关键词： 7075铝合金   喷丸   残余应力   粗糙度   有限元  

摘要： 为探究7075铝合金喷丸加工过程中不同喷丸参数对于喷丸结果的影响,本文基于Abaqus软件对相应的喷丸过程进行了有限元仿真,观察不同喷丸参数对于表面残余应力分布、表面粗糙度以及表面三维形貌的影响,同时基于实验过程对相应的喷丸过程进行研究,并对仿真和实验所得到的结果进行对比,最终发现,虽然在具体数值上两者之间存在一定的差距,但在变化趋势上两者呈现较为明显的一致性。因此,可以认为两者的分析结果是较为可信的,同时得出在单纯调整弹丸尺寸和弹丸速度的条件下,表面残余应力和表面粗糙度两者难以同时兼顾,但是喷丸覆盖率的提高可以用降低生产效率为成本较好的兼顾这两方面。

关键词： 软岩隧洞   膨胀性   LDP曲线   承载能力   有限元分析  

摘要： 我国在引调水及灌区工程建设过程中,各类软弱围岩隧洞已屡见不鲜。因膨胀性软弱围岩工程性质的特殊性,隧洞施工中经常面对支护结构破坏甚至失稳、大变形等难题。软弱性围岩隧洞以整体变形破坏为主,建立了一次支护数值模型,拟定了不同围岩支护时机及支护措施,通过模拟计算,隧洞围岩收敛变形在规范允许范围内,一次支护措施承载能力满足施工期安全要求,为施工期各类围岩支护时机及支护措施提供了理论依据。建立二次衬砌数值模型,考虑隧洞运行期内水外渗引起的围岩吸水膨胀,剖析不同工况下二次衬砌的力学响应特征,结果表明二次衬砌底板是受力最不利位置,可通过提高底板的厚度或配筋量,提高衬砌整体承载力。本研究可为膨胀性软岩隧洞支护衬砌结构设计提供理论指导,为同类工程设计及施工提供参考。

关键词： 柔性   压阻传感器   压敏结构   有限元分析  

摘要： 在压阻层引入压敏结构是提高压阻传感器灵敏度的有效方法,但是压敏结构的形变在实际实验中难以直接观察,使得微结构的形变、电阻变化等机制尚不明确。为此,采用有限元仿真分析软件,模拟不同载荷大小和不同敏感结构对石墨烯基柔性传感器压敏结构的作用机制,揭示了压敏结构对传感器形变、电阻变化的影响。结果显示,方柱和圆柱压敏结构的传感器形变程度小,但电阻和应力变化区域大,而金字塔和半圆球压敏结构的传感器形变程度较大,但电阻和应力变化区域较小。

关键词： 桁架拱塑料大棚骨架   竖向荷载   受力性能   有限元分析  

摘要： 桁架拱塑料大棚在我国北方寒区广泛使用且数量庞大。由于我国北方寒区雪荷载大,而多数大棚骨架设计制造不合规,冬季常有暴雪导致的大棚坍塌事故发生。为研究桁架塑料大棚骨架在平面内竖向荷载的受力性能,以节点间距及桁架拱高度为影响因素,研制了4榀桁架拱塑料大棚骨架及试验装置。采用竖向加载的方法得到了桁架拱塑料大棚骨架竖向荷载作用下的试验现象、骨架极限荷载及位移等试验数据。通过极限荷载数据分析得到了影响桁架拱塑料大棚骨架承载力因素排列顺序为:矢高>上弦节点间距>桁架高度。通过分析骨架荷载-位移曲线得到了骨架弹性极限荷载及对应的弹性位移,并通过分析骨架变形形态得到了骨架进入平面外屈曲的位置和屈曲状态。采用ABAQUS建立了桁架拱塑料大棚骨架三维线性有限元模型,通过跨中及l/4跨处的荷载-位移曲线试验值与模拟值对比分析,验证了有限元模型的正确性。研究成果可为桁架拱塑料大棚使用阶段受力和后续非线性屈曲稳定有限元分析提供参考。

关键词： 车身尺寸   有限元   光学测量   数字孪生  

摘要： 有限元技术和光学扫描技术目前已经应用成熟并广泛应用于各个行业和企业,但两者结合应用目前还不多,尤其在汽车车身尺寸质量分析领域。本文分别从不同角度对车身单件匹配、总成零件装配以及测量基准调整三方面进行了应用探索,基于数字孪生数据进行有限元受力变形应用方向分析。

