关键词： 地震峰值加速度   有限元   放大效应   Logistic曲线拟合   三因素计算公式  

摘要： 为探究地震作用下边坡沿高程方向的峰值加速度(PGA)放大效应规律,采用OpenSees有限元软件对均质土坡在不同地震动下的PGA放大效应进行数值模拟计算,研究了土层剪切波速(V_(s))、坡角(θ)和坡高(H)等因素对PGA放大系数的影响规律。通过Logistic函数曲线对各PGA平均放大曲线进行拟合并对拟合形态参数进行分析,最终构建了基于剪切波速、坡角和坡高的三因素η计算公式,并对该公式进行了验证。

关键词： 左侧偏瘫   内收肌   束带   股直肌   联合仿真   腹直肌   斜方肌   背阔肌  

摘要： 目的在考虑个体解剖学差异和体内生理载荷下,进行肌骨-有限元联合仿真,系统分析人机交互过程中肌骨系统的力学响应行为,指导人机交互设计,提高训练安全。方法选择4组减重束带作为实验样本,测试其力学性能。选择1名左侧偏瘫患者(男,42岁,172 cm,78 kg,26.4 kg/m^(2))进行分析。在Anybody中构建个性化的人机耦合模型,计算斜方肌、背阔肌、竖脊肌、腹直肌、内收肌和股直肌的峰值肌力。将肌肉附着点、肌肉力、关节力、力矩作为加载条件,设置最大力的时间节点,在Abaqus中计算骨盆和股骨的峰值von Mise应力。结果内收肌的发力最明显(1.44~2.01 N/kg)。6组肌肉的患侧发力以及骨盆和股骨的应力均明显小于健侧,特别是股直肌肌力,仅为健侧的1/3。束带穿戴进一步地增加股直肌发力的不对称性,但对腰腹区域的肌力平衡有积极作用。6组肌肉的肌力在4组样本间均呈现了明显差异。穿戴束带1时的肩背部和大腿肌力最小,最高达到89.28%,穿戴束带4时的腰腹部肌力最小,小于其他3组束带13.61%~57.49%。不同束带对股骨健侧应力产生了明显影响,穿戴束带2时的股骨应力大于其他3组束带8.7%~16.04%。结论机器人辅助步行时,大腿是主要受力变形区域,腿带设计可考虑多层衬垫的平行结构,既可承受循环载荷,且具有吸能特性以减轻载荷。

关键词： 井下筛分   井下滚轴筛   参数化设计   筛分过程仿真   有限元分析   筛分过程智能控制  

摘要： 为适应煤矿井下筛分对设备安装检修、硐室设计以及减少筛分土建投资等方面的要求,针对现有装备的不足,运用参数化设计思想,通过筛分过程的仿真以及关键部件的有限元分析,进行了井下滚轴筛的设计。最终确定:井下滚轴筛采用三段分体模块化结构,以便于设备的安装和维护,三段筛面连接后呈香蕉形,各段箱体均采用全密封结构,无粉尘外溢且噪声低;筛面宽度应大于物料的最大粒度(D_(max))的3倍,筛面长度应为筛宽的3~8倍;每根筛轴均通过弹性柱销联轴器与筛箱外侧的驱动电机一一相连,可对每根筛轴的转速进行实时调整,同时也方便检修和维护;筛盘所受应力为0.018 MPa,位置在齿尖处,筛轴以弯曲应力为主,最大应力为1.71 MPa,位置在轴承处,二者材质均选用经调质处理的45_#钢,可满足使用要求;优化筛轴转速、筛面倾角等因素可优化筛分效率;采用迭代算法进行优化,可在筛分效率最大化的前提下最大限度地提高滚轴筛处理量。运用参数化思想设计得到的井下滚轴筛达到了设计目标,为井下筛分的推广应用提供了一定的装备基础。

关键词： A字架   结构   有限元   应力  

摘要： 铺砂船在进行铺砂作业时,用于起吊铺砂头的A字架会承受来自海中浪、流及铺砂头自重和砂子的重量,其结构强度应满足铺砂工况下的使用要求。文章对A字架进行三维建模,并对A字架进行有限元网格划分;建立A字架的力学模型,进行工况组合,选定2个典型工况作为A字架的结构分析边界条件。经过结构验算,A字架的结构可满足正常的铺砂作业工况需求,结构设计合理。

