关键词： 微机电系统   温漂误差估计   微形变分析   Expert-Fuzzy辅助决策   径向基函数神经网络  

摘要： 针对传统的电容式微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)加速度计(capacitive MEMS accelerometers,CMA)温漂误差(temperature drift error,TDE)补偿方法存在非精准溯源TDE致使TDE估计精度低、反复尝试估计模型构型导致构建过程复杂繁琐的问题,提出基于微形变分析的CMA TDE精密补偿方法。首先,通过微形变分析内部结构精准溯源TDE,基于径向基函数神经网络(radial basis function neural network,RBFNN)构建改进型TDE精密估计模型;其次,基于专家经验和模糊理论提出Expert-Fuzzy辅助决策下TDE估计模型辨识方法,为改进模型提供有效的构型指导;然后,设计升温试验测试CMA,构建传统模型和改进模型并通过对比其输出偏置稳定性评估TDE估计性能。实验结果表明,改进模型构建过程大大简化,补偿后CMA偏置稳定性提升约35%。本方法能够更加精准地估计TDE,有效解耦硅基材料的温度依赖性并提升CMA的环境适应性。

关键词： 蓄热室焚烧炉   有限元分析   结构优化  

摘要： 随着工业的发展,挥发性有机化合物(VOCs)的排放问题日渐严重,对环境造成了很大的影响。蓄热室焚烧炉(RTO)作为一种有效的VOCs处理技术,因其高效、环保的特点而广受关注。鉴于此,通过有限元分析方法对某项目RTO炉进行安全性评定,计算结果显示该RTO炉侧壁部分无法满足设备的强度和刚度要求,需要进行加固改造。在随后的研究中,列举了两种不同的加固方案,并进行比较分析,最终比选出一种更优化的加固方案。该方案在满足强度和刚度要求的同时,也能有效控制挠度。该研究介绍的RTO炉强度计算的建模方法及评定办法对同类工程有较大的借鉴意义。

关键词： 股骨颈骨折   空心钉   有限元   生物力学  

摘要： 为对比分析菱形与非平行空心加压螺钉治疗3种类型(PauwelsⅠ、Ⅱ、Ⅲ)股骨颈骨折在模拟生物载荷下的力学差异。通过使用计算机三维处理软件(Minics、Solideworks、Geomagic)分析临床提供的CT数据进行建模,包括3种类型(PauwelsⅠ、Ⅱ、Ⅲ)及两种不同排列方式的空心加压螺钉模型;导入Ansys进行网格划分、材料赋值,模拟生理载荷,观察最大形变和内固定的等效应力和剪切应力的方法。对于菱形和非平行空心钉模型,在PauwelsⅠ型(20°)骨折中,最大形变0.5602、0.5610 mm,最大等效应力23.68、24.49 MPa,最大剪切应力3.715、4.160 MPa;在PauwelsⅡ型(40°)骨折中,最大形变0.5620、0.5653 mm,最大等效应力24.64、25.32 MPa,最大剪切应力4.540、5.549 MPa;在PauwelsⅢ型(60°)骨折中,最大形变0.5708、0.5723 mm,最大等效应力25.91、26.08 MPa,最大剪切应力6.668、7.089 MPa。可见在同等受力条件下,菱形空心钉模型的形变更小,内固定所承担的等效应力、剪切力更小,应力分布更为平均,更具有力学稳定性。

关键词： 矿用刮板运输机   链轮   有限元接触分析   结构优化  

摘要： 基于矿用刮板运输机工作原理与基本结构,介绍一种矿用挂板运输机链轮结构优化方案。根据刮板运输机链轮结构构建有限元仿真模型,结合有限元接触分析理论,实施刮板运输机链轮有限元接触分析,根据分析结果介绍矿用刮板运输机链轮结构优化方案。为验证链轮结构优化方案可行性,将优化方案应用于某煤矿生产实践。最终确认此矿用刮板运输机链轮结构优化方案具有较强可行性。

关键词： U型钢支架   卡缆   深部支护   有限元法分析  

摘要： 随着煤矿开采深度增大,支护难度也成倍提升。U型钢可缩性支架被广泛地应用于深部矿山巷道支护。卡缆是U型钢可缩性支架的关键部件,其性能直接影响着U型钢支架的支护承载性能。在理论分析U型钢拱形支架在不同受载情况下的变形特点的基础上,借助ABAQUS有限元数值计算软件,分别研究了双槽夹板卡缆在圆弧形和椭圆弧形2种型钢搭接段滑移时的力学特性,并且分析了U型钢螺栓的受力特征,得到了双槽夹板卡缆对U型钢拱形支架的约束作用会受到搭接段曲率不匹配度的影响的结论,提出了控制U型钢失效的建议。对于确保地下工程U型钢支架的稳定支护具有重要意义。

