关键词： 铅蓄电池   包装件   运输   跌落   随机振动   瓦楞纸箱   木质钢带箱   有限元分析   ANSYS Workbench软件  

摘要： 运用三维设计软件对包装件建立几何模型,应用有限元分析软件ANSYS Workbench对包装件进行跌落仿真分析和随机振动分析,对包装件在包装运输环境中的可靠性进行模拟,得到在现实常规试验中无法获取的试验数据,为蓄电池包装件设计提供参考依据。

关键词： 有限元分析   铆接结构   疲劳断裂   含锰金属蒙皮   断裂参数  

摘要： 随着计算机网络技术的迅速发展,有限元分析技术被广泛应用于铆接技术当中,在机械连接结构设计中起到了重要作用。为提高有限元分析法在求解含锰金属蒙皮铆接结构中断裂参数的精度,在有限元分析法中引入插值函数,推导出有限元分析模型,并对模型进行仿真验证。结果显示,受应力作用在x方向和y方向上分别产生0.02 mm和0.006 mm的位移,应力主要集中在铆钉与蒙皮的连接处,孔周会产生先下陷再上翘的内翘情况。上下壁板可承受最大应力SVM1和SVM2分别增加了63 MPa和61 MPa,在受到外加荷载的情况下裂纹会先出现在下壁板与铆钉结构的连接处。综合应力随着裂纹长度的增大而减小,起始应力值271 MPa为铆钉材料拉伸强度的83.4%,铆接结构疲劳断裂的扩展应力较小、铆钉材料综合起始应力较大。以上结果显示,基于有限元分析在含锰金属蒙皮铆接结构疲劳断裂性能中的研究,对铆接结构断裂研究领域具有一定的参考意义。

关键词： 势粘流耦合   区域分解   方程分解  

摘要： 将势流方法和CFD方法相结合的势粘流耦合方法,在船舶与海洋工程领域的波浪演化、波浪与结构物相互作用等问题中逐渐受到关注。势粘流耦合方法在保证计算精度的同时可以有效降低数值模拟的计算成本,使得实尺度的流固耦合精细模拟成为可能。本文对面向船舶与海洋工程水动力应用的势粘流耦合方法的发展和研究现状进行了总结,通过区域分解和方程分解两类耦合方法展开论述,分析其优势与面临的挑战。

关键词： 仿真分析   有限元   优化   核电厂   防异物堵板  

摘要： 为探究不同材料蜂窝结构堵板对核电厂作业工况的减重效果与相应的力学性能,借助有限元分析软件(ANSYS)分别对各个材料以实心堵板、蜂窝堵板和空心结构堵板进行静态变形计算与评定和动态仿真分析。首先进行静态载荷分析,对堵板的关键部位施加法向垂直荷载模拟工作中持续荷载;对堵板采用动态冲击仿真分析与实验,比较了五种材料的三种不同结构堵板主要受载荷部位的变形影响;通过冲击仿真,对比动力学冲击形变量与塑性变形量,判断不同材料的力学特性以找到选取最优解。结果表明:在施加静态载荷与动态冲击时,蜂窝结构堵板的减重效果最佳,在不同的加载条件下性能最好;7010铝合金重量轻,承载能力强,能很好地吸收冲击,更适合应用于核电厂堵板。采用7010蜂窝铝板,综合加工工艺优化与样件实验,堵板重量由19.3 kg降低为13.2 kg,极大地提高了产品的实用性。

关键词： 输电塔结构   角钢塔   塔脚板   加劲肋   倾斜角度   有限元分析  

摘要： 现有架空输电线路杆塔结构的规程规范未明确角钢塔塔脚板加劲肋倾斜角度布置要求,通常按习惯和经验设定。依托500 kV交流及±800 kV特高压直流输电线路工程铁塔,通过有限元数值方法研究了单主材四地螺、单主材八地螺和双主材八地螺塔脚板在加劲肋不同倾斜角度下的受力性能。研究结果表明,加劲肋倾斜角度的改变对四地螺塔脚板的影响较小,但是对八地螺塔脚板影响相对较大。所研究成果对架空输电线路角钢塔塔脚板计算和制图都有一定的指导作用。

关键词： 特高面板堆石坝   有限元分析   分区结构   应力变形   变形协调  

摘要： 面板堆石坝变形控制的前提是保证坝体各分区的施工质量,而这与坝体分区结构设计关系密切。在坝体分区结构设计环节中,差异过大的主次堆石分区会导致面板出现过大的挠度变形,同时也容易产生开裂、脱空等问题。通过三维非线性有限元分析计算,着重从结构设计理论的角度分析了特高面板堆石坝应力变形特性的影响因素。结合某特高混凝土面板堆石坝,设计了坝体的不同分区方案,从计算结果的对比分析中得出了特高坝的建议分区原则:若次堆石区填料材料特性较差,应尽可能保证次堆石区靠近下游,同时主堆石区和次堆石区分界线应靠近下游;尽量避免次堆石区设置在坝顶范围,以免在次堆石区产生较大的竖向位移对坝顶及上游坝面的影响;全断面采用主堆石区或减小主次堆石区变形模量的差异性,有利于坝体的变形协调。

