关键词： 面部皮肤组织   参数反求   有限元   随机森林   支持向量机  

摘要： 人体面部皮肤的本构参数反演及力学特性研究对皮肤病变早期诊断、皮肤仿生材料设计及计算图形学中的面部模型建立都有着至关重要的作用,机器学习与有限元仿真方法相结合能更高效、更准确地解决非入侵式皮肤组织本构参数反求问题.首先建立了面部皮肤多向拉伸下的应力松弛有限元模型,并通过多步位移控制法对皮肤的超弹性力学性能与黏弹性力学性能分离;对Gasser-Ogden-Holzapfel(GOH)与Prony series本构模型参数进行敏感性分析,揭示影响面部皮肤应力松弛实验结果的关键参数.其次,利用贝叶斯超参数优化理论搭建随机森林(RF)模型与支持向量回归(SVR)模型,结合实验数据对人体面部皮肤组织本构参数进行了反求.最后,将计算得到的有限元仿真曲线与试验获得的拉伸力响应曲线对比,并引入决定系数R2对两种模型的预测准确性进行了评估.结果表明,纤维组织分散度κ、剪切模量相关参数C10和松弛模量g1是影响皮肤应力松弛实验结果的关键参数,RF模型数值计算曲线与试验曲线的拟合优度为0.98,其在皮肤本构参数反演问题上表现出更高的准确率,机器学习可以精准高效地获取面部皮肤的本构参数,进而准确描述皮肤组织的力学性能,该方法也可进一步推广到其他生物软组织的复杂本构参数反演问题.

关键词： 有限元法   公路桥梁   强度分析   健康监测  

摘要： 为保证公路桥梁运营安全性,首先总结了有限元法的计算原理和计算步骤,随后以某公路连续梁桥为研究对象,利用有限元软件建立计算模型,分析了桥梁结构在公路—I级荷载和超载作用下的应力和变形及动力响应规律。最后基于传感器技术,阐述了桥梁健康监测和评估的要点,研究成果类似的桥梁项目建设提供理论指导。

关键词： 曲柄滑块机构   曲柄   运动分析   有限元分析   安全系数云图  

摘要： 为掌握曲柄滑块机构运动特点以及曲柄的强度,对曲柄滑块机构进行运动分析,推导滑块的位移、速度、加速度方程。再使用SolidWorks软件,完成机构运动仿真,分析滑块位移和加速度运动特性。对曲柄受力分析,并通过SolidWorks Simulation对曲柄进行有限元分析,对应力、变形、安全系数云图进行分析,有利于指导曲柄零件的结构设计。

关键词： 滑动轴承   磁力轴承   永磁材料   拓扑结构   模块化设计   有限元分析  

摘要： 针对永磁偏置磁轴承设计困难和加工繁琐的问题,设计了一种新型模块化永磁偏置磁轴承,通过等效磁路法对其进行磁路分析,采用ANSYS Maxwell对该磁轴承的气隙磁通密度及电流刚度进行仿真模拟,验证结构设计的合理性;同时,引入模块化设计思想,通过多个磁轴承模块的不同组合方式(并行组合使支承力叠加或以夹角方式组合构成合力)以满足对不同位移方式和多种支承力工况下的稳定磁悬浮支承。结果表明,当模块化永磁偏置磁轴承控制绕组中的电流达到最大值3 A时,单个模块支承力达到最大值(约500 N),可满足实际应用需求。

关键词： 水库   进水塔   ANSYS   仿真分析  

摘要： 作为水库枢纽的重要建筑物,取水塔属于高耸结构,在各种工况,特别是地震工况下的稳定性对整个水库枢纽的安全运行尤其重要。本文结合某水库实际情况,采用ANSYS三维有限元软件对取水塔进行三维仿真分析,得出塔体结构在完建、运行、检修、地震工况下位移、应力一般分布规律,且均应满足规范要求,为取水塔结构安全稳定评价提供技术支撑。

关键词： 有限元   船舶尾流   感应磁场   磁感应强度  

摘要： 利用有限元方法,基于国际集装箱标模KCS船舶对船体感应磁场和尾流感应磁场进行了研究。结果表明:船体感应磁场的大小取决于船舶形状与测量位置;船体和尾流感应磁场的量级都为nT,在可探测范围内;尾流感应磁场在远场范围随距坐标原点的距离增加呈指数级衰减。

关键词： 长大纵坡   沥青路面   有限元   剪切力   车辙变形   防治措施  

摘要： 为提高公路沥青路面设计水平,以某一级公路的长大纵坡段为研究对象,利用有限元软件建立三维模型,分析了纵坡、超载率、温度场、土基回弹模量等参数对沥青路面受力的影响。同时,分析了沥青路面车辙产生机理,并采取优化矿料级配、优化沥青用量等措施来提高沥青混合料的高温稳定性,以控制沥青路面车辙,研究成果可供此类项目参考。

关键词： 破碎机   有限元分析   结构优化   材料力学  

摘要： 基于有限元分析技术,对破碎机的构造进行了精心优化,旨在提升其性能。首先,通过构建破碎机的有限元模型,深入剖析了其结构在受力过程中的应力分布及存在的主要问题。依据材料力学与结构力学原理,提出了一项创新性优化设计方案,涵盖了材料的精心挑选与结构的精致改良。借助有限元分析软件,对改进后的构造进行了模拟验证,证实了改进设计的实效性与操作性。对破碎机结构进行优化后,结果显示该优化设计显著提升了破碎机的工作效率与使用年限,由此预见其将拥有广阔的应用前景及显著的经济效益。

关键词： 折衷规划法   多目标函数   径向基函数   多岛遗传算法   拓扑优化   形状优化  

摘要： 风力发电机底座是风力机的重要组成部分,不仅要承受轮毂、齿轮箱及发电机的质量,在工作中还时刻受到复杂工况下产生的动态载荷,因此,在底座的拓扑优化设计时,必须考虑多个工况下的优化结果,不同工况权重比的分配,往往是建立更加合理拓扑结构的关键。针对这个问题,文中首先采用基于变密度法与折衷规划法建立底座刚度拓扑优化综合目标函数,然后通过构建径向基函数代理模型,结合多岛遗传算法找寻不同极限工况下的最佳权重因子,按照各个工况的最佳权重对底座进行拓扑优化设计。针对拓扑优化后底座局部应力过大的问题,对其进行形状优化,最后对优化后的底座验证分析。试验结果表明:优化后的底座质量大大减小,刚度得到提升,局部应力集中问题得到改善,满足加工要求,为风力机底座的设计提供了参考。

关键词： 架空地线   直流融冰   融冰电流计算   有限元   多元回归  

摘要： 架空线路覆冰是影响电网正常运行较为严重的灾害之一,尤其地线更易出现覆冰,有必要对架空地线直流融冰电流进行计算,而现有的经验公式及应用较多的布尔斯道尔夫融冰电流计算公式较为复杂,且有些参数测量困难。因此,该文提出一种用于快速估算已知架空地线型号在不同风速、环境温度、覆冰厚度条件下临界融冰电流的方法,通过分析地线融冰物理过程,利用有限元软件搭建仿真模型,经模型计算得到数据集,然后采用多元线性回归拟合得到相关变量的函数表达式,并与计算值进行对比。