关键词： 有限元   寰枢关节紊乱症   生物力学   寰枢侧方关节   骨错缝  

摘要： 目的:分析寰枢关节紊乱症患者上颈椎的生物力学特征,探讨骨错缝在寰枢关节紊乱症发病中的作用。方法:基于1例寰枢关节紊乱症患者的影像资料构建有限元模型并验证其有效性,分析关节面、椎间盘、肌肉的应力情况,并与正常颈椎的有限元模型进行比较。结果:与正常模型相比,寰枢关节紊乱症模型的整体应力分布不均,模型右侧应力大于左侧;寰枢关节紊乱症有限元模型的寰枢外侧关节、椎间盘、肌肉有明显的应力分布不均匀现象,偏歪侧的寰枢侧方关节、椎间盘后侧、头后大直肌止点处有明显的应力集中现象。结论:寰枢关节紊乱症会破坏上颈椎整体的力学平衡,导致关节面、椎间盘和肌肉的应力分布不均匀,可能导致颈痛和脊柱退变。

关键词： 天然气   深冷   温度   风险分析  

摘要： 高温、低温及温度交变工况对天然气生产装置长期稳定运行带来不利的影响,开展天然气深冷装置关键设备在温度载荷下的应力分析,是保障气田安全运行的关键.本文基于瞬态热力学基础理论,针对某采气厂天然气深冷关键设备建立全尺寸有限元模型,分析了温度载荷下关键部位热应力分布规律,并对最大等效应力位置进行强度评估.结果表明:塔器、换热器的应力薄弱点分布在进出口接管开孔和塔底焊缝位置;储罐的应力薄弱点分布在顶部开孔位置储罐外壁与支撑架连接位置;管线的应力薄弱点分布在橇装管线弯头法兰处以及表面裂纹处;支座的应力薄弱点分布在管道与管托接触位置以及支座接触位置.希望所得结论能够为关键容器在复杂温度工况下的强度设计、寿命预测及维护提供参考.

关键词： 无人机   机翼   有限元   疲劳寿命   损伤  

摘要： 近年来,无人机的发展受到越来越多的关注,其主要部件机翼结构的疲劳分析对无人机的安全飞行起到十分重要的影响。该文通过对无人机机翼结构建模,然后采用流固耦合的方法在ANSYS Workbench中模拟计算出机翼正常飞行状态下的结构应力应变分布和形变情况,并使用应力疲劳分析理论,将机翼强度运算结果结合材料S-N曲线在nCode疲劳分析软件中计算分析该无人机机翼的损伤和疲劳寿命。结果表明,该无人机机翼疲劳寿命的最小值和损伤的最大值都出现在主翼梁与机身连接的根部,为后续无人机机翼结构疲劳设计提供另一种参考方法。

关键词： 三维有限元分析   边荷载   水闸结构   应力分析  

摘要： 某水闸位于惠州市沙河,是1座宽6 m的单孔水闸。闸室为压型钢筋混凝土底板的墩墙结构,施工期间闸室充排水时,发现闸室出现了较大的不均匀沉降。根据水闸的设计、施工等具体情况,采用三维有限元方法对水闸的沉降进行了计算分析,研究了不均匀沉降的成因,并对闸后沉降进行了预测。由于洞室自重已基本完成沉降,不会有实质性沉降;在运行期堵水情况下,洞室在河外侧和河内侧的沉降增量分别为0.3mm和0.4mm;通过处理,闸室沉降不会影响水闸的正常运行。

关键词： 预应力锚索   抗滑桩   支挡结构   路基边坡防护   稳定性   强度折减系数  

摘要： 为提升路基边坡稳定性、增强其抗震性能,研究预应力锚索抗滑桩支挡结构在路基边坡防护应用中的受力特性和抗震效果。针对某试验边坡情况设计一种预应力锚索抗滑桩支挡结构方案,利用MIDAS/GTS岩土有限元软件模拟分析不同强度折减系数下抗滑桩和锚索的受力特性,以及地震作用下预应力锚索抗滑桩支挡结构应用效果。结果显示:强度折减系数的增加不会改变抗滑桩弯矩以及锚索剪力的分布情况,但会增加弯矩值以及剪力值,强度折减系数为1.0时,加固边坡为工作状态,强度折减系数为1.2时,加固边坡已达到极限状态;预应力锚索抗滑桩支挡结构的应用,可降低地震作用产生的位移,且地震波作用结束后,监测点位移不再继续增加,呈稳定态势,边坡稳定性较好。

关键词： 提升绞车   滚筒结构   有限元分析   数值模型  

摘要： 以JTB-0.8×0.6A型提升绞车滚筒结构为研究对象,对提升绞车以及滚筒结构进行简要概述,利用SolidWorks和ANSYS软件建立了滚筒结构的数值模型。分析发现滚筒最大应力为231.45 MPa,最大变形为1.302 9 mm,最大应力几乎接近45号钢的许用应力237 MPa,所以滚筒容易出现故障问题。根据最新规范标准要求和经验公式,对滚筒直径和宽度进行优化设计计算,所得结果分别为3 000 mm和3 752 mm。将优化后的滚筒结构进行数值分析,最大应力和变形分别降低了20.65%、19.77%。将优化后的滚筒结构应用到提升绞车工程实践中,发现达到了预期效果。

