关键词： 泵室结构   有限元   MSC.MARC软件   位移   应力  

摘要： 以泰兴马甸抽水站工程为例,采用***软件求解该泵站在上下游水位变化工况下的整体空间位移和主应力分布情况,对泵室结构进行空间有限元分析。研究表明,三维有限元分析可以较为全面、直观地反映结构的整体位移和应力情况,方便对其进行安全评价,是解决实际工程中空间结构应力应变问题的一种有效方法。

关键词： 膝关节骨性关节炎   多因素疾病   膝关节骨关节炎   疾病进程   退行性变   软骨下骨   生物力学机制   膝关节疾病  

摘要： 膝关节骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)是最常见的膝关节疾病,这种复杂的多因素疾病以关节软骨、软骨下骨的退行性变和滑膜炎症为特征。应力累积是导致疾病进程的重要因素,一旦累积量超过临界值,蛋白多糖含量将会加速消耗,软骨随之发生不可逆转的变化。因此,了解软骨退行性变所涉及的生物力学机制对于制定有效的治疗策略来预防或治疗这种疾病至关重要。有限元分析(finite element analysis,FEA)作为一种模拟骨骼力学情况和生理载荷的技术,在1972年首次应用于骨科临床工作[1-2]

关键词： 大高宽比钢管混凝土柱   受压性能   有限元分析   承载力计算  

摘要： 为了研究大高宽比矩形钢管混凝土柱的压弯性能,对大高宽比钢管混凝土短柱进行偏压试验并结合有限元模拟补充了4组试件进行对比,包括不同偏心率、高宽比、钢管壁厚度、截面尺寸情况下柱性能的对比分析。最后参考常用的4本国内外规范进行柱承载力计算,对比并判断现有规范是否适用。结果表明:试件破坏模式均为长边鼓曲,当荷载小于极限承载力的80%时,横截面高度上的应变分布服从平截面假定;随着偏心率增大,柱延性提升,在偏心率超过0.205后,柱延性开始下降;随着壁厚增加,柱延性提升,在壁厚达到8 mm后,柱延性开始下降;随着高宽比提升,柱延性降低;随着截面尺寸增大,在壁厚不变的情况下,柱延性降低,在壁厚等比例增大时,柱延性变化不大;随着高宽比、截面尺寸、钢管壁厚度的增大,柱承载力提升;随着偏心率升高,柱承载力降低;参考规范JGJ 138—2016对大高宽比钢管混凝土柱偏压承载力的计算更为准确。

关键词： 自动控制技术   轨迹跟踪   模型预测控制   横纵向耦合  

摘要： 针对变化速度下车辆轨迹跟踪精度以及实时性差的问题,提出了一种基于模型预测控制的横纵耦合控制方法。在三自由度车辆动力学模型中,将车轮驱动力与前轮转角作为控制量,以单控制器形式实现车辆横纵向运动的综合控制,并且在考虑耦合特性的基础上,设计目标函数与可变权重系数,求解最优横纵向控制量。并且基于五次多项式理论,设计一种变速双移线轨迹以验证控制器综合轨迹跟踪能力。实验结果表明,该控制器能有效跟踪变化车速并且保持高轨迹跟踪精度与良好的实时性。

关键词： 液压爬升机   结构设计   有限元  

摘要： 目前工程中提升重物普遍采用卷扬机或液压提升设备和钢绞线的方式,采用上述两种方式进行提升时需要在各提升点处搭建足够高度的钢构架,并在钢构架上安装提升设备,因此传统重物提升方式具有成本高、经济性差、作业周期长的缺点。针对上述现有技术存在的缺陷,本文研发一种结构简单、稳定可靠、重量较轻、体积较小、承载力较强的新型液压爬升机。首先,介绍新型液压爬升机的结构特点及其优越性;其次,根据有限元理论结合有限元分析软件Hypermesh通过单元选择、定义材料属性、网格划分、添加载荷、约束求解等对新型液压爬升机进行有限元分析,通过有限元云图验证新型液压爬升机各零部件的强度特性;最后,根据新型液压爬升机的工作状况搭建台架实验,对新型液压爬升机工况模拟实验,通过台架实验分析验证该新型液压爬升机的可靠性和可行性。目前,该新型液压爬升机已应用于工程中,得到较广泛的推广和应用。

