关键词： 装配式   牛腿   有限元模拟   应力   位移  

摘要： 装配式建筑因其高效率、高精度、高质量、低人力、低成本等优点,越来越多地被建筑工程所采用。本文设计了三种装配式免支撑牛腿体系,为了研究三种不同的装配式牛腿的安全性,以及牛腿免支撑体系桁架中间连接件的长度、桁架的数量和桁架截面形状对装配式牛腿和桁架应力与位移大小的影响,本文对设计的三种牛腿进行了有限元分析,通过有限元计算模拟了装配式牛腿在不同桁架中间连接件的长度、桁架的数量和桁架截面形状下的应力和位移。结果表明,新设计的三种牛腿的性能均满足施工需要,其中ZN2牛腿性能最优。

关键词： 三通管   有限元   机器学习   随机森林   梯度提升  

摘要： 为了满足三通管液压成形过程的监测和过程控制的需求,构建了一个基于有限元数据驱动的机器学习框架用于多物理场的实时预测,包括:数据生成模型构建,建立能够准确描述塑性成形过程的有限元模型;数据集生成,结合成形工艺特点和成形设备参数范围要求进行实验设计,同时通过有限元模拟创建数据集,用于机器学习模型的训练;模型训练,选择机器学习算法就有限元模拟生成的数据集进行学习,建立边界位移与材料内部位移场的映射;多物理场计算,基于预测位移场推导材料内部应变、应力以及厚度场等的分布。采用该框架构建了基于CPB06屈服准则的纯钛三通管液压成形有限元模型,在此基础上通过加载路径全因子模拟实验生成了机器学习数据集,并采用随机森林和梯度提升算法实现了材料内部位移的实时预测,计算出了等效应变、等效应力和管材壁厚的分布。将上述预测模型用于全新工况的三通管液压成形,结果表明,预测误差不超过5%,说明构建的集成有限元方法的机器学习框架可以解决有限元模型无法在线分析的问题,实现对塑性加工过程中多物理场的实时预测。

关键词： 预应力混凝土   框架结构   建筑设计   施工过程   有限元分析  

摘要： 大面积预应力混凝土框架结构施工受力变形的动态变化对设计具有较高要求。以广东省深圳市某会展中心为研究对象,运用数值模拟方法建立结构三维分析模型,研究大面积预应力混凝框架结构考虑施工过程的受力和变形分布规律,并提出相应的施工控制方法。研究结果表明,预应力混凝土框架结构从左到右,位移和剪力逐步递减,最大位移和最大剪力主要集中在1轴~7轴,7轴~18轴的位移次之,18轴~21轴的位移最小;3种不同工况下的结构位移分布规律大致相同,但其位移极值有所不同,工况C的最大位移小于工况A和工况B,其张拉顺序为最优;选用两侧向中间张拉的施工方案,提出叠合浇筑支撑法施工大面积预应力混凝土框架结构,有效保障了工程的顺利竣工。

关键词： 弹性车轮   优化设计   疲劳寿命   敏度分析   有限元  

摘要： 弹性车轮是城市轨道交通低地板有轨电车的重要组成部分,为了提高弹性车轮服役疲劳寿命,该文基于撕裂能理论,应用ABAQUS、FE-safe和Isight软件,对弹性车轮橡胶元件进行有限元建模、优化设计和疲劳寿命研究.首先,基于裂纹能量理论,研究了橡胶材料的疲劳特性,建立弹性车轮橡胶元件有限元模型并进行数值模拟计算,结果表明弹性车轮的刚度和疲劳寿命均未达到设计要求.其次,基于正交数值试验和Sobol模型,提出了一种改进的灵敏度分析方法,以最小应变为优化目标,选用改进灵敏度分析方法确定的结构参数为设计变量,建立二阶响应面模型,采用自适应多岛遗传算法对刚度约束条件下的弹性车轮橡胶元件进行单目标多因素优化设计,并对优化弹性车轮进行有限元数值模拟分析,结果表明优化弹性车轮结构的疲劳寿命比原弹性车轮结构提高了30%,优化弹性车轮的刚度和疲劳寿命均满足设计要求.最后,对优化弹性车轮分别进行径向加载试验和疲劳试验,结果表明有限元计算刚度曲线与试验刚度曲线吻合,且经历设计疲劳周次载荷循环的优化弹性车轮,其结构保持完整,验证了有限元模型和疲劳寿命数值模拟的有效性.

关键词： 旧楼加装电梯   曳引钢丝绳   模态   固有频率  

摘要： 本文运用弹性模态理论,并通过胡克定律推导出了电梯曳引钢丝绳系统固有频率计算公式。本文分析了青岛市某小区旧楼加装电梯,建立了绕绳比为2:1的电梯曳引钢丝绳结构模型。通过模态分析,得出了在固定载荷情况下电梯运行至不同楼层时曳引钢丝绳的固有频率,从而对电梯运行过程中的振动情况进行探讨。

