关键词： 增量动力分析   单层球面网壳   向量式有限元法   非线性分析   地震易损性分析  

摘要： 为解决网壳结构地震易损性研究中,增量动力分析(incremental dynamic analysis,IDA)所面临的结构非线性分析耗时长且求解困难的问题,提出了一种基于向量式有限元的IDA方法。首先,以一个Kiewitt-8型单层球面网壳为例,验证了向量式有限元方法求解结构地震响应的准确性,其次选取12个不同参数的Kiewitt-8型单层球面网壳为研究对象,并考虑材料不确定性进行IDA分析,以地震峰值加速度与结构最大节点位移比为参数,绘制了结构在地震作用下的IDA曲线和轻微破坏、严重破坏及倒塌这三种性态下的易损性曲线。结果表明:向量式有限元能高效且准确的求解网壳结构的地震响应,屋面质量和矢跨比的增加均会增加三种性态点的超越概率;对于本文的网壳结构算例,求解时间仅为传统有限元方法的1/15,误差在3%以内,屋面质量和矢跨比的改变导致地震危险性最大增加了75%。

关键词： ANSYS Workbench   O形圈   压缩率   von Mises应力   接触压强   介质密封  

摘要： 为了研究O形橡胶密封圈(以下简称O形圈)的压缩率与接触压强的关系,首先通过ANSYS Workbench有限元分析软件对装置结构进行必要的模型简化,其次进行关键的边界条件设置及载荷的施加等操作,最后完成非线性静态有限元分析。采用后处理分析技术,得到该装置结构的变形量及von Mises应力分布图。结合实际工况,分析螺栓预紧力、O形圈压缩率及接触压强之间的关系,保证介质(含压气体或液体)密封的接触压强满足工况需求,确保介质密封的有效性和可靠性。

关键词： 高速铁路   桩网结构   抗震性能   有限元   时域分析  

摘要： 通过使用有限元分析软件建立了一个高速铁路路基的足尺寸模型,以研究桩网结构对路基抗震性能的影响。研究主要考察了桩长、桩径、桩间距以及褥垫层厚度四个因素对高速铁路路基抗震性能的影响规律。通过对路基边坡的时域分析以及减震率的评估,得到以下结论:增加桩长、桩径和褥垫层厚度对提升抗震性能有明显效果;桩间距的增加会导致减震效果降低。该研究为高速铁路路基的抗震设计提供了有力的支持。

关键词： 迷宫密封   泄漏量   齿轮箱   结构改进   飞溅润滑  

摘要： 针对某高速列车齿轮箱迷宫密封的润滑油泄漏问题,基于ANSA软件建立齿轮箱及迷宫密封结构的有限元模型,并采用FLUENT软件对其进行多相流瞬态仿真分析,研究迷宫密封结构的相对啮合深度、节流齿厚、径向间隙、回油孔直径及个数、齿与台阶距离、齿宽、密封间隙对润滑油泄漏量的影响。结果表明:当相对啮合深度大于0.5时,润滑油泄漏量与相对啮合深度呈负相关;润滑油泄漏量与节流齿厚、回油孔直径、回油孔数量呈负相关;润滑油泄漏量与径向间隙、齿宽、齿与台阶距离、密封间隙呈正相关。根据研究结果对迷宫密封结构进行改进,改进后的迷宫密封结构润滑油泄漏量降低为原始泄漏量的3.6%。

关键词： 复杂网络   复合意象   感性工学   产品族   造型设计  

摘要： 目的拓展产品族多意象设计相关知识的获取途径,提升产品族造型创新设计的能效。方法基于产品族造型意象耦合特性,引入复杂网络中的多层网络概念,利用造型特征间的多意象表达关系,构建了产品族造型意象耦合网络模型。利用节点敏感性与中心性分析产品族造型意象耦合网络,识别各造型特征节点属性类型以作为模型析出知识。结合产品族设计的特点,总结归纳适用于产品族设计的各造型特征节点类型并制定其类型运用规则,以辅助设计师进行产品族造型创新设计。结果以马自达汽车前脸造型设计为例,构建了马自达汽车前脸造型意象耦合网络模型,析出了产品族相关设计知识并运用于汽车前脸设计。结论产品族造型意象耦合网络模型丰富了产品族多意象设计相关知识的获取途径,可用于辅助产品族设计,提升设计能效。

