关键词： 直线振动筛   大梁裂纹   有限元分析   仿真模拟   最大应力   故障诊断  

摘要： 为研究振动筛大梁正常工况与产生裂纹后的振动状态的差别,以AHS3661型振动筛大梁为研究对象,对其进行了有限元的模态分析和受迫振动分析。结果表明:在无裂纹情况下大梁受迫振动的模拟最大应力为89MPa,最大位移接近10mm,与现场实测情况相符,验证了有限元分析的有效性;大梁近激振器处存在5mm未贯穿钢板裂纹时,大梁受迫振动最大位移达到19.5mm,最大应力位于裂纹处,数值为201MPa;大梁近激振器处存在10mm贯穿钢板裂纹时,大梁受迫振动最大位移达到93.4mm,最大应力升高至577MPa;大梁中部存在5mm未贯穿钢板裂纹时,大梁最大振幅为18.3mm,最大应力位于裂纹处且数值达到291MPa;大梁中部存在10mm贯穿钢板裂纹时,大梁最大振幅为27.8mm,最大应力位于裂纹处,数值为482MPa;总体而言,大梁产生裂纹后,大梁的模态振型发生改变,固有频率上升,大梁的振动幅值出现增大,裂纹附近产生显著高于其他区域的应力。研究结果可作为现场实际故障诊断的理论参考,为振动筛预防维修提供一定依据。

关键词： 固体发动机   立式贮存   时间-温度-应力等效原理   蠕变预测模型   有限元  

摘要： 目的研究老化与颠振影响下长期立式贮存固体发动机药柱的蠕变特性,基于广义Kelvin模型,构建一种考虑老化和损伤因素的蠕变本构模型。方法通过开展温度与应力加速蠕变试验、高温加速老化试验以及往复拉伸损伤试验,获得老化与损伤对蠕变的影响规律,建立蠕变预测模型,获取模型参数,并将其嵌入有限元软件。结果利用所得蠕变本构模型计算了某型发动机立式贮存15a后药柱蠕变的应力应变,结果表明,考虑老化因素后,发动机药柱的最大等效应力增大了96.84%,最大等效应变减小了4.07%,在同时考虑老化与损伤因素后,最大等效应力增加了82.77%,最大等效应变减小了3.62%。结论对比不同条件下的仿真结果,老化和损伤对发动机蠕变状态的影响较大。使用该模型能够较好地体现出固体发动机药柱的老化硬化和损伤软化。

关键词： 永磁游标直线电机   环形绕组   分布绕组   有限元分析   性能  

摘要： 针对分布绕组永磁游标直线电机端部重叠导致端部过长、质量过重、电机效率过低的问题,提出一种环形绕组永磁游标直线电机。首先,介绍了永磁游标直线电机的工作原理和基本结构;然后,基于有限元分析,将环形绕组永磁游标直线电机的平均推力、推重比、效率、功率因数等性能与分布绕组永磁游标直线电机进行比较;结果表明,相较于分布绕组,环形绕组永磁游标电机的绕组长度缩短了18.7%,端部漏抗降低了41.5%、推重比提高了19%,电机效率提高了4.2%,同时减少了电机铜耗与体积,更具有工程应用价值。

关键词： 重型锻造液压机   刚度   有限元分析   变形  

摘要： 重型锻造液压机的精度是保证制件精度的一个重要指标,而设备机架的刚度指标是横梁设备整个精度保持性的一个标准。本文利用ANSYS有限元分析软件对重型锻造液压机的框架变形情况进行了分析,并与现场实际测量的变形值进行了对比研究。通过对比,得出数据差值,为后续同类型设备的刚度设计提供相应的设计依据。

关键词： 直流蒸汽发生器(OSTG)   欧拉两流体多相流模型   流动沸腾   耦合换热   数值模拟  

摘要： 针对直流蒸汽发生器(OTSG)中全流型沸腾传热及一、二次侧耦合换热等复杂物理现象,计算流体动力学(CFD)数值分析普遍面临计算难度大、计算效率低及不确定性大等问题。基于欧拉两流体多相流模型与临界热流密度(CHF)壁面沸腾模型,建立了管内全流型流动沸腾传热数值分析模型,并验证了模型的有效性。基于所验证的模型,开展了数值模型在多管耦合传热下的应用特性研究,明确了该数值模拟方法在多管耦合下的可靠性,并对温度与相分布计算结果对相间作用力模型的敏感性进行了数值分析。研究结果表明:基于欧拉两流体多相流模型与CHF壁面沸腾模型,能够较准确地预测管内水介质由过冷到过热的全流型流动沸腾传热过程,计算的“干涸”点位置及壁面峰值温度与实验值符合较好,最大误差小于10%;基于欧拉两流体多相流模型与CHF壁面沸腾模型的数值方法对多管耦合工况有较好的适用性,计算的二次侧温度与实验结果吻合良好;两相间曳力对壁面温度及空泡份额的计算结果有较明显的影响,但非曳力对壁面温度的影响较小,因此对于大规模工程应用计算,可在分析中不考虑部分相间非曳力的影响。本文研究结果可为OSTG的三维精细化数值分析的模型选择提供有益参考。

