关键词： 椎弓根螺钉   三点弯曲测试   有限元分析   结构参数优化  

摘要： 钛合金因其优异的力学性能和生物相容性,广泛用于椎弓根螺钉的制备。椎弓根螺钉植入人体后,受脊柱的屈曲伸展和横向弯曲作用,螺钉发生疲劳弯曲最终导致螺钉松动甚至断裂,影响植入稳定性。因此有必要对钛合金椎弓根螺钉抗弯性能进行研究。通过单因素实验与正交实验分析设计不同结构参数椎弓根螺钉,结合有限元分析与力学实验的方法,使用三点弯曲试验对钛合金椎弓根螺钉的抗弯性能进行模拟仿真与实验验证,并对螺钉结构参数进行优化。结果表明,模拟结果与实验结果吻合较好,螺钉结构参数对抗弯性能的影响顺序为外径大于螺纹深度大于螺距,最佳参数为螺钉外径5.5 mm、螺纹深度0.65 mm、螺距1.60 mm,优化后的螺钉对比标准椎弓根螺钉,最大支反力提高74.7%。

关键词： 钢-混组合梁   UHPC   负弯矩区域   抗弯性能   参数分析  

摘要： 随着UHPC材料在桥梁工程中的广泛应用,钢-UHPC组合梁在负弯矩作用下的弯曲性能也受到了重点关注。文章借助ABAQUS对该问题进行了数值分析,研究了混凝土材料、纵向配筋率、剪力连接程度、钢材强度等参数对负弯矩作用下钢-UHPC组合梁抗弯性能的影响,并采用现有弯曲承载力对负弯矩作用下钢-UHPC组合梁的抗弯承载力进行了计算分析。研究结果表明:混凝土材料(UHPC)、纵向配筋率、钢材强度对负弯矩作用下钢-UHPC组合梁的抗弯承载力有显著影响,而组合梁的剪力连接程度对抗弯承载力的抗弯承载力影响较小。现有关于负弯矩作用下钢-UHPC组合梁的抗弯承载力由于未考虑UHPC的抗拉贡献,导致承载力计算值偏小。

关键词： 大体积混凝土   跳仓法   有限元分析   温度控制  

摘要： 本文以某项目工程为例,简要分析一下底板跳仓法施工水化热与温度关系的有限元分析,并以加强建筑工程地下室底板混凝土跳仓法施工技术的应用措施作为切入点,对做好施工前的准备工作、选择优质混凝土原材料、采用专业跳仓施工工艺、加强施工质量管理以及积极开展培训工作等方面进行研究,期望能够为相关人员提供有效的参考。

关键词： 钢管混凝土桥墩   抗震分析   结构设计   有限元分析   拟静力试验  

摘要： 在地震作用下,位于陡坡地形上的传统钢筋混凝土低矮墩柱常常由于延性不足而发生脆性剪切破坏。为提高低矮墩柱在陡坡地形环境下的抗震性能,提出在桥梁矮柱抗震设计中采用钢管混凝土结构来代替传统的钢筋混凝土结构。为探究该种结构的应用可行性,本文以一座桥址位于山区陡坡环境的拟建机场高架桥作为工程背景,利用有限元软件ABAQUS建立应用钢管混凝土墩柱后的桥梁结构有限元模型,进行地震响应分析,并结合拟静力试验研究钢管混凝土墩柱的抗震性能。结果表明,在E2地震作用下,桥梁结构中各钢管混凝土墩柱中钢管均处于弹性工作状态且未出现局部变形,管内混凝土最大压应力均未达到极限压应力,墩柱局部地震损伤处于可修状态;钢管混凝土墩柱在试验中表现出较好的耗能能力、刚度及延性,结构适合桥梁矮柱抗震设计应用。

关键词： 制动系统   稳定性   有限元分析   优化设计  

摘要： 文章以提高赛车制动系统的稳定性为目标对制动系统进行了分析优化。首先,通过对赛车的现场调研,掌握了赛车的基本参数,并根据参数数据计算出了赛车制动力及分配系数。其次,通过MATLAB仿真模型得到同步附着系数,并以计算数据为依据设计了赛车的制动管路和制动盘。再次,利用CATIA软件绘制三维图,通过ANSYS有限元分析软件对制动踏板及支撑底座进行了结构力学分析,进而验证了设计的制动踏板符合要求。最后,CARSIM仿真结果表明,此次优化设计提高了制动系统的稳定性,为后续学者开展相关研究提供了有力参考。