关键词： 体位性斜头畸形   儿童康复   力学   矫形   有限元分析  

摘要： 体位性斜头畸形(PP)是婴幼儿头颅形态异常疾病,可致患儿生物力线失常。该文基于婴幼儿PP的应力机制及远期危害,对婴幼儿头颅力学的有限元分析和各类力学治疗方式进行综述,寻找能够开展精准头颅矫形的依据,为未来拓展头颅矫形治疗技术拓宽思路。

关键词： 混凝土   断裂   细观尺度   有限元分析   自洽有限应力原理  

摘要： 文章提出一种能够考虑混凝土裂缝扩展过程中绕过骨料或穿过骨料发展的细观数值模拟方法。首先,回顾了用于类混凝土材料I-型断裂分析的自洽有限应力模型的基本原理;进而,采用有限元分析方法,从局部能量等效和宏观力学等效两个维度验证了基于自洽有限应力原理建模和常规建模之间的等效性;最终,发展了基于自洽有限应力原理和细观裂缝扩展路径准则的数值模拟方法,在细观尺度上实现模拟混凝土裂缝绕过骨料发展和穿过骨料发展等细观断裂破坏行为。文章研究成果可为后续发展基于细观尺度断裂破坏准则的高效数值分析方法奠定基础。

关键词： 激光钎焊   凸点   有限元分析   温度场   应力场  

摘要： 旨在探讨激光钎焊工艺参数对高密度芯片制造中凸点焊点质量的影响。通过有限元方法建立了三维瞬态热耦合数值模型,并利用高斯体热源模型和iSoldering软件模拟了SnAgCu钎料凸点激光钎焊的温度场和应力场,研究不同功率10 W、15 W、20 W和不同光斑半径0.09 mm、0.3 mm、0.5 mm下SnAgCu钎料钎焊焊点的变化规律。研究发现,激光功率和光斑半径是影响焊点质量的关键参数。在部分参数不变的情况下,随着激光功率的增大,钎料熔化更完全,润湿性更好,但也会产生更大的等效应力。增大光斑半径会导致焊点温度和等效应力降低。经过数值模拟和实际钎焊焊点的对比,结果表明:当激光功率为15 W、光斑半径为0.09 mm、焊接速度为0.1 mm/s时,SnAgCu凸点激光钎焊的焊点质量最佳,模拟凸点钎焊的焊点与实际钎焊结果吻合度达到85%,验证了模拟结果的准确性和可靠性。同时探讨了钎料与焊盘之间生成的金属间化合物厚度对焊点质量的影响,为提高焊点连接强度提供了理论依据。

关键词： 装配式水泥路面   夹环连接式传力杆   接缝参数   有限元分析   足尺试验  

摘要： 面向可拆卸装配式水泥路面,提出了一种夹环连接式传力杆接缝,在阐述其特征和基本参数的基础上,选取挠度传荷系数和弯沉差作为指标,使用有限元方法分析了下开口槽、传力杆、夹环构件等参数对夹环连接式传力杆接缝传荷能力的影响,同时分析了夹环连接式传力杆接缝的构件及界面应力的变化规律,得到了合理的接缝参数;此外,通过室内足尺试验评价了夹环连接式传力杆接缝的传荷性能。结果表明,提出的夹环连接式传力杆接缝的传荷能力满足要求,具有一定的工程应用价值。

关键词： 电感耦合等离子体质谱仪   尿液   一体化进样系统   元素  

摘要： 目的建立人体尿液中18种元素的电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)快速检测方法。方法取400μl尿液,加入2%硝酸的100μg/L Au稀释液4 ml,使用一体化进样系统(ISIS),样品在八级杆氦气碰撞反应池,通过动能歧视消除干扰,采用ICP-MS法达到快速检测尿液中18种元素的能力。结果尿液中18种元素的线性范围为0.1~1000.0μg/L,所得回归方程的线性关系良好,r≥0.99。该方法的检出限为0.003~0.96μg/L,定量下限为0.01~3.22μg/L,回收率范围为82.1%~110.4%,精密度范围为0.7%~30.5%。此外,检测效能由每小时25个样本提高到每小时52个样本。结论该方法前处理操作简单,进样速度快,灵敏度、准确度、重复性满足尿液元素检测的需求,尤其适用于筛查、队列研究等大批量尿液检测。