关键词： 高耸钢结构   安装技术   变形控制   有限元分析   安全验算  

摘要： 以六安市308 m广播电视塔高耸塔桅钢结构为工程背景,综合考虑结构安装特点与场地布置条件,提出采用大型外附着式塔吊与扒杆组合的方式完成法兰连接双曲高耸塔桅钢结构安装,形成塔身、塔楼及桅杆的钢结构分部安装施工技术.利用有限元软件分析主体结构施工阶段的受力与变形情况,并结合监测数据与规范限值进行对比分析;对塔吊附着与扒杆在施工吊装中的安全性进行数值模拟验算.结果表明:研究提出的钢结构施工安装技术具有很好的适用性,安装精度高,可以有效控制安装过程中变形偏差问题;塔吊附墙与扒杆在吊装过程中满足安全要求,有效解决高耸塔桅钢结构吊装安全问题,可为同类工程施工起到借鉴作用.

关键词： 计算电磁学   有限元   数字孪生   人工智能   工业仿真软件  

摘要： 低频电磁场仿真是电气装备智能化的基础核心技术。该文基于计算电磁学自20世纪60年代以来的发展历程,讨论了低频电磁场仿真中若干关键问题的发展现状,展望了当前数值仿真领域的发展趋势。首先,介绍了低频电磁场计算基本方程及数值离散方法;其次,对低频电磁场计算中材料建模的均一化、各向异性、磁滞模型等方面开展了分析和探讨;随后,针对空间多尺度、趋肤效应、开放边界以及变形与运动对低频电磁场仿真中网格和离散格式的特殊性进行了阐释,分析了当前电磁-力-热多物理耦合中的关键问题,介绍了数字孪生模型构建中基于物理模型和数据驱动的建模方法及近期工作;最后,对数值仿真在优化设计、人工智能、新一代仿真软件等方面的发展趋势进行了分析和展望。当前,多尺度多物理耦合建模仿真方法仍是电磁场计算领域的研究重点。传统数值仿真与新兴计算技术、人工智能的结合愈加紧密。智能制造和数字孪生等前沿需求下,电磁场计算面临高效迭代仿真和实时仿真的挑战,由物理模型和数据共同驱动的替代建模是解决这两方面挑战的重要手段。工业CAE仿真软件架构正在发生着深刻变革,迫切需要我国自主CAE仿真软件核心技术及应用生态的提升。

关键词： 有限元   离散化   轻量化   热传导   焊接热循环  

摘要： 焊接热循环的干扰因素多、变化速度快、影响范围广,常需要对其进行即时预测与控制,以保证焊接质量。以焊缝中心温度分布与变化为研究对象,将其简化为一维焊接热循环瞬态热传导问题,并基于Lagrange-Galerkin有限元方法,进行算域离散与插值。开发了一种轻量化的焊接热循环求解算法,研究不同时刻下焊缝中心温度分布曲线与变化曲线的即时变化。以镍基Inconel 718合金2 mm薄板对接接头为例,进行数值模拟实例演算,结果表明计算耗时约0.41~0.72 s,满足数据与轻量化计算的要求。

关键词： 常压刀盘   刀盘结泥饼   大直径泥水盾构   刀盘温度   克里金插值法   有限元分析  

摘要： 为解决刀盘结泥饼影响盾构施工进度的问题,以某泥水盾构刀盘为研究对象,展开对刀盘刀梁部位泥饼发育程度的研究,提出一种基于克里金插值法的常压刀盘刀梁区域泥饼发育程度算法,并进行应用案例研究。利用全刀盘布置温度传感器获取刀盘温度数据,选取线性插值扩展刀梁区域温度数据,运用克里金插值法进行全刀盘区域的温度仿真计算,结合空间和时间2个维度分析刀盘在正常掘进、外侧结泥饼及内侧结泥饼3种工况下的判断条件,提出分离相邻测温点正/负差值,以刀盘整体正/负差值之和呈现同方向变化作为泥饼发育初始环评判指标;结合所建温度场,引入从泥饼发育初始环到当前环的温度变化率总和作为泥饼发育程度评判指标。针对某大直径常压刀盘泥水盾构案例进行分析判定,对比采用反距离权重插值法、克里金插值法和扩展样本克里金插值法构建的3种温度场用于泥饼发育程度计算,结果表明扩展样本后的克里金插值法的适用性最强,并与工程实际情况进行对比,准确率达70.87%。

