关键词： 盾构隧道   参数化   有限元   数值分析  

摘要： 为得到不同地质环境中盾构隧道结构受力情况,往往需要采用有限元软件进行数值分析计算。传统的建模方式操作繁琐,几何建模难度大。文章借助Dynamo可视化编程软件,编写参数化建模程序,并将参数化的几何模型通过SAT格式文件导入ANSYS workbench进行有限元分析。分析结果表明,基于可视化编程建立的盾构隧道模型可以满足有限元分析前处理的要求,该方法能够有效提高盾构隧道建模与数值分析效率。

关键词： 应力吸收结构层   路面结构   拉压模量   有限元分析  

摘要： 应力吸收结构层沥青混合料是一种沥青含量较高的热拌沥青混合料,具备较好的弯拉变形性能和抗车辙性能,且其拉伸模量与压缩模量(下文简称“拉压模量”)存在较大的差异。为研究旧水泥路面加铺中该类材料的拉压模量差异对路面结构的影响,针对其不同拉压模量的本构模型,建立32种路面结构模型进行数值模拟,分析材料的模量和厚度对路面力学性能的影响。结果显示:依据以压缩模量模型计算得到的应力吸收结构层材料的层底拉应变结果进行路面设计偏保守;应力吸收结构层材料拉压模量比的降低,对于减小层底拉应变从而降低材料疲劳引起的开裂风险是有利的;应力吸收结构层的层底拉应变与其厚度呈正相关,两种模量模式下计算得到的应变差与厚度呈正相关。

关键词： 数控卧式铣镗床   拉刀机构   有限元分析   振动   优化  

摘要： 方滑枕类数控卧式铣镗床因其行程较大,主轴尺寸较长,拉刀机构安装在主轴内部,在松刀及主轴旋转时,拉刀机构会产生较大的变形量,对主轴产生较大的振动。通过静力学分析及振动学理论将现有拉刀机构进行优化,经实际工程应用证明:优化后的拉刀机构主轴整体性能明显改善。

关键词： 大型远洋客船   有限元分析   传递路径分析   振动舒适性   精细化预报  

摘要： 针对某型国产大型远洋客船,基于Abaqus软件建立船体-水体有限元流固耦合振动模型,实现全船主柴油机、大型辅机及住舱附近设备激励源的加载;采用振动传递路径分析方法,开展全船振动舒适性精细化预报和评估;统计评估设备激励下远洋客船的振动响应水平,定量比较不同设备的振动贡献度,系统分析主柴油机振动及螺旋桨脉动压力激励下的振动传递特性。研究结果表明:主柴油机振动及螺旋桨脉动压力激励是影响全船振动舒适性的最主要因素;上层建筑空调系统和通风系统的风机设备对附近住舱振动响应的贡献度较大而不可忽略。除主柴油机振动及艉部脉动压力激励外,还考虑了机舱大型辅机及上层建筑舱室附近设备激励对全船舱室振动响应影响,提高了全船振动舒适性预报精度,具有一定的工程应用价值,相关研究结论可为实船的工程建造和振动噪声控制提供技术支撑。

关键词： 脱硫塔   有限元分析   极限工况   结构优化  

摘要： 以襄垣县诚丰电力有限公司5#炉超低排放改造项目为实际工程背景,建立直排脱硫塔整体结构的三维模型,借助有限元分析软件Midas-Gen对结构进行建模及静力学分析。分析模拟结果显示,在极限工况载荷组合下,结构最大位移变形发生在钢烟囱顶部,主要是由于塔体增加直排烟囱部分长细比较大,在风载荷作用下结构水平位移比较明显。在此基础上可以为烟囱部分增加竖筋,增大其挠度以减小变形量。板壳单元的最大应力部分发生在烟气进口位置,此部位因有大开口易发生应力集中现象。梁单元的最大弯矩为6.48×10^(7)N·mm,发生在塔内喷淋主支撑梁的中心部分。

关键词： 踝   骨折   骨板   研究设计   有限元分析  

摘要： 目的研发新型解剖型后踝锁定接骨板,并通过有限元分析其力学稳定性。方法收集100例健康志愿者胫腓骨和踝关节螺旋CT数据,测量国人后踝解剖学参数,结合相关计算机辅助技术设计制作新型国人解剖型后踝锁定接骨板,进行体外匹配性验证。通过建立有限元模型,对比分析该新型接骨板与3.5 mm皮质骨螺钉及1/3管型接骨板经力学加载后后踝骨折面的相对位移、最大Von Mises应力及置入物Von Mises应力峰值及分布。结果利用胫腓骨和踝关节螺旋CT数及相关计算机辅助技术设计生产的新型解剖型后踝锁定接骨板与胫骨后踝匹配良好,解剖贴服。影像解剖学测量显示,后踝宽度四分位数Q_(1)、Q_(2)、Q_(3)分别为19.4、26.6、35.0 mm,相应踝关节CT三维重建模型对应小、中、大3种型号后踝基础接骨板。有限元分析显示:在不同加载方案下,新型国人解剖型后踝锁定接骨板固定后踝骨折时,骨折面Von Mises应力较3.5 mm皮质骨螺钉和1/3管型接骨板更低,内置物最大Von Mises应力较3.5 mm皮质骨螺钉和1/3管型接骨板更低,但不同固定方式间骨折面位移未见明显差异。结论新型国人解剖型后踝锁定接骨板与后踝匹配良好,力学强度高、稳定性好,可实现后踝骨折坚强固定。

