关键词： 连体结构   MIDAS   有限元分析   抗震  

摘要： 文章以某双塔连体超限混凝土结构的商业和住宅连体建筑为例,应用MIDAS通用有限元分析软件,先对结构的整体结构振动特性进行分析,然后确定结构的整体计算指标,再对连体部分和转换层的结构受力进行分析,并讨论该结构的加强措施和结构的抗震性能,为类似项目提供参考。

关键词： 灌注桩   有限元   有效应力   安全系数   堤防  

摘要： 为了解决某防洪治理工程中新型双排灌注桩与扶壁式挡墙堤防结构的变形协调问题,采用有限元软件PLAXIS计算分析了该双排灌注桩与扶壁式挡墙堤防在设计洪水位、水位骤降以及正常蓄水位等3种状况下的应力应变特征以及堤防整体的协调变形问题。结果表明:(1)堤防模型的最大平均有效应力、最大剪应力和剪应变数值均较小,且随着河道水位的降低而减小,应力均小于桩体的允许强度,满足设计要求。(2)不同工况下堤防的整体位移变形不大,桩体以水平变形为主,堤防整体较为稳定。(3)3种工况下堤防结构的安全系数分别为3.39、2.49和3.40,均满足规范要求。该堤防桩体、扶壁式挡墙和堤防边坡在各工况下均能保持自身稳定,且具有足够的安全裕度。

关键词： 跟瞄转台   视轴平行   结构优化   有限元  

摘要： 为提高轴头箱刚度,对激光发射系统的轴头箱进行结构优化。基于现有轴头箱结构,在光机装调完毕后,安装侧盖时会导致系统视轴与光轴之间的角度差变大,导致不满足使用要求。根据有限元法,对负载条件下的轴头箱进行静力学分析,得到其变形情况。相机箱体变形情况影响电视视轴指向,其角度变化可以直接用三角函数计算。反射镜法向量也会产生变化,采用最小二乘法对反射镜反射面的节点数据进行拟合,通过拟合数据获得反射镜的法向量,计算其光轴角度变化情况。通过优化轴头箱结构形式,改变轴头箱结构与箱体盖板之间的重量分配,减少装调完毕后需要增加的负载重量,从而改善跟瞄视轴与激光发射轴平行度的稳定性。根据有限元分析结果,优化后的轴头箱结构,安装侧盖对视轴与光轴之间角度差影响不超过1″。通过实验证明,优化后的轴头箱结构具有更好的刚度。

关键词： 光伏支架   受力   有限元分析   挠度   优化  

摘要： 光伏支架作为光伏系统的重要组成部分,结构设计至关重要。为提升严寒地区光伏支架的安全性和经济性,采用有限元模拟方法对大庆市典型光伏工程进行了参数化分析和优化设计,主要探究檩条间距、立柱数量和前后立柱间距等不同结构参数对支架受力性能的影响。结果表明,支架挠度与檩条间距和立柱数量呈负相关,与前后立柱间距呈先增大后减小的趋势,临界荷载变化趋势与支架挠度变化趋势正好相反。并得出最佳优化方案:采用单块光伏板长度20%的檩条间距、斜梁水平投影60%的立柱间距、中间斜梁增加斜支撑和截面厚度2 mm的支架优化设计,此优化方案可使支架挠度降低71%。

关键词： 混凝土   水化热   绝热温升   叠加式指数函数   有限元  

摘要： 绝热温升模型是大体积混凝土水化热效应分析的最重要参数之一。本文根据混凝土所用水泥以C3S、C2S两种水化活性组分为主的特点,提出了考虑C3S与C2S水化反应速率差异的混凝土双项线性叠加多参数指数函数绝热温升模型。开展了一种普通高强C50混凝土和另一种高性能C60混凝土的绝热温升试验,将双项叠加式新模型、传统单项指数函数模型与试验结果对比,结果表明新模型与试验结果拟合更好。将新旧模型用于某桥墩身大体积混凝土水化热有限元建模分析中,并与实测温度变化过程进行比较。对比结果显示,运算分析所得的温度变化趋势与实测所得温度变化趋势吻合度较好,整体误差值控制在0.1℃~2.97℃之间,在快速放热阶段能较好地反应拱脚结构的实际升温情况。

关键词： 细网格   船舶分段吊装   眼板   HyperMesh二次开发  

摘要： 分段吊装是船舶建造中的一项重要工艺,为精准模拟船舶吊装作业过程中眼板结构节点的应力分布,在船舶吊装有限元强度计算时眼板区域需进行细网格计算.基于由几何方法添加辅助硬点并生成过渡单元的思路,提出了一种眼板有限元细网格快速生成方法.在粗网格的基础上,将眼板几何模型进行网格细化并根据布置位置与粗网格相连接.基于HyperMesh二次开发,编制了实用可靠的程序,提高了眼板的建模计算效率.