关键词： 直升机   桨毂整流罩   结构动力学   有限元计算   模态分析  

摘要： 直升机桨毂整流罩模态频率及振型是整流罩结构设计的关键参数,当其固有频率与激振频率相接近时会发生共振,造成结构破坏或脱落,进而影响飞行安全。尾桨整流罩由于其安装位置的特殊性及振动环境的复杂性,需进行模态分析以保证其结构设计合理。基于有限元法对整流罩进行建模,开展了不同转速及不同安装边界约束的模态分析。研究结果表明:随着转速增大,整流罩受到的预应力增大,从而造成拉伸刚度、弯曲刚度和扭转刚度发生不同程度的变化;相比于转速变化,整流罩安装边界约束条件改变对频率影响更明显;该整流罩频率与各阶激振频率都具有一定间隔,说明其结构设计合理。

关键词： 舰船设备   中量级冲击试验   空调换热器   抗冲击性能   有限元  

摘要： 为验证某舰船空调设备的抗冲击性能,根据摆锤式中量级冲击试验台装置的结构和基本原理,应用Ansys软件创建实验台的有限元模型。基于显式动力学和接触碰撞分析基本理论,采用有限元软件LS-DYNA对模型的冲击载荷产生过程进行仿真分析,并与试验测试数据进行对比,验证模型的有效性。采用该冲击试验台有限元模型开展舰船空调换热器设备的抗冲击性能分析,获得设备在中量级冲击载荷作用下的完整响应过程,结果表明舰船空调换热器的整体抗冲击性能有待提高。

关键词： 火工分离螺母   作动噪声   有限元   边界元  

摘要： 火工分离装置在水下武器应用中,可能会由于其作动噪声过大的问题给目标带来暴露的风险。利用有限元+边界元的数值计算方法,建立了火工分离螺母作动噪声的仿真预示模型,展示了分离过程中瞬态辐射噪声的传播过程,分析了火工分离螺母作动噪声的来源和产生机理,结合试验和仿真模型计算了各声源的辐射声功率,对噪声源进行了定量解耦。研究结果表明,在10~6000 Hz的频段内,内套筒撞击的贡献量约为50%,螺母瓣撞击的贡献量约为23%,燃烧噪声的贡献量不到1%,但是在低于400 Hz的低频段内,燃烧噪声的贡献较大,约为22%,仿真结果与试验测试结果一致性较好。

关键词： 蠕变   有限元   敏感性   位移  

摘要： 在深埋软岩引水隧洞工程中,为掌握隧洞施工期围岩变形特征,开展对隧洞支护时机的研究,需要确定准确的岩石力学参数以反映真实的围岩力学特性。文章依托实际隧道工程,借助有限差分软件FLAC3D建立反映隧洞开挖支护工序以及蠕变过程的三维数值仿真计算模型,采用极差法研究隧洞围岩基本力学参数对围岩变形的影响,并确定待反演参数;基于正交试验设计构建25组待反演参数组合,代入到数值模型中进行计算,得到监测断面各测点位移值。研究结果表明,隧洞围岩参数敏感性大小排序为:弹性模量、粘聚力、内摩擦角、泊松比。在隧洞施工过程中,掌子面附近围岩变形受开挖扰动影响明显,随着时间的延后,位移不断增大但位移速率逐渐减小至一稳定值。

关键词： 感应热疗   有限元分析   线圈  

摘要： 阐述设计亥姆霍兹线圈作为交变磁场发生装置,分析该电磁环境中大鼠脑部组织的磁场分布,进一步分析线圈匝数对于磁场分布的影响。分析结果可为磁感应热疗的临床应用和装备制造提供参考。

关键词： 曲轴断裂   有限元分析  

摘要： 随着柴油机发动机的爆压不断提高,发动机曲轴断裂的问题屡屡发生,成为发动机开发中的核心问题。本文以某1.9L直列四缸柴油机为例,通过有限元分析零件的实际失效状态,从而找到曲轴断裂的根本原因,并制定改进措施,为发动机设计人员分析曲轴断裂问题提供参考依据。