关键词： 人致荷载   振动舒适度   有限元分析  

摘要： 人致荷载模型是人们对结构施加的动力作用的数学抽象,也是面向工程分析的简化方法。上世纪至今,欧美日等国家先后发布了振动舒适度的设计标准,我国在2017年和2019年也发布了《建筑振动荷载标准》和《建筑楼盖振动舒适度技术标准》。各国由于实验方法和计算理论存在差异,人致荷载模型表达式不尽相同。在总结国内外标准中不同的竖向人致荷载模型的基础上,通过计算某大跨楼盖的峰值加速度响应对比各个模型的差异。结果表明,单人步行荷载的楼板峰值加速度响应和荷载模型的一阶动载因子呈正相关;JGJ/T 441的单人步行荷载模型较保守,但人群步行荷载模型可能使结果偏小。

关键词： 港口无人机   有限元分析   拓扑优化  

摘要： 随着海洋及江河运输业务量的激增,港口的操作业务监管、交通安全风险也随之提高。无人机凭借其机动灵活、快速响应、成本低廉等突出优势,已逐渐成为当下主要的新型港口监测工具。文章主要分析港口无人机在风速为20m/s(模拟八级风力)上升时的力学性能,运用有限元软件ANSYS强大的分析能力进行静力学分析、模态分析来校核其力学性能是否符合要求,并且通过拓扑优化来寻找最适合的结构,以期提高无人机在港口的使用效能。

关键词： 微波等离子体化学气相沉积   谐振腔   有限元分析   曲面多晶金刚石薄膜  

摘要： 金刚石振膜具有高保真、声传播速率快、弹性模量高、声阻尼特性好、优异的高频响应特性,是高保真扬声器高音单元喇叭膜的理想材料。目前微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法生长单晶金刚石以及平面多晶金刚石薄膜技术都较为成熟,实现了规模化生产,但是对于曲面多晶金刚石薄膜的研究鲜有报道。利用现有MPCVD设备生长曲面金刚石薄膜,由于等离子体火球在曲面周围分布不均匀,存在曲面膜厚度不均、内应力大、脱模困难等问题。文章根据曲面膜生长的要求,设计谐振腔尺寸及结构并利用有限元设计分析软件进行仿真分析,使等离子体火球均匀分布在曲面基底表面。并制作了相应的MPCVD设备进行曲面多晶金刚石薄膜的生长。最终获得厚度40μm、直径25.7mm、球面半径为25mm的多晶金刚石曲面膜。拉曼测试结果显示,薄膜为质量较好的多晶金刚石。

关键词： 下颌骨   错[牙合]畸形   正畸   无托槽隐形矫治器   支抗   微螺钉种植体   牙齿应力分析   有限元分析  

摘要： 目的探究种植钉不同植入高度对隐形矫治配合颌内牵引远移下磨牙时所产生的生物力分布的影响,寻找有利于保护下前牙支抗的种植钉植入位置,为临床治疗方案的设计提供参考。方法应用Mimics、Geomagic Studio 2017、SolidWorks2016、Ansys workbench建立有限元分析模型并对六种工况进行力学分析。工况一:无种植钉(对照组);工况二至工况五:种植钉植入于下颌第一磨牙和第二磨牙之间的颊侧骨皮质,距离牙槽嵴顶分别为10 mm、7 mm、4 mm、1 mm;工况六:种植钉植入于下颌升支前缘颊舌向居中,高于平面5 mm的位置。结果矢状向,种植支抗使所有牙齿均产生远中向位移;相较于对照组,种植钉组前磨牙远中位移量超过第二磨牙。垂直向,对照组(无种植钉)为类似后倾弯对下颌牙列产生的作用;种植钉组侧切牙、尖牙压低,中切牙、第一前磨牙伸长。冠状向,对照组(无种植钉)第二前磨牙、第一磨牙为舌向位移,种植钉组仅前磨牙及第一磨牙出现了舌向位移;所有牙齿中,尖牙的位移量受种植钉植入高度变化影响最大。结论种植钉植入位置越高,保护前牙支抗的效果越强。方案设计时应根据种植钉植入高度,适当使下颌牙弓缩窄,中切牙、第一前磨牙压低及侧切牙、尖牙伸长。

关键词： 薄壁齿轮   热处理   有限元模拟   变形   调控措施  

摘要： 对实际工况下20CrMnTi薄壁齿轮渗碳淬火过程利用有限元分析软件Deform进行模拟。结果表明,薄壁齿轮渗碳淬火后,渗碳层厚度为1.2 mm,淬火组织主要由马氏体和残余奥氏体组成,表面的残余奥氏体较心部的多4.2%,由于温度场的不均以及组织应力导致其径向产生9%的变形。齿轮表面和心部的残余应力分别为-256.5MPa和141 MPa。实际测得显示薄壁齿轮渗碳层厚度为1.15 mm,淬火后齿轮表面组织由针状马氏体+7%残余奥氏体+颗粒状碳化物组成,心部组织由低碳马氏体+1%残余奥氏体组成,齿轮表面残余应力为(-1078±168.2)MPa,径向最大变形量约7%,与模拟结果对应较好。为此针对薄壁齿轮热处理过程中因热应力与组织应力综合作用下内应力过大造成的变形,使其在不同部位同时冷却或采取径向约束的措施。

