关键词： 磁浮列车   悬浮电磁铁   磁热耦合   有限元分析   参数设计  

摘要： 中低速磁浮列车依靠悬浮电磁铁产生电磁吸力,实现悬浮和导向,针对悬浮电磁铁结构参数设计问题,提出一种基于磁热耦合仿真的方法对悬浮电磁铁进行优化研究。通过对电磁铁结构分析,提出对悬浮电磁铁进行内扣和外扣两种方式,并分别建立三维有限元参数化计算模型,分析其主要发热源和热流量计算方法。在电磁铁温升不超过设定值的情况下,以提升悬浮电磁铁的浮重比为目标,采用遗传算法对结构参数进行寻优求解。仿真试验结果表明,在保证悬浮力达到要求的情况下,所提方法对电磁铁进行内扣操作后,其质量减少43%,进行外扣操作后,电磁铁质量减少58%,并且电磁铁的稳态温升没有超过设定值。所提出的设计方案更加符合实际,为后续设计提供一定的参考依据。

关键词： Photoshop软件   脊髓灰质   压缩状态   切片图像   残余应力   有限元研究   疾病发病机制   脊髓白质  

摘要： 目的残余应力广泛存在于血管,大脑和肠道等生物组织内且残余应力的相关研究对于解释相关组织疾病的发病原因和制定治疗方案具有重要意义。目前有大量关于残余应力计算的研究,但通过有限元软件来计算残余应力的相关研究较少。本文以大鼠脊髓张角实验采集的数据为基础,重建大鼠脊髓灰质和白质模型,在有限元软件中计算大鼠脊髓灰质和白质的残余应力。方法采集大鼠脊髓灰质和白质的切片图像,利用Photoshop软件处理大鼠脊髓切片图像,在Solid Works软件中重建大鼠脊髓白质和灰质切片模型,导入ANSYS软件中计算大鼠脊髓灰质和白质的残余应力。结果(1)大鼠脊髓灰质和白质的残余应力作用相反,脊髓灰质处于周向拉伸状态,脊髓白质则处于周向压缩状态;(2)大鼠脊髓灰质的残余应力为287.02~813.2 Pa,白质的残余应力为460.51~1713.6 Pa。结论本研究基于大鼠脊髓张角实验数据,使用有限元软件分别计算大鼠脊髓白质和灰质的残余应力,有助于更好地认识脊髓残余应力,也为脊髓残余应力计算的进一步研究和探究脊髓残余应力与相关脊髓疾病发病机制和治疗方案提供了重要的参考。

关键词： 桥梁工程   连续箱梁桥   荷载试验   承载力   有限元分析  

摘要： 为了研究连续箱梁桥承载力及裂缝开展情况,评定桥梁的各项指标,为桥梁的运营养护提供可靠资料,采用现场加载试验及有限元数值模拟分析相结合的方法,基于静载试验测定各工况下桥梁应力和变形,利用动载试验测定桥梁自振特性及车辆对桥梁的冲击系数。对比实测值与有限元计算结果得出结论,该桥梁卸载后的残余位移和应变满足相关规范要求,结构动刚度能满足正常使用要求,桥梁正常使用条件下的车辆冲击效应满足设计要求。裂缝开展方面满足相关规范最大裂度的限值要求,该桥梁承载力不满足设计要求。建议对该桥梁上部结构进行加固补强,以满足正常运营条件。

关键词： 大跨钢结构   有限元分析   分区同步卸载  

摘要： 文章以安徽省天长市某体育场为工程背景,研究大跨空间管桁架钢结构屋盖分区同步卸载方式,提出分区、同步卸载方案,并对钢结构屋盖的卸载全过程进行实时动态监控;运用有限元分析对施工全过程进行模拟计算,并将现场实测数据与数值模拟结果进行对比分析,保障屋盖结构在卸载过程中处于安全稳定状态,圆满完成卸载。屋盖卸载过程中应力与位移变化均在设计范围以内,有限元模拟分析与实测结果吻合较好。研究结果可为其他大跨空间管桁架结构屋盖卸载方案设计、应用及施工过程监控提供参考。

关键词： 圆管带式输送机   过渡段   有限元分析   ANSYS  

摘要： 通过仿真分析方法实现矿用圆管带式输送机过渡段仿真分析,根据分析结果介绍过渡段优化设计方案。根据矿用圆管带式输送机过渡段基本结构构建过渡段仿真模型,由此实现矿用圆管带式输送机过渡段有限元仿真分析,根据分析结果介绍过渡段优化设计方案,最终将优化设计方案应用于工程实践,检验优化设计方案可行性。