关键词： 机器人关节电机   多目标优化   齿槽转矩   有限元分析  

摘要： 为提高机器人关节用无框永磁同步电机效率、减小齿槽转矩和转矩脉动,通过能量法推导出电机齿槽转矩解析式,确定影响电机转矩性能的4个重要参数:气隙长度、永磁体厚度、永磁体极弧系数、定子槽口宽度,并使用有限元方法分析各个参数对齿槽转矩的影响。基于响应面方法和多目标遗传算法,建立响应面回归模型,以提高电机效率和降低齿槽转矩为目标,得到永磁同步电机的帕累托前沿。最后根据约束条件和设计目标选择最优解,并利用有限元分析对初始方案和优化后方案进行对比分析。结果表明:该多目标优化方法可以设计出兼顾高效率和低齿槽转矩的目标电机。

关键词： 小间距双柱盖梁墩   有限元分析   地震响应   纤维单元模型   抗震性能  

摘要： 由于地形限制,双柱盖梁墩的间距受到严格的控制。通过SAP2000,对小间距双柱盖梁墩的建模进行空间有限元动力分析,可以得到其在地震荷载作用下的纵横向桥墩和桩基的地震响应。利用UCFyber软件,建立纤维单元模型,对桥墩和桩基截面进行抗弯能力分析(考虑轴力),从而检验小间距双柱盖梁墩在地震荷载作用下的桥墩和桩基的抗震力学性能,对今后相应结构的抗震性能分析具有一定的参考意义。

关键词： 钢管混凝土   格构柱   拟静力试验   参数分析   抗震性能   有限元分析  

摘要： 为研究四肢钢管混凝土格构柱的受力机理及抗震性能,对4根四肢格构柱进行拟静力试验研究及有限元分析。通过试验得到四肢钢管混凝土格构在低周往复荷载作用下的滞回曲线和骨架曲线,分析了试件破坏过程。研究结果表明:格构柱的耗能能力及延性都较好;轴压比对试件的影响主要体现在破坏阶段,轴压比越大承载力下降段的斜率越大;长细比对试件受力性能有较大影响,随着长细比增大,试件的屈服位移和极限位移会增大,但水平承载力和破坏段的斜率会降低。建立了数值计算模型,并与试验结果进行对比,验证其正确性。并对不同高宽比、节间距与柱肢外径比等参数对试件弹性刚度和承载力的影响进行分析,结果表明:减小格构柱的高宽比和节间距与柱肢外径比对格构柱的受力性能有很大提升。建议实际工程中格构柱的高宽比不宜大于4.8;节间距与柱肢外径比低不宜大于7.0。

关键词： 有限元分析   水池池壁   角隅加强  

摘要： 为对钢筋混凝土水池进行优化设计,从现有水池设计方法的不足之处入手,结合某接触消毒池实际工程案例,通过有限元分析的方法,运用有限元软件midasGEN和ABAQUS研究了水池角隅受力情况,得出了池壁的应力分布情况,并给出了优化设计的方法和建议。结果表明:在布置加强筋时,高度和长度只需要达到池壁高度的1/5,就可以满足设计要求,同时在不显著增加钢筋应力的前提下减小了钢筋应力分布范围。可见传统配筋方式不够经济,对其进行优化是合理的。

关键词： 芯轴   螺纹   高强度   复合载荷   有限元  

摘要： 为了防止芯轴下端连接螺纹强度不足而造成失效事故,采用高温高压套管柱设计计算方法、有限元数值模拟和实验手段,对芯轴材料进行了力学性能实验,开发了一种用于芯轴悬挂器高强度螺纹结构,并在极限复合载荷下对该螺纹进行了三维有限元计算。研究结果表明,拉扭压复合载荷对外螺纹强度影响较大,压缩载荷对内螺纹内台肩第一牙应力影响较大,内外螺纹其余部位相对安全。拉伸载荷在一定程度缓解了上扣扭矩对内外螺纹台肩部位的影响。从计算结果得到内外螺纹整体上应力小于材料允许的屈服极限,且螺纹接头接触压力均大于外在流体压力,可以形成有效密封,研究结果为芯轴悬挂器螺纹结构的选型和使用提供理论基础。