关键词： 既有建筑加固   不均匀沉降   加固方案   有限元分析   加固效果  

摘要： 对某发生不均匀沉降的砖混结构住宅楼进行加固,为防止加固时住宅楼产生二次变形,采用微型钢管桩加固条形基础、再新增筏板、最后对地基土进行注浆的加固方法。在现场静载荷试验的基础上,采用ABAQUS对加固方案进行模拟计算,并对加固后的建筑物进行现场沉降监测。结果表明,模拟结果与静载荷试验实测结果基本相符,加固后建筑物的不均匀沉降明显减少,桩顶反力分布呈现出中间小四周大的特点;微型钢管桩承担的荷载占19.43%。实际现场监测最后100 d的沉降速率小于0.01~0.04 mm/d,地基的变形符合GB 50007—2011《建筑地基基础设计规范》的要求,该加固方案可行。

关键词： 脉冲风洞   天平基础   动力特征   计算方法   有限元分析  

摘要： 为了研究脉冲风洞天平基础在脉冲气动荷载作用下的动力响应特征,以某脉冲风洞为例,选择某典型气动荷载作用形式,建立了脉冲风洞天平基础在气动荷载作用下竖直方向、水平方向位移以及回转角度等动力特征的简化计算方法,并采用数值模拟的方法验证其可靠性.研究结果表明:天平基础在典型气动荷载作用下,竖直向最大振幅0.00175 mm,频率7.94 Hz,水平向最大振幅0.00283 mm,频率7.94 Hz,回转角度最大振幅0.00034°,频率7.94 Hz,典型气动荷载对天平基础振动影响较小,也未产生共振现象;基础振动最大振幅随气动荷载增大而增大,基础振动频率随气动荷载频率增大而增大;在气动荷载不变的条件下,基础振动的最大振幅与频率随尺寸的变大而变小,基础振动的最大振幅也随地基土性质的增强而减小,但地基土性质的变化对基础振动频率无影响.

关键词： 绝缘子   零值   空间电场   有限元   非接触式检测  

摘要： 作为500 kV超高压输电线路重要组成部分的V型绝缘子串长期运行后其绝缘性能下降,易产生零值绝缘子;非接触零值绝缘子的检测需要准确的含零值绝缘子电场特性作为理论依据。因此,本研究建立了500 kV超高压V型绝缘子串含零值绝缘子空间电场仿真计算模型,研究了不同电场监测路径下的电场监测波形特征及畸变特性。研究结果表明:高压端、中部、低压端零值绝缘子的存在均会使电场波形发生较为明显的畸变。对于合成电场和电场纵向分量,当存在零值绝缘子时,零值绝缘子附近将会出现向下畸变的波峰(电场值的突降);对于电场横向分量,则反之。含零值绝缘子时的电场幅值畸变量与幅值畸变比随着零值绝缘子位置的改变而变化。从计算结果可以看出,电场幅幅值畸变比最小值可达18.11%,表明从电场的畸变特性入手可实现超高压V型绝缘子串零值绝缘子的定位。最后,非接触式现场检测实验表明,本研究仿真结果与真实电场波形情况高度一致,本研究所提出的基于电场畸变特性的方法可以有效的识别零值绝缘子位置。

关键词： 复合材料层合板   自修复   微脉管   拉伸性能   有限元  

摘要： 针对微脉管对层合板力学性能的影响,对含不同直径微脉管层合板的拉伸性能进行研究。通过试验测量了含不同直径微脉管层合板的拉伸性能,得到拉伸强度与刚度。建立了含微脉管层合板的精细化有限元模型,综合考虑了微脉管引起的富树脂区、纤维局部弯曲和铺层局部纤维体积分数变化的影响,对含微脉管层合板的拉伸性能进行了分析,并得到了试验结果的验证。在此基础上,分别就微脉管方向和直径对层合板拉伸性能的影响进行了研究。结果表明:当微脉管垂直铺层方向时,使单向层合板纵向拉伸强度降低,但刚度基本不受影响;微脉管直径越大,拉伸强度降低幅度越大;与不含微脉管层合板相比,含直径为0.255 mm和0.4 mm微脉管的层合板拉伸强度分别下降了21.9%和39.9%,但刚度变化不超过1.4%;当微脉管直径变化时,层合板拉伸损伤与破坏过程也发生变化。