关键词： 被动控制系统   NES减震器   负刚度   滞回曲线   抗震性能  

摘要： 为拓宽非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)的频率变化范围,基于负刚度原理,通过预压弹簧构造负刚度系统,设计水平向的负刚度NES减震器。利用ABAQUS有限元软件对负刚度NES减震器进行数值模拟,在导杆无摩擦且弹簧不发生侧向屈曲的状态下,分析弹簧行程长宽比、预压缩量、刚度和阻尼比对负刚度NES减震器抗震性能的影响。研究结果表明:在固定弹簧行程长宽比的条件下,增加弹簧的预压缩量,可提高减震器的抗震性能;在固定弹簧预压缩量的条件下,随着弹簧行程长宽比的增大,减震器的承载力逐渐减小,抗震性能下降;弹簧刚度和阻尼比的增加可显著增大减震器的承载力,提高抗震性能。研究结果为负刚度NES减震器的工程应用提供参考。

关键词： 预制混凝土夹心墙体   螺栓钢板连接   轴压性能   有限元分析   承载力计算公式  

摘要： 预制混凝土墙板结合夹心保温技术可大幅提升墙体的保温隔热性,提高建造速度和节能效率。本文设计了螺栓钢板拼接预制混凝土夹心墙板试件,开展试件的轴向压力荷载试验,研究其轴压性能,提出了考虑螺栓钢板拼接影响下的墙板轴心受压极限承载力计算公式。试验结果表明:夹心墙板破坏模式主要为螺栓钢板节点上方以及墙趾两端混凝土的压溃,混凝土面板与夹心保温层在墙体底部轻微分层,墙体侧面出现较大竖向裂缝。将试件的试验轴向荷载承载力与本文提出的公式及现有的公式进行了对比,结果表明:国内现有公式计算值与试验值的差值百分比为5%,国外现有计算公式与试验值的差值百分比为45.7%~77.2%,然而本文提出的公式与试验值差值百分比仅为0.4%。国外现有的公式非常保守,本文提出的公式能够准确预测此种螺栓连接墙板的轴向承载力。在试验研究基础上,考虑了长细比、墙体厚度、连接件布置、混凝土边肋等参数,进一步建立有限元模型验证本文提出的公式。分析结果表明:数值模型的计算结果与本文提出的计算公式误差在–8.05%~2.65%之内,国内现有公式和国外现有公式与计算值误差分别在–2.25%~8.58%和41.61%~78.41%范围内,本文公式预测结果较为准确。最后,分析了各个参数对螺栓钢板拼接预制混凝土夹心墙板轴向承载能力的影响,发现墙板的配筋率对极限承载力无明显影响;合理布置GFRP连接件、设置竖向混凝土肋、减小墙板长细比和增加混凝土板厚度可以提高墙体承载性能。

关键词： 离心机底盘   固有频率   有限元分析   模态分析  

摘要： 离心机底盘的共振特性对其运行稳定性和寿命有着重要影响。文章采用有限元模拟方法,研究了实心底盘、三孔底盘和六孔底盘这三种不同结构的离心机底盘在固有频率方面的差异。三种底盘的几何参数相同,均为直径2000 mm、主轴高度600 mm、主轴直径320 mm,孔径300 mm,材料选用Q235低碳钢。通过有限元分析软件(Abaqus)对三种底盘的模态进行计算,获得其前5阶固有频率,并通过比较不同设计条件下的固有频率来分析孔洞结构对底盘振动特性的影响。分析结果表明,相较于实心底盘,开孔结构底盘的固有频率呈现出增高的趋势,且随着孔数的增加,底盘的固有频率逐渐上升。研究表明,底盘开孔设计不仅有效降低了底盘的质量,实现了轻量化设计,还能够提高底盘的固有频率,避免与工作频率产生共振。这一研究为离心机底盘的优化设计提供了理论依据和参考,有助于提高设备的长期稳定性和可靠性。

关键词： 地铁车站深基坑施工   既有桥梁结构   位移分析   桥桩内力   有限元分析  

摘要： 为了探讨地铁车站深基坑施工对紧邻既有桥梁结构的影响,以某地铁车站工程为例,采用MIDAS/GTS有限元软件进行了深入分析。通过模拟不同施工工况,得出了既有桥梁结构在深基坑施工过程中的最大水平位移、竖向位移及总位移,并绘制了位移发展曲线。同时,对近距离桥桩桩身的水平位移曲线进行了重点分析,探讨了盖梁结构对桥桩位移曲线形态及弯矩的影响。结果表明,深基坑施工对邻近桥梁结构的影响显著,尤其是水平位移的增加,且桥梁结构的位移变化与其距离基坑的远近密切相关。此外,带盖梁的高架桥结构中,桥桩因内凸式位移而承受更大的弯矩,需在设计时采取措施来增强桥桩的承载能力。

关键词： 输电线路   复合绝缘子   碳化爬电   有限元   电热场  

摘要： 针对复合绝缘子内部碳化爬电缺陷,建立FXBW-500大-小-小伞型线路复合绝缘子的电磁热耦合计算有限元模型,分析缺陷位置、表面污秽对芯棒内部碳化爬电缺陷引起的温升影响规律。结果表明:当复合绝缘子不同位置存在局部碳化爬电缺陷时,局部温升从大到小依次为高压端、低压端和中端。存在污秽时,碳化爬电缺陷绝缘子的温度分布没有明显变化,但各部位最大温升值均明显增大,其中高压端最大温升值由9.3℃增大至18.2℃,沿面温升由2.52℃增大至4.94℃。虽然污秽的存在使得绝缘子整体温度升高,但并未掩盖缺陷处的温度突变。因此在通过温度识别碳化爬电缺陷位置时,可重点将温升突变情况作为参考依据。