关键词： 陶瓷/纤维防弹板   破坏特性   有限元分析   着弹点   抗多发弹  

摘要： 陶瓷/纤维材料复合防弹板广泛应用于单兵防护装备,研究其抗多发冲击性能对于减少士兵伤亡有重要意义。基于53式7.62 mm穿燃弹冲击SiC/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)防弹板工况,利用数值模拟方法对多次冲击下防弹板的破坏分布和残余抗弹性能进行分析。利用陶瓷、纤维破坏及粘结面剥离程度表征整板损伤,并建立不同损伤区域下防弹板残余性能的分布规律。结果表明:第一次冲击下,防弹板损伤半径(R)为30 mm,当R<15 mm时,损伤(D)>0.6,靶板无法抵御第二发子弹冲击;两次冲击下,两发子弹间距(ΔL)<50 mm时,中间破坏区损伤有明显累加现象,当ΔL>50 mm时,损伤累加效应不显著。将防弹板以5 mm×5 mm网格离散,得到不同损伤面积占比,得出在两次冲击下整板穿透概率为0.94%。3次冲击下的整板穿透概率与第二次冲击位置有关,且当ΔL=20 mm时,3次冲击下整板穿透概率达到1.94%。

关键词： 上颌第一磨牙   下颌第二磨牙   下颌磨牙   上颌第二磨牙   Ⅲ类牵引   上颌后牙   远中移动   牵引钩  

摘要： 目的比较两种Ⅲ类牵引方式辅助无托槽隐形矫治远移下颌磨牙的三维有限元分析。方法设计两种Ⅲ类牵引:方式1为上颌第一磨牙矫治器开窗配合黏金属扣,方式2为上颌第二磨牙矫治器切割牵引钩配合固位附件。在128 gⅢ类牵引辅助下,下颌第二磨牙开始远中移动时,三维有限元分析法分析上颌牙齿受力情况。结果两种方式第一前磨牙以及前牙的近中移动力和力矩相近,均比较小。差异主要集中在上颌第一磨牙和第二磨牙。方式1因直接牵引于上颌第一磨牙,所以其受力最大,为0.52 N,基本处于轻力,但力矩却非常小。方式1对上颌第二磨牙的近中移动力(0.15 N)和力矩(0.58 N·mm)几乎是方式2力(0.25 N)和力矩(1.06 N·mm)的50%。方式1对上颌第二前磨牙近中移动力(0.05 N)和力矩(0.48 N·mm)也是方式2力(0.10 N)和力矩(0.92 N·mm)的50%。整体来说,方式2牵引设计对上颌后牙的近中移动力矩分布相对均匀,对第二磨牙和第二前磨牙近中移动力和近倾力矩稍大。结论临床上当上颌第二磨牙远中倾斜时建议选择上颌第一磨牙矫治器切割牵引钩配合固位附件的方式进行Ⅲ类牵引。

关键词： 向后侵蚀管涌   耦合物质点-特征有限元法   临界水力梯度  

摘要： 向后侵蚀管涌是汛期堤坝中一种常见的渗透破坏形式,多发生在下游存在无保护出水口的二元结构堤基中。由于土体渗流在出水口处存在较高的水力梯度,使得固、液界面附近的土体极易被侵蚀带走,一旦侵蚀土体的上层存在不透水的黏土层时,便会形成不断向上游迎水侧发展的管涌通道,最终导致堤坝出现失稳破坏。基于向后侵蚀管涌的发展过程,采用局部水力梯度作为管涌发展的判别准则,结合饱和孔隙介质的耦合物质点-特征有限元法,发展了一个能够模拟向后侵蚀管涌的新方法。新方法将求解域内的物质点分为3种粒子类型,对满足管涌触发条件的粒子进行删除,以此表示被侵蚀带走的土颗粒。由于算法中的流体部分采用了广义的Navier-Stokes方程进行描述,因此新方法能够同时计算孔隙水渗流和管道流体的自由流动。通过对小尺度模型试验的计算,验证了新方法在向后侵蚀管涌问题中的适用性。

关键词： 内镜   椎间融合术   腰椎   有限元   生物力学  

摘要： 目的:通过有限元分析方法探讨内镜下经椎间孔入路腰椎椎间融合术(endoscopic transforaminal lumbar interbody fusion,Endo-TLIF)与内镜下后路腰椎椎间融合术(endoscopic posterior lumbar interbody fusion,Endo-PLIF)对腰椎生物力学效能的影响。方法:采集1例24岁健康男性志愿者腰椎L3~L5节段CT扫描数据,建立包含L3~L5椎体皮质骨、松质骨及后柱结构的三维有限元模型,通过与以往研究数据对比验证模型有效性。回顾性分析在广州中医药大学第一附属医院行内镜下腰椎融合术(endoscopic lumbar interbody fusion,Endo-LIF)治疗的40例患者的影像学及临床数据,根据手术入路不同分为Endo-TLIF组(n=19)和Endo-PLIF组(n=21),测量融合器位置、角度并计算关节突关节保留百分比,作为确定有限元手术模型融合器放置位置及角度的依据,最终构建Endo-TLIF+45°融合器、Endo-TLIF+60°融合器、Endo-PLIF+45°融合器、Endo-PLIF+60°融合器4种有限元手术模型。观察融合节段的活动度以及终板、融合器、螺钉、棒、骨-螺钉界面的最大峰值应力。结果:所有手术模型与完整模型相比,手术节段的活动度均显著降低。在所有手术模型中,融合节段终板的最大峰值应力在前屈工况下均显著增加。Endo-PLIF模型的骨-螺钉界面最大峰值应力在左、右旋转工况下较Endo-TLIF模型显著增加(23%~84%)。60°融合器模型的终板及融合器峰值应力均高于45°融合器模型。在左、右旋转工况下,Endo-PLIF模型内固定物和终板的应力较Endo-TLIF模型明显增加。结论:相较于Endo-TLIF,Endo-PLIF手术后内固定周围应力显著增加,尤其在旋转活动方面应力增加幅度更为明显,内固定失败风险更高。