关键词： 内填料石钢管混凝土柱   节段料石拼接构造   低周反复荷载作用   延性   承载力   耗能能力  

摘要： 为研究节段料石拼接构造对内填料石钢管混凝土(SCFST)柱抗震性能的影响,通过ABAQUS软件建立SCFST柱的数值模型。以轴压比、钢管厚度、料石尺寸、节段料石构造为变化参数,对12个试件进行低周反复荷载作用下的数值模拟。结果表明:内填料石可显著提高试件的初始刚度、承载力及耗能能力,但会导致试件延性系数降低;混凝土强度、轴压比对试件的初始刚度、峰值承载力及耗能能力影响不明显,但对延性系数影响较大;随着料石尺寸的增大,初始刚度基本不变,峰值承载力最多降低17.8%,试件延性系数略微降低,耗能能力显著提高;料石节段布置与料石整体布置试件的初始刚度、峰值承载力基本相当,但延性系数最多降低32.7%,且料石节段间填充混凝土拼接时可显著提高试件承载力。

关键词： 应力系数   超声模拟   临界折射纵波   声弹性效应  

摘要： 应力系数的标定作为超声应力检测最为关键的环节,决定应力检测的精度。应力系数的传统试验标定对于被测物表面粗糙度、耦合剂厚度、声匹配块与被测物接触力等检测因素十分敏感。加之各影响因素之间的耦合作用,使得精确标定出应力系数愈加困难。文章提出把应力系数分为反映材料声弹性效应的基本值和考虑各类检测因素的影响值两部分,可能是当前较为实用的办法。基于有限元软件建立多物理场耦合的超声应力检测模型,施加不同的拉伸载荷,分析临界折射纵波到达时间与不同应力值之间的关系。结果表明:模拟标定45#钢的超声应力系数基本值为13.7 MPa/ns。同时通过4组单轴水平拉伸试验标定出检测因素影响值分别为1.0 MPa/ns、1.7 MPa/ns、2.8 MPa/ns和6.8 MPa/ns。在合理情况下,应力系数基本值直接决定应力系数的大小,检测因素对应力系数值的影响应该较小。检测因素影响值6.8 MPa/ns达到应力系数基本值13.7MPa/ns的49.6%,超出合理范围,观察发现这是声匹配块与被测面耦合后尚存在局部微小间隙的结果,可判定为无效数据。有限元模型在理想检测条件下模拟获得应力系数基本值,通过比较应力系数基本值和检测因素影响值,可以判断检测质量的优劣,减小应力系数标定数据的离散性,提高超声应力检测结果的可信度。

关键词： 高速铁路   矮塔斜拉桥   墩塔梁固结   0号块   有限元分析  

摘要： 成达万高速铁路渠江特大桥主桥为(139+278+139) m预应力混凝土矮塔斜拉桥,0号块为墩塔梁固结,固结区域构造及预应力钢束布置均较为复杂。为了探究该墩塔梁固结区域的应力分布,验证该区域预应力钢束布置的合理性及合规性,基于静力等效原理,首先提取出全桥整体计算模型的单元内力,并采用有限元软件建立0号块局部计算模型;其次将全桥整体计算模型单元内力转换至整体坐标系下并施加于有限元模型;最后对0号块在主力及主力+附加力等多种工况进行精细化计算分析,并对有无塔柱范围内竖向预应力钢束两种钢束布置方案分别进行计算分析和对比。计算结果表明,塔柱范围内布置竖向预应力钢束后,塔柱根部主拉应力由2.41 MPa降低至0.76 MPa,塔柱的应力分布状态也得到了明显的改善,同时也验证0号块纵向及横向预应力钢束设置的合理性,为该桥0号块位置纵横向及竖向预应力钢束布置提供了理论依据。

关键词： 粒子冲击   有限元   漆层分层   混合射流   油漆去除   回收利用  

摘要： 以汽车塑料件表面的漆层为研究对象,利用ABAQUS软件中单元删除技术和插入Cohesive单元层方法建立有限元模型。在仿真过程中控制颗粒粒径、内聚能、冲击速度,比较漆层的去除率、冲击达到的深度、冲击动能的情况。结果表明,当2 mm粒径颗粒以40 m/s的速度冲击漆层模型时,冲击点下方Cohesive单元两侧的位置受到剪应力和压应力作用最先出现损伤,竖直方向应力随时间传递到基体内部;Cohesive单元内聚能越大,漆层与基体之间越难以出现分层;组合不同粒径和速度参数研究后发现,当颗粒粒径为0.8~1、1.4~1.6和2 mm,速度分别大于55、40、30 m/s时,冲击深度可超过0.15 mm漆层厚度,到达基体表面。统计损伤的单元数量和体积后发现,粒径分别为1.4、1.6、2 mm的颗粒在速度达到55、45、40 m/s后,除漆率超过4%,粒径和速度组合越大,除漆效果越明显,但是,在实际处理时应选择合适的入射速度和粒径,防止过大的入射速度导致成本增加和基体损伤。

