关键词： 金属网   巷道支护   有限元   数值模拟   力学特性  

摘要： 针对煤矿井下强采动巷道围岩变形、支护构件破坏严重等问题,采用Ansys Workbench有限元分析软件,对目前煤矿井下常用的3种金属网(钢筋网、菱形网、经纬网)配合单体锚杆组成的锚网支护系统在垂直载荷作用下的力学响应特征进行有限元分析。研究表明,钢筋网抵抗变形的能力最大,菱形网次之,经纬网最小。同时通过增加网丝横截断面积能够有效增加金属网的抗变形能力;3种金属网的等效应力分布方面,钢筋网的应力分布出现较为明显的分区现象,菱形网的应力分布在网丝延展方向具有各向异性的特征;3种金属网的破坏方式主要分为节点破坏和拉伸破断,通过对比菱形网在网丝节点处破坏范围较大。

关键词： 框架桥   有限元   结构计算   纵横梁  

摘要： 文章以某下穿晋城站道岔区框架桥为项目背景,采用midas/civil civil-designer建立计算模型,对框架桥进行结构计算,并对本项目的架空方案进行安全性分析。根据计算可知,该框架桥顶底板压应力、中性轴处剪应力及结构裂缝验算均满足规范要求;道岔区所采用的D便梁架空体系、纵横梁架空体系(纵梁为特殊定制)的安全性均满足规范要求。通过实际工程检验方案的可行性,为类似工程提供参考。

关键词： 偏载   凸度修型   有限元   接触应力  

摘要： 针对滚针凸度修型及偏载对滚动轴承接触应力的影响,以KIRD234021-YA型滚动轴承为研究对象。首先,建立了完整的四种有限元模型,分别为无偏载滚子带凸度、无偏载滚子不带凸度、偏载滚子带凸度和偏载滚子不带凸度。其次,运用Nastran软件对四种模型分别进行力学性能分析,获得滚子、内圈应力云图。研究结果表明:轴承在无偏载工况下,滚子带凸度与不带凸度应力分布规律一致,且滚子最大应力值相差无几;轴承在偏载工况下,两种滚子的应力分布规律云泥之别,带凸度修型滚针的应力沿轴向分布更为均匀,且轴承最大应力值也相对较小,较无凸度修型的轴承滚针最大应力值下降45%,且与轴承内圈应力分布规律相吻合。最终,利用疲劳寿命试验机对四种轴承分别进行疲劳试验,发现轴承滚针磨损的状况与仿真结果相似。验证了对滚针进行凸度修型,能够有效提高应力分布的均匀性,缓解应力集中现象,减少轴承的磨损,尤其对偏载情况下的轴承更是如此。

关键词： 弹性压接型   IGBT器件   功率循环   寿命预测  

摘要： 现有的预测方法主要使用极端梯度提升树模型进行多层次预测训练,易受预测目标函数影响,导致预测性能不佳,因此,文章提出基于有限元的弹性压接型IGBT器件功率循环寿命预测方法。该方法构建了IGBT器件功率循环寿命预测有限元模型,计算了弹性压接型IGBT器件功率循环寿命预测参数,从而实现了功率循环寿命预测。实验结果表明,设计的弹性压接型IGBT器件功率循环寿命预测方法的预测均方根误差RMSE、平均绝对百分误差MAPE、平均绝对误差MAE均较低,预测训练时间较短,证明设计的IGBT器件功率循环寿命预测方法的预测效果较好,具有可靠性,有一定的应用价值。

关键词： 有限元法   乳牙   牙体修复   应力分析  

摘要： 有限元法是一种分析方法,其运作基于现代的计算机技术并应用于理论力学方面,且能够建立研究所需的省时、直观、具有明确结论的模型。迄今已广泛应用于工程技术领域,而对于口腔医学专业的载荷应力研究方面也具有很强的优势。三维有限元法应用在儿童口腔医学领域的相关力学研究已逐渐成为热点。

