关键词： 永磁同步电机   有限元法   特性分析  

摘要： 针对纯电动汽车电机磁漏、能量转换及过载保护等多样化需求,提出一种自主设计的永磁同步驱动电机,围绕电机的建模、网格分层、电磁场特性及不同工况下的有限元解析等多维度进行研究。通过仿真软件Maxwell 2D建立完整的永磁同步电机模型;并进一步分析电机在空载状态下定子齿部磁密、轭部磁密、转子隔磁桥磁密及磁场漏磁等电磁场特性,确保永磁同步电机有限元模型准确可靠;在此基础上,对驱动电机在额定负载和过载工况下的特性进行分析。结果表明:电机在额定负载时,定子齿部的磁感应强度约为1.85 T,轭部约为1.44 T,未达到饱和状态,平均输出转矩约为66.22 N·m,转矩峰值约为72.65 N·m,磁力线分布较为均匀;电机在过载时,定子齿部及轭部磁密均已饱和,过载电流远超额定电流的2.5倍以上,平均输出转矩约为178.25 N·m,说明该电机具备出色的过载能力。

关键词： 钢筋网   挤压   剪切   液压缸   有限元分析  

摘要： 随着建筑行业的迅速发展,钢筋混泥土结构广泛地应用于建筑中,一旦发生自然灾害,钢筋网结构将给营救带来巨大的困难。为提高钢筋网的剪切效率,提出设计了一款钢筋网挤压剪切装置。首先,在SolidWorks软件中设计了挤压剪切装置的三维结构模型,其主要包含挤压装置与剪切装置两大部分,并通过液压缸提供所需的挤压力与剪切力。然后,在simulation插件中对挤压钳和剪片进行了有限元分析,结果表明,设计的挤压钳和剪片能满足挤压和剪切作业时力学性能,能正常完成挤压和剪切任务。

关键词： 城际铁路   下穿既有隧道   有限元分析   控制措施  

摘要： 为了探讨城际铁路下穿既有地铁线路的影响,分析了福州某城际铁路区间下穿既有线路的设计实践项目。在分析了工程基本情况、工程地质和水文地质的基础上,对新建线路的影响范围等级进行划分。根据设计方案的总体思路和既有线本身和周边的情况,进行有限元软件分析。同时,对周围土体变形、隧道结构位移、净空收敛和内力进行分析,根据分析结果和既有线监测数据,提出下穿区间的设计控制措施。措施满足建设单位对轨道交通下穿区域的控制要求。

关键词： 光纤光栅传感器   应变传递   夹持粘贴式   有限元分析   高温应变测试   温度补偿解耦  

摘要： 针对力热耦合环境中对结构件应变测试的准确获取问题,提出一种基于夹持粘贴式与温度补偿解耦的裸光纤光栅传感器应变测试方法。首先,通过有限元分析对比夹持粘贴式、表面粘贴式两种与基材集成方式的应变传递率,两者应变传递率分别为99.47%与95.8%;然后,以光纤胶粘应变传递理论及有限元仿真分析不同标距比对夹持粘贴式光纤光栅传感器应变传递率的影响,发现随着标距比增加,应变传递率逐渐衰减。基于粘贴形式与标距比分析结果,选取标距比为1的夹持式裸光纤光栅与基材粘贴集成为试验件,同时集联一条裸光纤光栅温度传感器,在完成对光纤光栅温度/应变标定测试后,进行100~250℃、3 000με范围内的试验件梯度高温拉伸测试。实验结果表明,利用温度补偿法解耦出光纤光栅传感器测量的应变结果与标准高温应变片结果的平均相对误差最大值为2.26%。该研究结果对高温下光纤光栅传感器应变测量与集成的工程应用具有一定参考意义。

关键词： 基坑   变形   稳定性   支护   钻孔灌注桩  

摘要： 对于基坑开挖问题,数值分析方法是分析变形和稳定性的重要手段,而选择合适的数值分析方法和模型参数是分析结果准确性和可靠性的关键。以石家庄太行南大街站基坑工程为背景,运用ANSYS有限元软件建立三维数值模型,对基坑进行稳定性分析,并结合施工开挖工况顺序,模拟钻孔灌注桩支护开挖的全部过程,最后以支护变形、地表沉降以及土体水平位移等为判断指标,对模拟结果进行验证。结果显示,在石家庄砂质地层条件下,地铁车站基坑施工所设计采用的钻孔灌注桩是安全合理并符合规范要求的,围护桩与内支撑组合结构能有效控制太行南大街站深基坑在施工过程中发生的土体变形。

关键词： 管桩   液化地基   机理   数值模拟   施工设计  

摘要： 地基液化对深层地基的破坏非常严重,需要科学的加固处理。管桩因其具有较高承载力以及变形模量的特性,在液化地基的处理中广泛应用。采用非线性有限元分析方法,建立管桩在液化地基中的模型,分析管桩对液化地基的加固效果、管桩的埋置长度对液化地基的影响,并完善管桩相关的设计计算理论。结果表明:地震作用下液化多层土中采用管桩加固具有有效性、可行性。