关键词： 钢管混凝土   随机点蚀   轴压性能   有限元分析  

摘要： 点蚀对钢管混凝土柱服役期间的结构安全有显著影响。首先针对点蚀钢管混凝土柱的轴压性能开展了有限元分析,根据已有的试验结果建立并验证了有限元模型,在此基础上考虑点蚀坑几何尺寸以及蚀坑分布位置的随机性建立了带有随机点蚀的钢管混凝土柱精细化有限元模型。然后开展了有限元参数分析,分析了点蚀深度概率分布、点蚀体积损失率、钢材强度、混凝土强度和构件长细比对构件荷载-挠度曲线的影响。根据体积损失率等效的原则,建立了等效局部均匀腐蚀钢管混凝土柱有限元模型,对比了随机点蚀和均匀局部腐蚀对钢管混凝土柱轴压性能的影响。最后按照体积损失率等效的原则,基于三部国内钢管混凝土计算规程中的计算方法,对点蚀钢管混凝土柱轴压承载力进行计算并与有限元结果进行对比。结果表明:点蚀深度概率分布对构件轴压性能的影响可以忽略;相比于均匀腐蚀,点蚀对钢管混凝土承载力影响更大;使用GB 50936-2014《钢管混凝土结构设计规范》中的计算方法可较为准确且安全地预测点蚀钢管混凝土的轴压承载力,相比之下,GB 50936-2014中的方法可以在保证准确度的基础上有一定的安全性。

关键词： 高强钢   输电塔   承压承载力   有限元分析  

摘要： 随着电力需求日益增加,我国输电线路向着高电压、大容量的方向不断发展,高强钢在输电杆塔结构中应用已经迫在眉睫。采用通用有限元分析软件ABAQUS对Q550高强钢输电杆塔受拉角钢螺栓孔壁承压性能进行研究。分析了螺栓中心在角钢形心线时的孔壁承压性能情况,考虑了角钢端距、边距和板厚对受拉角钢的孔壁承压能力和破坏模式的影响。研究结果表明,改变端距和板厚对于其孔壁承压性能影响较大;孔壁承压承载力的有限元模拟结果比规范公式的计算值大22%左右,公式相对保守。

关键词： 掩护梁   液压支架   有限元分析   结构优化  

摘要： 以煤矿常用的ZY3800型液压支架为研究对象,利用SolidWorks及ANSYS软件建立液压支架的立体几何模型,并通过ANSYS软件对支架掩护梁结构开展不同工况下强度及刚度的有限元分析,结果表明,掩护梁在扭转工况下出现了明显的应力集中现象,最大应力值达到了569.28 MPa,超出了材料的屈服极限。通过加厚前端盖板及筋板厚度的方式对掩护梁应力集中部位进行优化,使扭转工况下掩护梁的应力最大值下降了44.48%,最大形变量减少了11.32%。此次结构优化使掩护梁结构在扭转工况下的最大应力降低到了材料屈服强度以下,为保障企业的安全生产工作提供了坚实的理论依据。

关键词： 盾构施工   有限元分析   建筑沉降   安全评价  

摘要： 本文以某叠线盾构隧道施工侧穿居民楼为背景,通过三维有限元软件MIDAS/GTS NX对盾构隧道的掘进过程及列车运营进行模拟,分析小净距情况下居民楼的沉降情况,并对居民楼的结构安全进行评估。数值模拟的结果表明在盾构隧道的掘进施工期间居民楼的沉降及位移均在允许范围内;运营期间列车振动诱发的最大垂向Z振级和最内最大噪声均在规范的容许限制内。表明在不采取措施的情况下,居民楼仍然安全可靠。该研究结果可为其他类似情况提供参考。

关键词： Ansys   曲柄滑块机构   运动仿真   有限元  

摘要： 在机械原理的教学中,曲柄滑块机构的设计原理与方法是重点和难点问题,传统的实物实验对曲柄滑块机构的种类、复杂性都有很大的限制,不利于学生对曲柄滑块系统运行规律的掌握。基于此,利用Ansys中的workbench建立了曲柄滑块机构运动仿真模型,通过对模型进行分析设置,对典型曲柄滑块机构进行运动仿真,得出了曲柄滑块机构的位移及应力、应变的分析结果,为机械结构仿真教学提供了有效的方法。