关键词： 耦合设计   涵道风扇   设计方法   风扇叶片   喷管  

摘要： 涵道风扇是未来绿色航空动力的重要发展方向,快速、准确的涵道风扇设计方法成为工程领域的迫切需求。在传统的涵道风扇设计方法中,部件间的耦合效应需要建立在完善的三维数值计算或试验数据的基础之上。而本文发展了考虑涵道风扇关键部件耦合效应的设计方法,形成了涵道风扇一体化设计手段,并以此为基础开展了涵道风扇的一体化设计及验证工作。结果表明:相比于简单叠加设计方法,耦合设计使叶片推力设计误差由15%减小到3.5%;采用部件耦合方法设计的带有扩张喷管涵道风扇和等直径喷管涵道风扇的转静叶片推力设计误差满足工程需求,确认了部件耦合的设计方法正确传递了部件间的影响关系;通过试验对设计结果进行了推力校验,试验结果与设计点的总推力误差为1.25%,证明了本文发展的耦合设计方法的准确性。

关键词： 桁架   组合结构   有限元   参数   力学性能  

摘要： 文章采用有限元软件进行数值模拟分析,采用B32梁单元模拟钢桁架和S8R5壳单元模拟混凝土面板,利用tie约束将两者组合在一起,实现了钢桁架混凝土组合梁桥的模拟,改变面板材料参数,输出纯钢桁架的模型,通过Mises应力及空间位移云图和X-Y曲线图与前者进行对比分析,得出钢桁架混凝土组合结构梁桥在不受其他外力仅在自重和车道荷载的作用下应力和变形都较纯钢桁架梁桥小得多的结论,论证了其在经济上具有优越性的同时在力学性能上更具优势。

关键词： 电磁发射   脉冲电容器   重复频率   有限元   累积效应  

摘要： 电磁发射技术中通常要求脉冲功率电源具有数十千安幅值、数毫秒脉宽的脉冲电流,并且具备重复频率连续发射能力。金属化薄膜电容器因其储能密度高、使用寿命长而被广泛应用于脉冲电源系统。根据脉冲电容器的结构及脉冲电源的工作模式,该文首先建立脉冲电容器的发热及散热模型;然后,在多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics 5.6中建立瞬态温度场模型,并结合现有实验结果验证模型有效性,进而讨论重复频率脉冲放电应用中金属化膜脉冲电容器内部温升的累积现象。结果表明:在脉冲放电峰值1 kA、环境温度15℃、金属膜厚4 nm条件下,以12次/min的重复频率、30 s时间间隔连续工作10次后,脉冲电容器芯子最大温升为22.9℃。在此基础上,仿真分析环境温度、重复频率、脉冲电流峰值、电极厚度四方面因素对脉冲电容器温升的影响。该模型给出重频大电流下脉冲电容器内部瞬态发热规律,可为脉冲电容器合理运行和优化设计提供参考。

关键词： 浮动球阀   赫兹接触   分形理论   挤压应力   有限元  

摘要： 目前浮动球球体挤压计算存在两大问题:首先,现有校核公式结果偏大,不符合实际情况;其次,赫兹接触理论因假设条件和模型匹配度差等原因,计算难度大。阀门启闭瞬时,阀杆与球体的挤压行为存在不确定性,传统的计算接触面积与真实接触面积间存在极大偏差,因此,合理的接触面积是校核挤压强度的关键。本文基于分形理论,从零部件接触行为的相似性出发,推导出挤压应力计算公式,以NPS 1-1/2,CLASS 150浮动球阀为例,得到其挤压应力值为33.3 MPa;借助SolidWorks有限元分析软件得到同一模型的平均挤压应力为31.62 MPa,两者相差不大,验证了挤压公式的合理性和可靠性。本次推导为浮动球挤压应力的计算提供了新的思路和方法。

关键词： 永磁游标电机   磁场调制原理   电磁转矩   有限元分析  

摘要： 为了研究分裂齿集中绕组永磁游标电机(PMVM)的电磁转矩特性,基于磁场调制原理建立PMVM的磁动势磁导模型,给出永磁体和电枢绕组单独作用下气隙磁密谐波的次数和转速表达式,分析产生平均转矩和转矩脉动的谐波次数。采用麦克斯韦应力张量法计算各主次谐波产生转矩的大小,确定各主次谐波对电磁转矩的影响。通过有限元分析对结果进行了验证。结果表明:PMVM的电磁平均转矩绝大部分由16次谐波产生,占比98.83%,转矩脉动主要由16、34、48次谐波产生,占比52.29%。PMVM电磁平均转矩的来源主要为永磁体产生的气隙磁密基波,因此可改变永磁体的用量和形状增大其产生的气隙磁密基波以提升PMVM电磁转矩性能。