关键词： 管道支架   抗震性能   有限元分析   滞回分析  

摘要： 细长直管道支架结构构造形式简单,便于设计和加工,经常用于城市管道以及工矿管道的支撑结构,保障了管道的安全与稳定。支架设计时管道连续沿纵向排列,其纵向刚度较大,但支架与支架之间跨度往往较大,为了减少地震作用对管道的震害影响,需要对细长直管道支架横向抗震性能重点分析。本文采用ABAQUS大型通用有限元软件建立了某细长直管道的有限元分析模型,并详细介绍了模型的参数、材性、接触、网格划分、荷载相互作用等建模过程。通过对模型进行滞回性能分析,并与已有试验结果进行对比,验证了有限元建模的有效性。结果表明有限元分析得到的结果与试验结果吻合较好,采用本文介绍的有限元分析过程模拟细长直管支架抗震性能是可行的。

关键词： 横连   后路   寰枢椎   三维有限元   颈椎   内固定  

摘要： 背景:在寰枢关节疾病采用后路寰枢椎椎弓根螺钉内固定术(C_(1)-C_(2)pedicle screw-rod fixation,C_(1)-C_(2)PSR)中加用传统的棒-棒横连可以为螺钉/棒结构提供更坚固抗旋转稳定性,但有安装困难、影响植骨床和脊髓损伤的风险。作者设计的新型寰椎钉尾横连(horizontal screw-screw crosslink,hS-S CL)可以有效克服上述缺点,但其生物力学性能尚不清楚。目的:利用三维有限元分析新型寰椎钉尾横连在C_(1)-C_(2)PSR中的生物力学特性。方法:采集1名成人健康男性志愿者枕骨底到枢椎(C0-2)的CT薄层扫描数据,分别建立寰枢椎有限元模型:正常组、失稳组、失稳+C_(1)-C_(2)PSR(无横连组)、C_(1)-C_(2)PSR+hS-S CL(钉尾横连组)。对各个有限元模型加载1.5 Nm的扭矩,计算出4组模型在屈伸、左右侧屈、左右旋转工况下的活动度及横连应力峰值,并提取内固定应力云图。结果与结论:①失稳组较正常组的运动范围明显增大43.8%-78.7%;2种内固定组在6种工况下的运动范围较失稳组减少90.2%-98.7%,在屈伸状态下的运动范围基本一致,但在侧屈及旋转状态下,钉尾横连组较无横连组运动范围分别减少34.3%-43.8%和78.6%-79.1%,其中在旋转状态运动范围减少最为明显;②2种内固定内植物模型应力峰值:钉尾横连组最大应力总体上小于无横连组,内固定组在后伸时应力峰值最小;③内植物的应力云图:显示内固定未出现明显的应力集中现象,且主要的应力分布区域为螺钉根部与骨质结合部,横连两端与螺钉尾槽或连接棒结合部;④新型钉尾横连能明显提高内固定的抗旋转稳定性,在三维运动上承担部分应力,降低内植物的最大应力;钉尾横连两端的应力分布明显,该部位可能出现横连的断裂。

关键词： 光纤光学   双芯光子晶体光纤   光束传播法   耦合效率   宽带耦合器  

摘要： 采用光束传播法对双芯光子晶体光纤中光纤结构参数对纤芯间耦合效率的影响进行分析。首先,根据双芯耦合原理,使用最小二乘法对波导间的耦合系数等参数进行估计,明确孔间距、纤芯折射率差、中央空气孔直径比例、纤芯直径比例、空气孔直径比例和空气孔对称度等参数对双芯光子晶体光纤耦合比及耦合区长度的调节作用,提出一种基于双芯光子晶体光纤的耦合器性能粗调与微调设计方法。然后,根据这一耦合器设计方法,提出一种非对称的双芯光子晶体光纤宽带定向耦合器。该耦合器在1.31~1.55μm区间实现了50%±5%的耦合比,带宽为240 nm,并具有3 mm的超短耦合长度。本研究成果可为光纤宽带定向耦合器的高效设计提供有意义的参考。

关键词： 满堂支架   有限元   施工工艺  

摘要： 作为现浇箱梁常见施工方法之一的满堂支架施工方法,其承载能力及整体稳定性直接决定着施工安全及桥梁的浇筑质量。以3m×40m等截面单箱四室预应力现浇梁为例,通过有限元的方法创建模型并进行施工模拟,计算各支撑材料变形及承载能力,对满堂支架的安全性及可操作性进行检验,并对支架施工关键工艺进行总结。结论为:(1)满堂支架布设范围内的地基夯实处理到位,地基承载力满足受力要求,当地基承载力不能满足承载要求时,需进行地基土的换填处理,过程中做好排水处理;(2)支架搭设过程中各构件支架紧密结合,具有足够的横、纵、斜向的连接杆件,保证支架空间上的整体稳定;(3)为消除梁体自重及各种荷载作用下产生挠度对结构正常使用的影响,需设置一定的预拱度。