关键词： 有限元   谐振频率   零点漂移  

摘要： 针对拾振器质量对仪表产生的影响进行有限元仿真,结果表明,拾振器质量增加会导致测量管谐振频率降低,且拾振器质量分布不均会导致测量管谐振频率发生变化。为了减小拾振器质量对测量管的影响,设计了由环氧覆铜板组成的电容传感器作为拾振器,实现轻质量附加、非接触及宽频响振动感测,并进行了有限元分析与试验。结果表明,轻量级电容拾振器可提高测量管的谐振频率,增强抑制零点漂移的能力,可以更快、更稳定地响应流体下限质量流量的变化,为科氏质量流量计的生产研究提供一种可行的技术方案。

关键词： 软骨   神经网络   有限元分析   应变率   超弹性  

摘要： 软骨损伤和退变会导致骨关节炎等疾病的发生,因此深入研究软骨的力学性能并确定其材料参数是生物力学领域重点关注的课题之一。本文首先建立了袋鼠肩关节软骨组织的有限元模型,将软骨组织视为超弹性材料并采用二阶缩减多项式本构模型,同时在有限元分析中考虑了应变率对力学行为的影响,对软骨组织的压痕过程进行了有限元仿真,得到其变形特征及应力分布规律。其次,搭建了对软骨组织进行材料参数反演的神经网络智能算法,对其本构参数进行了预测,得到了能够准确描述软骨变形行为的材料参数。研究结果表明:神经网络与有限元相结合是预测软骨超弹性材料参数的一种高效、准确的方法,可以有效评估软骨组织力学性能,为关节软骨类病理研究和修复提供参考和帮助。

关键词： 柔轮   应力分析   疲劳寿命预测   有限元分析   反向传播神经网络  

摘要： 柔轮是谐波减速器的易损零件,在波发生器的高转速带动下转动,其疲劳寿命一直是备受关注的研究重点。以某型号杯型谐波减速器柔轮为研究对象,建立有限元仿真模型,得到柔轮最大应力与筒长、筒体壁厚和不同过渡圆角半径等参数之间的关系。根据柔轮S-N曲线,计算得到柔轮疲劳寿命,利用反向传播(Back Propagation,BP)神经网络实现了柔轮疲劳寿命的预测。

关键词： 开槽砂轮   端面磨削   硅棒   断续磨削   有限元模拟  

摘要： 端面砂轮磨削硅棒时,砂轮高速旋转并在硅棒表面形成一定压力的空气附面层,阻碍了磨削液进入磨削区参与有效冷却,为此设计了一种在磨料环内侧沿半径方向开设非贯通槽的新型砂轮结构,对该结构下的磨削情况进行有限元模拟,分析气液两相流流场分布,并开展磨削实验,多方面评估开槽砂轮的磨削性能。实验结果表明,开槽砂轮磨削后的硅棒表面粗糙度平均值为0.095μm,比未开槽砂轮约低10%;磨削过程中最大电流平均值为9.5A,降低约21%;修刀间隔平均值为18700mm,提高约38%;开槽砂轮表面清洁且无明显的发黑现象。研究结果表明:开槽砂轮在一定程度上可以削弱气障层,增加磨削区磨削液的体积分布,改善磨削区的清洗和冷却效果,提高砂轮的自锐性和锋利性,从而提高磨削质量和磨削效率。

关键词： 轻量化设计   汽车底盘部件   有限元分析  

摘要： 该文分析汽车底盘部件轻量化设计意义,探讨轻量化设计在汽车底盘部件优化中的具体应用,并通过案例分析验证轻量化设计在汽车底盘部件优化中的有效性和实际应用价值。结果表明,对汽车底盘部件进行轻量化设计,不仅可以减小汽车质量,提高燃油经济性,还能改善车辆操控性能和行驶稳定性。

关键词： 管路抗冲击   浮筏   冲击环境   有限元分析  

摘要： 为分析管路-浮筏系统冲击响应特性及抗冲击薄弱环节,设计多层管路-浮筏系统模型开展水下爆炸冲击试验,并结合Abaqus软件进行系统冲击响应过程的仿真分析。结果表明,水下爆炸后管路-浮筏系统试验模型结构完好,弹性元器件无损伤,弯管内侧以及法兰与管路连接处冲击风险较高区域,经过浮筏隔振系统对冲击载荷的衰减,可保证其冲击安全性。相关研究可为浮筏弹性元器件的选型以及管路及浮筏上设备选型提供了参考依据。