设计方案提高了台面的刚度和强度,同时改善了模板结构的振动特性,并提高了混凝土预制构件的成型质量。该研究为进一步推进成组立模的研究提供了理论指导。

关键词： 无梁楼盖   柱帽   冲切破坏   有限元分析   裂缝发展  

摘要： 无梁楼盖作为一种经济、美观、实用的结构楼盖体系,被广泛应用于工程项目中,近年来无梁楼盖安全事故频频发生,在工程设计过程中,需要采用安全科学的设计方法。目前工程设计领域主流的工程结构设计软件为YJK和PKPM,由于柱帽受力模式比较复杂,工程结构设计软件采用杆壳体系或简化有限元分析方法难以准确分析柱帽的受力,故采用大型通用有限元软件ANSYS及工程有限元软件STRAT对工程设计软件的计算结果进行计算复核,得到不同配筋结果的承载力、裂缝发展结果。结果显示:采用YJK有限元计算结果进行配筋设计、取柱帽中线上除峰值外的平均值时,极限承载力是荷载设计值的1.3倍。

关键词： 电子束焊   数值模拟   温度场   残余应力  

摘要： 基于有限元软件,采用高斯面-高斯旋转体复合热源深入研究了Ti2Al Nb钛合金电子束焊接头的温度场和残余应力场。结果表明:当电子束流为10 m A,焊接速度为360 mm/min时焊接接头成型较好,优先采用较大电子束流易形成熔宽较大的焊缝。焊缝内部应力为复杂三向应力状态,残余应力以纵向拉应力为主,集中分布于距焊缝中心3.5mm范围内。焊后最大等效应力为635 MPa,小于材料屈服强度,较为安全。