关键词： 支撑座   ANSYS Workbench   有限元分析   响应面   优化设计  

摘要： 针对ZT24000/25/45D型特殊超前支架支撑座在现场使用过程中发生变形、开裂问题,通过SolidWorks参数化建模及ANSYS Workbench有限元软件分析,发现其设计缺陷。对支撑座各危险截面进行受力计算,重新设计支撑座尺寸,在ANSYS Workbench优化模块中调用响应面优化设计其最优尺寸方案,并验证优化的可靠性且使产品轻量化。

关键词： 弧形闸门   建模方式   静动力学特性   有限元  

摘要： 针对弧形闸门有限元分析中采用不同建模方式易造成数值模拟结果差异性的问题,以贵州乌江沙沱水电站大型露顶式弧形闸门为例,从计算原理角度探究了主梁翼缘采用节点耦合法、厚度叠加法两种建模方式对闸门静动力学计算结果(三维非线性静力学、模态分析和瞬态动力学)的影响。通过对比分析发现:采用厚度叠加的简化方式增加了构件的刚度,对闸门静力复核不利;两种建模方式对闸门干湿模态下的振型和自振频率影响较小;采用节点耦合法获取的支臂垂向振动程度较厚度叠加法结果略大,支臂与主横梁连接处敏感区域的动应力较厚度叠加法结果明显增大。两种建模方式对闸门整体结构属性影响有限,对支臂与主横梁连接处等敏感区域进行计算复核时应尽量采用节点耦合法,使计算结果更偏于安全。

关键词： 谐波平衡法   定点技术   场路耦合   棱边元   非线性问题  

摘要： 为提升三维非线性电磁场仿真计算效率,提出了基于A、φ-A位组的三维定点谐波平衡有限元法。算法采用棱边元与节点元组合单元结构降低自由度,通过引入基于规范变换原则选取的标量位φ,保证矩阵方程的对称性。算法基于谐波平衡理论,实现了有限元方程系数矩阵的频域分解,使其适用于并行计算,并提出了直流分量定点磁阻率法及一种自适应的松弛因子选取方法,提升了算法非线性迭代的收敛速度。通过与传统时步有限元法及直流偏磁工况下的实验数据对比,验证了算法在三维涡流问题及考虑场路耦合的非线性问题上的有效性。在非线性工况下,分析了不同定点磁阻率选取方法对算法计算效率与收敛性能的影响。结果表明,在保证计算数值误差小于10-5时,相比其他定点磁阻率法,改进的定点磁阻率选取方法约降低31%的非线性迭代次数,29%的计算时间。

关键词： 油纸套管   有限元   局部过热  

摘要： 由于油纸绝缘套管内部缺陷温度难以测定,局部过热缺陷在初期很难发现,因此开展内部过热缺陷与套管本体温升的关联性研究对现场运维具有重要的指导意义。本研究基于电磁-热耦合方法,建立了110 kV油纸绝缘套管在局部过热缺陷下内部与外部温度分布仿真分析模型,计算了不同接触电阻情况下套管整体温度场分布,并研究了环境温度、故障时间、温度日变化等工况对套管内部与伞裙温升的影响。结果表明:10倍接触电阻劣化情况下套管表面伞裙温升2.3℃,为套管早期故障表征;外界环境温度较低时套管伞裙表面温升绝对值较高,而在环境温度较高时套管内部温升绝对值较高;油纸套管温升会在较短故障时间内快速增长,并于12 h时达到饱和;冬夏两季温度日变化下套管温度变化会滞后于环境温度突变,且套管温升随环境温度骤升会突然下降,反之亦然。本研究所得结论可结合现场红外测温数据实现油纸套管智能运维,并为变压器套管数字孪生体构建提供数据支撑。

关键词： 滑扣   有限元   过盈量   结构优化  

摘要： 对无线智能一键求助报警器外壳后盖的滑扣尺寸进行了仿真模拟研究,分析了滑扣的过盈量、材质和指压对后盖脱扣性能的影响规律。结果表明,过盈量对后盖的脱扣性能影响较大,试产所采用的过盈量0.5 mm未达到质检预期。基于对受力分析和应力分布的对比,将设计优化为过盈量0.3 mm,其后盖的拆卸性能更符合质量管控要求,解决了试产和维修反馈的拆卸过紧的问题。

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。