关键词： 海上风电场   柔性直流   阻抗耦合   耦合机理   阻抗建模  

摘要： 海上风电经柔直并网系统的阻抗模型是其稳定分析的基础。然而,现有阻抗建模方法忽略海上风电与模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)间的阻抗耦合,可能导致系统稳定性判定失准。为此,该文提出一种考虑海上风电与MMC阻抗耦合的柔性直流送出系统等效阻抗精确计算方法。首先,采用谐波状态空间理论(harmonic state-space,HSS)建立MMC与风电机组的序阻抗模型;在此基础上,分析风电机组与MMC两者交流端口电压、电流与阻抗的相互耦合机理,以获得风电机组与MMC交流等效阻抗;最后,提出风电机组与MMC阻抗耦合度指标,以量化分析不同控制环节对风电机组与MMC的耦合程度的影响。在MATLAB/Simulink搭建海上风电经柔直送出系统仿真模型验证该文所建模型的精确性及阻抗耦合度的对系统稳定性的影响,并通过RT-Lab硬件在环实验证明该文所建模型在系统稳定性分析中有效性。

关键词： 旋耕刀   ANSYS Workbench   有限元分析   拓扑优化  

摘要： 本文以某农用III型浅耕旋耕刀为研究对象,详细分析了其几何结构、受力情况及工作原理。通过使用SOLIDWORKS软件成功构建了农用浅耕旋耕刀的三维模型,并在ANSYS Workbench有限元分析软件中模拟刀刃在工作时所受的力,进行了综合性的应力应变及变形分析,并对旋耕刀模型进行了针对性的拓扑优化分析,给出了结果对比。通过深入研究分析结果,得出以下结论:1) 旋耕刀总变形的最大值位于其正切部,即离装配孔最远的位置。这揭示了旋耕刀正切部的刚度较低。2) 最大应力和应变位置主要集中在刀柄与刀背的连接弯折处,与实际生产中旋耕刀口断裂的位置高度吻合。3) 对旋耕刀进行拓扑优化仿真分析,证明可以在减轻刀具质量的同时减小其应力与变形,从而提高刀具的性能与轻量化水平。这验证了有限元分析在预测旋耕刀性能方面的可靠性,也为未来旋耕刀的结构优化提供了参考意义。

关键词： 桥梁   冲刷   屈曲   能量法   有限元  

摘要： 为研究冲刷与动水压力耦合作用下桥墩结构体系屈曲荷载及影响因素,采用能量法推导冲刷作用下桥墩结构体系的屈曲荷载计算公式,与等效单柱模型及有限元法进行对比验证,并利用能量法公式分析了墩长、桩根数、土质类型、桩长等因素的影响。结果表明,冲刷深度为0~15 m范围内,以有限元计算结果为基准,能量法的平均误差为9.97%,等效单柱法的平均误差为34.67%,能量法公式与有限元基本吻合;减少墩长、增加桩根数、选用正方形桩等可增加桥墩结构体系的屈曲承载能力;考虑4种河床土质时,桥墩结构体系的最佳桩长范围为22~26 m。研究结果可供河流冲刷下桥墩结构体系稳定性的工程应用参考。

关键词： 北江流域   WRF-Hydro水文模型   CaMa-Flood水动力模型   洪水预报   洪水淹没模拟  

摘要： 针对中小流域目前径流和淹没预报难度较大且精度偏低的问题,以北江流域为研究对象,构建降雨径流-洪水淹没模型。在非耦合情况下,基于WRF-Hydro模式构建北江流域水文模型,通过对主要参数率定,优化了WRF-Hydro水文模型,模拟了流域的产流、汇流等水循环关键要素。在耦合情况下,将WRF-Hydro模式模拟的径流过程作为CaMa-Flood模型的边界条件,从而实现对整个流域的洪水淹没模拟。研究结果表明:在经过参数率定的WRF-Hydro水文模型中,针对验证期的5场典型洪水事件,皮尔逊相关系数均高于0.8,纳什效率系数在0.52~0.71,在预报期的三个洪水事件中,洪峰的平均误差为22.2%。在水文水动力模型耦合后,能够准确地捕捉洪水淹没与降雨强度、洪水流量变化之间的关系,进而提供洪水发生后洪泛区的淹没深度和范围等关键信息。本文构建的降雨径流-洪水淹没模型能够适用于地形复杂、降雨时空分布不均匀的北江流域,为类似半湿润流域的洪水预报提供了有益参考,同时也为水文水动力模型耦合的研究奠定了基础。