关键词： 有限元分析   渗控研究   渗流   稳定性   耦合分析  

摘要： 均质土填筑坝应设计成具有相对平坦的斜坡,以降低破坏的风险。由于天然土壤的不均匀性和边界条件的变化,实际渗流问题很难转化为等效的数值问题。排水系统的功能至关重要,因为它可以改变潜水面并确保下游的安全。提出使用有限元方法对考虑土坝渗流和稳定性的分析结果进行研究。渗流分析可分为稳态分析和瞬态分析两类。基于参数敏感性分析,渗流和稳定性研究都表明考虑耦合效应对土坝整体稳定性至关重要。研究结果表明,耦合分析是土坝设计和性能评估中渗流和稳定性考虑的必要条件。坝体下游和上游均采用了1∶2.5的坡度。对于满水库和低水库条件,安全系数(FS)均大于1.6,但对于其他稳定性考虑,发现FS值小于规定值。结果表明,基于有限元分析的均质土坝渗控研究是有效的方法。通过有限元分析,可以对土坝的渗流行为和稳定性进行详细分析,从而指导渗控治理措施的制定和实施。此研究结果对于提高库区渗控的效果和水工工程的安全性具有重要意义。

关键词： 离焦   调焦结构   有限元分析   耦合效率   离轴抛物面反射镜  

摘要： 针对临近空间激光雷达所使用的离轴抛物面反射镜在低温下会发生形变导致反射光耦合进光纤时效率下降的问题,通过研究自调焦技术,设计了自动补偿激光雷达组件,用于抵消温度对系统的影响。利用有限元法分析了接收系统在热载荷作用下的变形,获得镜面离散变形数据,使用Zernike多项式拟合镜面变形后的面形,通过光学设计软件模拟得出该激光雷达接收系统优化后的焦距变化与温度呈线性关系,经过光学设计软件确定补偿位置。使用温度自适应调整机构降低热变形带来的离焦量影响。分析结果表明,补偿后均方根半径从26.495μm下降至15.93μm,光斑半径减少39.9%,耦合效率提升至80%以上。

关键词： 蝶阀   耦合场   有限元  

摘要： 蝶阀作为一种流体控制元件,其在石油化工、燃气输送等领域的应用极其广泛。本文利用Workbench软件平台对蝶阀进行了热-结构耦合分析,这一过程结合了阀体温度场和应力场的精确计算。研究从两个关键层面入手,首先是对阀体内部温度场进行模拟与分析,其次是在试验条件下以及额定工作压力状态下的蝶阀进行力学特性分析。研究发现,试验压力与额定压力工况下应力值有较大变化,但都符合设计要求,阀门关闭状态下应力值稍大,这说明当蝶板处于全关位置时,阀体一侧受到的承压载荷是相对显著的,阀门总体的变形量较小。

关键词： 磁共振成像   有限元分析   马拉松   外侧副韧带损伤   距骨前移   踝关节不稳  

摘要： 目的构建马拉松运动员踝关节三维有限元模型,模拟运动过程中外侧副韧带(LCL)损伤对踝关节稳定性及距骨滑车软骨受力分布变化情况。方法采集1名马拉松运动员右侧踝关节三维MRI图像,以DICOM格式导入Mimics软件,对图像进行初步三维模型重建。利用Ansys Workbench软件对模型进行边界条件及载荷的加载,建立4种踝关节LCL损伤有限元模型,即LCL正常模型、距腓前韧带(ATFL)损伤模型、AFTL合并跟腓韧带(CFL)损伤模型、AFTL合并CFL、距腓后韧带(PTFL)损伤模型。观察4种模型下距骨滑车软骨应力峰值及分布情况,采用单因素方差分析比较距骨前移值,两两间比较采用SNK-q检验方法。结果LCL正常模型中,距骨滑车应力峰值为0.21 MPa,主要分布于前内侧部(MA)与前外侧部(LA)交界区及部分LA区域;ATFL损伤时,应力峰值较正常模型增大,最大值为0.65 MPa,主要分布在MA区域;ATFL合并CFL损伤时,应力峰值进一步增大,峰值主要分布在MA区域,且由MA区域向LA偏移;ATFL合并CFL、PTFL损伤时,距骨滑车软骨应力峰值最高为2.29 MPa,最大应力主要分布在MA、LA,两者分布范围相当。LCL正常、AFTL损伤、AFTL合并CFL损伤、ATFL合并CFL、PTFL时,距骨前移值分别为(3.2±0.4)、(3.4±0.4)、(3.7±0.5)、(6.5±0.7)mm,差异有统计学意义(F=109.08,P<0.001)。ATFL合并CFL、PTFL损伤模型的距骨前移值大于正常模型、AFTL损伤模型以及AFTL合并CFL损伤模型的距骨前移值,差异有统计学意义(P<0.05)。结论基于马拉松运动员踝关节三维MRI图像成功构建了三维有限元模型,LCL损伤时,距骨滑车软骨应力峰值和范围发生变化,且导致距骨滑车前移。

关键词： BIM模型   空间曲面薄壁结构   有限元分析   深化设计   模板支撑体系  

摘要： 为高效且精确地完成现浇空间异型薄壁混凝土结构的施工,以熊猫基地扩建工程熊猫门建筑施工为载体,分析了BIM技术在施工过程中的应用。利用BIM建立空间曲面薄壁结构三维模型,并对曲面弧形结构进行有限元划分;通过建立模板支撑体系三维模型,导入MIDAS GEN后应用有限元分析计算,优化支架搭设方式,实现支撑体系的深化设计。结果表明:利用BIM技术辅助空间异型薄壁混凝土结构施工,提高了混凝土施工效率,节约了施工时间与成本。