关键词： 柱坐标系   负泊松比   弹性力学性能   有限元分析   参数相关性分析  

摘要： 文章提出了一种基于泊松比在笛卡尔坐标,对柱坐标系的等效转换下的扇形内凹负泊松比结构。建立了扇形内凹负泊松比胞元结构参数化模型,通过参数相关性分析结构各参数对结构弹性力学性能的相关影响程度,并通过有限元仿真分析,讨论了扇形内凹负泊松比胞元结构的弹性力学性能以及各参数间的对比影响,验证了胞元的负泊松比特性。设计了整体扇形辐射结构,通过有限元仿真分析验证了整体结构的弹性变形性能以及胞元设计的有效性,最后讨论分析了整体结构最终变形结果与胞元泊松比设计值差异产生的原因。

关键词： 无轴承永磁电机   稀土钕铁硼   输出特性   有限元分析  

摘要： 针对目前大部分无轴承永磁电机的转子材料和结构性能较差导致电机输出特性不优的问题,本文提出了一种新型的无轴承永磁电机转子材料与转子组合。一方面,研究不同材料(铁氧体、铝镍钴、稀土钕铁硼)对转矩密度、功率密度、效率等方面的影响,确定出能使电机性能最优的材料。另一方面,设计了一种新型的永磁转子结构,并采用ANSYS对包括永磁转子结构在内的三种结构进行电磁有限元分析。结果表明,本文设计的新型材料、结构可以显著提高无轴承永磁电机的悬浮性能,新型Halbach阵列转子结构性能最优,且进一步提高了工作效率和永磁体利用率,这为无轴承永磁电机的结构优化和性能提升提供了空间。

关键词： 直线式移相变压器   边端效应   等效电路   有限元  

摘要： 直线式移相变压器是一种新型移相变压器,具有绕组结构简单、易于模块化和可任意角度移相的优点。其直线型结构导致变压器存在边端效应,进而导致气隙磁场产生畸变。为了计算出边端效应产生的影响,该文从直线式移相变压器的磁场进行深入分析,并建立计及边端效应的等效电路模型。首先,基于一维场理论对直线式移相变压器进行数学分析,根据场路复功率相等的原则,推导出等效电路二次侧参数,并计算出边端效应修正系数;然后,根据边端效应的分析结果和直线感应电机的等效电路拓扑建立计及边端效应的等效电路模型;最后,通过直线式移相变压器的二维有限元仿真模型和小功率样机的实验,验证了建模方法的合理性和等效电路模型的准确性。

关键词： 再生混凝土   梁   剪切性能   钢纤维   CFRP   有限元  

摘要： 为研究钢纤维再生混凝土梁的受剪性能,采用Abaqus软件对再生混凝土梁进行非线性有限元分析,并与实验结果进行对比,验证模型的可靠性。通过改变剪跨比、配箍率、钢纤维体积率和CFRP加固方式等参数,研究单调加载与单向反复加载2种加载方式下再生混凝土梁的受剪性能变化规律。结果表明,试件单向反复加载下的抗剪承载力和变形能力较单调加载下均有所降低,梁的脆性特征更为显著;增大配箍率、提高钢纤维体积率或采用CFRP加固等措施,均可以有效提升梁的受剪性能,且对试件反复加载受剪性能的改善效果更好;剪跨比是钢纤维再生混凝土梁斜截面受剪性能的重要影响因素,试件的抗剪承载力随剪跨比的增大而减小,试件变形能力增强。

关键词： PE管道   体积型缺陷   地面沉降   有限元  

摘要： 聚乙烯(PE)管道具有良好的韧性,在城镇的燃气管道、给排水管道等方面得到广泛应用,但由于聚乙烯管道的强度较低,在安装使用过程中更容易产生缺陷或划痕,对管道性能造成影响。随着城市化的逐渐发展,我国许多发达城市均出现不同程度的区域性地面沉降,这一现象给PE管道带来了许多安全隐患。以SY市的PE燃气管道本构模型和地质条件为基础参数,对含体积型缺陷PE燃气管道进行拉伸试验,得到缺陷对管道性能的影响规律;同时,借助有限元分析软件,建立体积型缺陷管道模型,模拟分析地面沉降作用下缺陷对聚乙烯管道受力情况,得到在地面沉降作用下管体缺陷长度、缺陷周角度以及缺陷深度对管道安全性能的影响规律,为工程实际提供理论参考。