关键词： 胫骨骨折   胫骨远端粉碎性骨折   有限元分析   骨折固定术,内   髓内钉   生物力学  

摘要： 目的通过有限元分析探讨胫骨远端内踝逆行髓内钉治疗胫骨远端粉碎性骨折的生物力学效果。方法选取解放军联勤保障部队第909医院体检的健康男性志愿者1名, 30岁, 身高172 cm, 体质量60 kg。应用螺旋CT对左侧胫骨进行薄层连续扫描。将受试者胫骨CT数据导入Mimics 16.0软件建立胫骨三维模型。对胫骨三维模型远端进行切割, 模拟胫骨远端粉碎性骨折, 根据手术方式分别构建胫骨远端内侧钢板固定模型、专家型胫骨髓内钉固定模型、胫骨远端前外侧L形钢板固定模型、胫骨远端内踝逆行髓内钉固定模型。分别对4组模型依次施加400、800、1 200 N的压缩载荷及4、8、12 N·m的扭转载荷, 观察4组模型在同种载荷下的等效应力和位移情况。结果在400、800、1 200 N压缩载荷条件下, 胫骨远端内侧钢板固定模型最大应力分别为35.08、69.26、103.52 MPa, 专家型胫骨髓内钉固定模型最大应力分别为24.45、46.26、71.00 MPa, 胫骨远端前外侧L形钢板固定模型最大应力分别13.69、27.76、34.10 MPa, 胫骨远端内踝逆行髓内钉固定模型最大应力分别为16.07、28.91、41.25 MPa。胫骨远端内侧钢板固定模型的应力峰值高于另外3组, 专家型胫骨髓内钉固定模型的应力峰值处于中等水平, 而胫骨远端内踝逆行髓内钉固定模型的应力峰值以及胫骨远端前外侧L形钢板固定模型的应力峰值较低且相近。在3种压缩载荷情况下, 胫骨远端内侧钢板固定的位移峰值分别为0.65、1.28、1.90 mm, 专家型胫骨髓内钉固定分别为0.69、1.36、2.04 mm、前外侧L形钢板固定分别为0.65、1.28、1.91 mm, 胫骨远端内踝逆行髓内钉固定分别为0.68、1.34、2.01 mm, 4种不同的内固定方式所导致的位移峰值接近。在4、8、12 N·m扭转载荷条件下, 胫骨远端内侧钢板固定模型的最大应力分别为284.66、568.87、950.00 MPa, 专家型胫骨髓内钉固定模型的最大应力分别为187.74、373.06、558.19 MPa, 胫骨远端前外侧L形钢板固定模型的最大应力分别为219.75、439.50、649.01 MPa, 胫骨远端内踝逆行髓内钉固定模型的最大应力分别为194.45、368.32、544.89 MPa。胫骨远端内侧钢板固定应力峰值最大, 胫骨远端前外侧L形钢板固定于居中水平, 而胫骨远端内踝逆行髓内钉固定和专家型胫骨髓内钉固定显示出较低且相似的应力峰值。在4、8、12 N·m扭转载荷下, 胫骨远端内侧钢板固定的位移峰值(3.37、6.67、11.12 mm)也比专家型胫骨髓内钉固定(2.49、5.01、7.51 mm)、前外侧L形钢板固定(2.36、4.73、7.12 mm)和胫骨远端内踝逆行髓内钉固定(1.32、2.62、3.92 mm)更高。专家型胫骨髓内钉固定和胫骨远端前外侧L形钢板固定位移峰值位于居中水平且相近, 而胫骨远端内踝逆行髓内钉固定的位移峰值较低。结论采用远端胫骨内踝逆行髓内钉固定治疗胫骨远端粉碎性骨折相对传统的内固定方法, 生物力学稳定性更好, 更安全可靠, 推荐临床首选。

关键词： 铁路   路基   机-土耦合模型   连续压实   质量控制  

摘要： 连续压实技术可有效保障路基压实质量,但由于连续压实检测方法和常规检测方法的检测范围相差较大,导致现场试验结果离散性较大,限制了连续压实技术的进一步推广。为建立连续压实检测结果与路基物理力学性质的关系,建立了考虑压路机行驶的机-土耦合模型,并提出了模型参数确定方法。分析了土体剪切模量对振动轮加速度时频域特性、机-土相互作用力以及连续压实质量控制指标的影响,并与路基碾压足尺模型试验结果进行对比。结果表明,模型能够准确反映机-土系统的动力特性。基于机-土耦合模型,提出了一种铁路路基连续压实质量控制方法,实现了根据铁路路基设计参数直接确定连续压实质量控制指标的合格值,为铁路路基连续压实质量控制提供了理论依据和新的实现方法。

关键词： 综合管廊   近接工程   季冻区   有限元分析  

摘要： 综合管廊工程相对于其他工程发展较晚,因此会带来一系列的下穿工程与近接工程,直接影响着工程建设的安全与复杂程度,在季冻土地区土层冬天冻结夏季融化会进一步加剧下穿工程与近接工程的问题。为了研究季冻区城市地下综合管廊的近接工程与下穿工程的相关问题,论文以某一临近双舱综合管廊的深基坑工程为研究对象,对是否存在接近的既有管廊,以及是否为冬季施工两个条件,通过有限元软件建立数值模型,研究不同工况下深基坑在不同开挖深度时的地表沉降情况,为相似工程提供一定的参考依据。

关键词： 10米风杆   优化设计   有限元分析  

摘要： 风是气象观测要素之一,根据中国气象局业务观测规范要求,需要测量10 m高度处的风速风向,因此在地面自动气象站中,10米风杆是常用的安装部件。文章在对原10米风杆现场测试失效原因分析的基础上,采用优化设计及系统设计等方法,从基础结构、杆体结构、材质选择等方面进行了改进,通过有限元分析的方法对风杆进行受力和变形量的计算分析,结果表明优化后的风杆具有更高的稳定性、可靠性及经济性。