关键词： 波形钢腹板   能量法   剪力分配   有限元分析  

摘要： 在波形钢腹板桥梁的抗剪设计中,腹板的剪应力分配是比较关键的问题。为了解决波形钢腹板剪应力分配的计算问题,提出了一种基于能量法的波形钢腹板剪应力分配计算方法。该方法以能量法为基本原理,通过外力功等于桥梁纵向应变能与横向应变能之和这一基本思想,计算出每道腹板分担剪力的比例,并以剪力分配系数表征各腹板的剪力分配比例。最后,应用该方法计算了一单箱六室波形钢腹板箱梁桥的剪应力分配系数,同时,建立该桥的有限元模型,并将有限元计算结果与能量法结果进行对比,分析能量法计算出的各块腹板剪力分配系数的准确性。算例分析结果表明,该方法能较准确地对多个波形钢腹板之间的剪力分配进行分析,可为该类型桥梁的抗剪设计提供依据。

关键词： 冲击/气膜复合冷却   管网计算   管网耦合   气膜冷却修正  

摘要： 为方便燃气透平叶片前缘冲击/气膜复合冷却结构的设计与研发,提出了一种管网耦合计算方法。利用Python编制了叶片冷却结构设计的一维管网程序,并采用冲击冷却的实验结果对管网程序进行了验证;结合ANSYS CFX三维数值计算软件,搭建了用于叶片前缘冲击/气膜复合冷却的管网耦合设计计算平台,设计了用于计算内部流场的管网模型,并提出了管网耦合计算中的外部气膜冷却修正方法;通过与经湍流模型验证和网格无关性考核后的三维气热耦合计算结果进行对比分析,验证了管网耦合计算方法的可靠性。结果表明:所设计的管网模型对叶片内部冷却具有较好的模拟精度,可用于管网耦合过程中内部流场的计算;与三维气动计算相比,采用气膜冷却修正方法得到的平均气膜冷却效率的相对误差在2.18%~12.2%之间,验证了气膜冷却修正方法的可靠性;管网耦合计算结果与三维气热耦合计算结果吻合良好,两种方法计算的叶片壁面温度分布一致,但采用管网耦合方法可以大大节约计算时间,耗时为三维气热耦合计算的1/18。管网耦合计算方法可应用于叶片前缘冲击/气膜复合冷却的设计与研究。

关键词： 芳纶   柔性复合材料   防刺机理   穿刺模拟  

摘要： 为了预测芳纶柔性复合材料的防刀刺性能,及其受到刀穿刺响应的基本规律,采用多相剪切增稠液浸渍和碳化硅/热塑性聚氨酯涂层制备芳纶柔性复合材料,并进行抽拔和准静态刀刺实验。通过细化摩擦因数建立单层准静态刀刺芳纶复合材料模型以及多层纯芳纶材料动态刀刺模型的有限元模拟,并采用Python脚本有效简化建模流程,探究芳纶柔性复合材料以及多层纯芳纶材料的防刀刺机理。结果表明:碳化硅/热塑性聚氨酯涂层芳纶复合材料纱线间摩擦因数最高;剪切增稠液浸渍芳纶纱线间摩擦因数较好且不限制纱线拉伸变形,具有较好的防刺性能;多层纯芳纶织物动态穿刺过程中织物的主要失效模式为纱线断裂,纱线形变较少;模型的建立可为快速准确预测柔性复合材料的防刀刺性能提供参考。

关键词： 2195铝锂合金   有限元   深冷处理   残余应力  

摘要： 液氮深冷处理可改善材料力学性能并消减残余应力。通过采集2195铝锂合金材料深冷处理过程中的温度梯度,获得各过程的热交换系数,建立了2195铝锂合金液氮深冷残余应力演变的有限元预测模型,分析了深冷处理对材料应变和应力的影响规律。采用层削法残余应力测试技术对材料内部残余应力进行了测试,验证了液氮深冷处理对残余应力的消减作用。结果表明,与淬火态相比,深冷处理后材料表面和心部的压缩真应变减小,表面和心部的塑性应变差值减小,表面压应力峰值降低5.9%,心部拉应力峰值降低13.1%。研究表明,深冷处理可降低材料的残余应力水平。

关键词： 磁通切换永磁电机   有限元分析   多目标优化   进化算法  

摘要： 以磁通切换永磁电机为研究对象,利用有限元法建立准确可靠的仿真模型,并通过仿真验证其有效性.运用灵敏度分析方法找出关键参数,引入进化算法对电机参数进行多目标优化,以提高电机的电磁性能.研究结果显示,优化后的电机平均电磁转矩提升了22.1%,转矩波动和齿槽转矩分别降低了9.09%和56.90%.