关键词： 软土基坑   围护结构变形   SMW工法桩   有限元  

摘要： 本文针对采用SMW(soil mixing wall)工法桩的长大深基坑围护的变形受力特点,通过有限元对杭州地区某软土基坑进行三维建模,基于围护结构的水平位移、周边地表沉降以及深层土体位移的变化规律,探究SMW工法桩型钢布置形式、软弱土层分布以及土体性能对基坑变形的影响。对比分析数值模拟结果可知:型钢间距越密集,SMW工法桩侧向水平位移、地表沉降以及深层土体位移越小;其中“密插型”布置方法比“插一跳一型”的围护结构位移最大值减小8.16%~9.74%,周边地表沉降最大值减小约10.00%~23.53%。软弱土层厚度对基坑变形影响较大,软弱土层越厚基坑围护结构变形值与地表沉降值越大,软弱土层厚度增大后,围护结构侧向位移增大14.55%~42.22%、地表沉降增大2~7倍。通过上述研究分析结果,能为采用SMW工法桩的类似基坑围护设计提供参考经验。

关键词： 道路工程   河道工程   有限元分析   质量控制  

摘要： 为研究邻近地铁的道路与河道工程施工对既有线路影响,分析探索福州某邻近地铁的道路和河道工程施工项目。在分析工程项目基本概况、工程地质和水文地质的基础上,对新建工程的影响范围等级进行划分。根据影响等级的划分结果,对危险性较大的部位进行有限元模型的建立,以分析施工过程对既有线的影响,对既有线的结构位移、结构内力、净空收敛和轨道变形进行探索。最后,根据有限元分析结果,提出针对性的施工质量控制方案。通过有限元分析与对现场重点施工工序的分析研究,对重要环节的施工质量控制起到重要的作用。

关键词： 钢塔斜拉桥   钢-混结合部   结构连接   构造方式   有限元分析  

摘要： 某人行景观桥为空间异型钢塔斜拉桥,主塔中2根箱型钢柱在四棱台混凝土基座上方交汇呈非对称V形,钢柱轴线与其底端钢-混连接面不垂直,基座尺寸严格受制于河道防洪要求,使塔根-基座结合部构造方式设计具有挑战性。按照造价相当的标准初步拟定3种结合方案,采用ABAQUS软件分别建立相应的有限元模型,选取塔底支座反力中平面内外弯矩绝对值相加最大的组合进行模拟计算及其结果比较和对标检验。研究结果表明:承压-传剪组合式结合部可以大幅度减小桥塔根部、基座及其中锚箱的应力,使其合理满足相关规范要求。就塔根最大位移和应力幅而言,均为传剪式最大、组合式最小。组合式方案中承压板厚度较承压式减小1/3,应力虽有上升却未超限,材料利用率提高。承压式、特别是传剪式构造方案中,混凝土基座最大主拉应力远超规范限值,无法满足抗裂要求。传剪式方案中锚箱钢板Mises应力也超限22%,且与其竖向压应力和混凝土主拉应力的最大值处于同一位置。传剪式方案不适用的原因是,锚箱中侧面竖板间距太小,矩形板与柱壁连接屈从于不利构造特点,形成大转折。无论应力大小还是变形控制,组合式方案都值得优先选择。研究成果直接服务于本工程,对类似工程也有一定的参考价值。

关键词： 螺旋输送机   带式螺旋轴   参数化有限元   响应面   轻量化设计  

摘要： 针对工程机械优化目标函数隐性化和求解效率低的问题,文中提出了一种集成参数化有限元与响应面的优化设计方法,并以矿用螺旋输送机带式螺旋轴轻量化设计为例,说明了该方法的思路与实现过程。为提高有限元建模效率,开发了基于APDL的带式螺旋轴参数化有限元模型,实现了不同尺寸带式螺旋轴的快速有限元分析。通过析因试验筛选出对带式螺旋轴受力分布和疲劳寿命影响显著的设计变量,并以结构强度和疲劳寿命为约束建立带式螺旋轴轻量化设计模型。采用优化的拉丁超立方采样并结合有限元仿真结果建立响应面模型,来拟合设计变量与目标函数之间的隐式关系,最后通过Minitab响应优化器进行寻优求解,实现带式螺旋轴减重15.4%。求解及验证结果表明:所提出的方法不仅轻量化效果明显,而且可以在保证计算精度前提下缩短设计周期,提高整体优化效率。

关键词： 林地开沟机   开沟刀   有限元分析   正交试验  

摘要： 针对林地开沟条件恶劣、开沟困难的情形,设计一种开沟刀,对设计的开沟刀进行切削土壤研究与参数优化。利用LS-DYNA建立开沟刀—土壤切削有限元模型,得到开沟刀土壤切削过程等效应力、切削阻力以及切削能耗的变化规律。以平均切削阻力为指标,建立正交仿真试验,探究刀片厚度、刃倾角和刀片切削速度对平均切削阻力的影响。正交仿真试验结果表明:平均切削阻力最小时的最优参数组合为刀片厚度6 mm,刃倾角45°,刀片切削速度2 m/s;各因素影响平均切削阻力的顺序为刀片切削速度>刀片厚度>刃倾角。对优化后的开沟刀进行静力学分析,刀具的强度与刚度满足要求。林地试验开沟刀切削阻力平均值为232.6 N,试验值与仿真值误差为7.1%,表明开沟刀—土壤切削模型可用于开沟刀参数优化。