关键词： 蒲石河抽水蓄能水电站   厂房振动   水轮机压力脉动   动力响应   有限元分析  

摘要： 对蒲石河电站1号机组转轮进行国产化改造,改造后的水轮机组在压力脉动作用下对厂房共振及动力响应等进行计算。采用谐响应分析方法进行结构响应分析。根据模型试验得到的蜗壳和尾水管压力脉动幅值与主频,分别计算发电、抽水工况下蜗壳和尾水管压力脉动幅值和频率,并将蜗壳脉动分析结果和尾水管脉动分析结果进行叠加,得出发电、抽水工况下厂房结构在蜗壳压力脉动和尾水管压力脉动共同作用下的动力响应幅值。结果表明在压力脉动作用下,厂房结构动应力水平较低,远小于结构抗拉强度。厂房结构在抽水工况下的振动反应整体较小,而在发电工况下的振动反应整体较大,各结构部位的振动位移最大值、振动速度最大值、振动加速度最大值均满足预期。

关键词： 土壤电阻率   微观机理   有限元   孔隙率   土壤基质   水汽比  

摘要： 接地系统的稳定运行事关电力系统稳定,而土壤电阻率又是接地系统最重要的参数之一。目前,土壤电阻率多采用宏观的试验方法获取,缺乏对其微观机理的研究。基于此,首先,使用多物理场软件COMSOL Multiphysics建立土壤微观导电机理模型,计算孔隙率、粒径、水汽比、孔隙水电阻率和土壤基质电阻率对土壤电阻率的影响;其次,通过与文献实测值的比较验证本文模型的准确性;再次,计算土壤含水量参数对接地特性的影响;最后,由计算结果提出降低土壤电阻率的建议措施。计算结果表明,土壤电阻率受孔隙率、土壤基质电阻率、水汽比影响较大;接地电阻随含水量的增加以负指数函数式减小。

关键词： 桥梁工程   桩基础   自重湿陷性黄土   有限元分析   承载特性   桩身尺寸  

摘要： 文中依托西安某公路桥梁工程,采用有限元法,结合现场浸水载荷试验结果,在验证模型有效性的基础上,通过改变桩径及桩长,对比研究了桩周黄土产生湿陷和未产生湿陷两种情况下的桩基受力承载特性.结果表明:当桩长为20 m、桩径为0.8 m时,桩周土未湿陷时极限承载力为3 500 kN,桩周土湿陷时极限承载力为3 300 kN,承载力减小了5.71%.当桩长为17.5 m、桩径为1.2 m时,桩周土未湿陷时极限承载力为6 000 kN,桩周土湿陷时极限承载力为5 700 kN,承载力减小了5%.自重湿陷性黄土地区的桩基承载能力随有效桩长的增大而增大,且相较于增加桩长,增加桩径时承载力的提高幅度较大,且沉降量较小,表明自重湿陷性黄土地区增加桩径更有益于提高桩基础的承载力.

关键词： 分支井   完井   双管转向筒   摩阻   有限元   接触分析   非线性  

摘要： 分支井钻完井技术具有高效利用井口槽、提高采收率等特点,为解决分支井完井双管转向筒送入拔出过程摩阻难以准确控制的问题,研制了分支井完井双管转向筒工具,实现主井眼和分支井眼生产管柱同时回插密封。通过构建三阶段有限元仿真模型,分析了双管转向筒工具在回接筒中的送入与拔出过程,研究了摩擦因数、主分支井筒分离角及转向筒偏离方位角等因素对送入阻力、拔出阻力及等效应力的影响,摩擦因数对最大等效应力影响不明显,对行进阻力影响较大;分支井与主井筒之间的分离角对最大等效应力和行进阻力响应较大;偏离方位角对最大等效应力影响不明显,但对行进阻力影响显著,作业时应维持较小的偏离方位角,建议控制在45°以内。通过地面试验和实验井试验进行了验证,结果表明,建立的数值模型及分析方法能有效模拟双管转向筒送入拔出过程,相对采用传统简化方法计算的阻力误差由55%降至13%,实验井的产量较邻井提高了50%,验证了该工具的有效性,为分支井工具设计与作业提供了技术支持。

关键词： 精密导向   柔性膜片   柔度矩阵   有限元分析  

摘要： 针对微振动模拟器中精密导向机构行程小、精度高的要求,提出了一种具有精密导向作用的柔性膜片。首先,基于柔度矩阵法对柔性膜片的轴向与径向柔度进行建模;其次,基于柔性膜片的结构参数对其轴向和径向柔度进行参数化分析;接着,以高轴向柔度、高轴向/径向柔度比和低应力为目标,建立了优化设计模型,并对其进行优化,优化结果表明轴向柔度优化率为233%,轴向/径向柔度比优化率为172%,最大应力优化率为32%。优化后柔性膜片的各目标性能都得到较大提升;最后,通过有限元分析与实验进行验证。有限元分析与实验结果相对于理论分析的相对误差分别为6.7%和7.8%。理论分析与优化方法为柔性膜片提供了一个简单有效的设计思路。