关键词： 电弧增材制造   有限元建模   梯形模型   残余应力  

摘要： 提出了一种基于等腰梯形截面的WAAM多层单道有限元热力耦合仿真建模方法。首先,基于单层单道的等腰梯形函数模型,建立多层单道梯形函数模型。然后,通过对比多层单道的梯形函数模型和抛物线函数模型的几何偏差和散热性能指标,验证了多层单道梯形函数模型的合理性,并对多层单道沉积过程进行热力耦合仿真分析和对应的试验验证。仿真与试验结果表明,多层单道梯形函数模型的模拟结果与抛物线函数模型及试验结果均吻合较好,计算效率也得到一定的提高。

关键词： 水利工程   有限元   黏土心墙土石坝   稳定性   监测  

摘要： 为了对林溪水库挡水坝进行稳定性监测,利用有限元方法,对坝体的力学性能进行计算模拟。同时,采用强度折减法,对该坝坝坡稳定性进行计算。结果表明,上游水位高程71.29m时的渗流量有限元结果为69.1m^(3)/d;当水库处于死水位时,黏土心墙逸出点渗透坡降为0.896,不会出现渗透破坏;3种工况下,坝坡抗滑稳定安全系数分别为1.43、1.29和1.21,均未超过限定值。研究结果可为大坝的除险加固和管理提供参考。

关键词： 下穿高铁   市政道路   有限元分析   位移沉降  

摘要： 随着我国基建事业蓬勃发展,道路与高铁交叉项目日益增多。本文以某新建市政道路穿越运营高铁桥梁项目为例,运用有限元分析软件MIDAS GTS NX,依据设计图纸建立有限元模型。运用该模型模拟分析施工过程中打设维护桩、基坑开挖及新建U型槽等重要环节对运营高铁桥墩造成的附加变形。分析结果表明:该方案产生的高铁桥墩变形满足相关规范要求,对高铁桥梁影响较小,为类似项目提供参考。

关键词： 隧道工程   塌方   风险预测   随机森林算法   径向基函数神经网络   BP神经网络   粒子群算法  

摘要： 为了对隧道塌方风险展开研究,整理246起隧道塌方事故案例,通过建立塌方风险评估指标体系,基于人工智能预测方法,分别采用随机森林算法、径向基函数神经网络、BP神经网络模型、粒子群算法优化BP神经网络模型,对塌方风险进行预测。结果表明,随机森林算法、径向基函数神经网络、BP神经网络模型、粒子群算法优化BP神经网络模型的塌方预测准确率分别为81.67%、83.33%、86.67%、93.33%,F_(1)值分别为0.645、0.642、0.5、0.833。粒子群算法优化BP神经网络模型预测准确率和F_(1)值均大幅提高,预测效果最好,大大减少了评估结果的主观性,为隧道塌方风险研究提供了新的研究思路。

关键词： 颈椎   颈椎前路椎体次全切除   钛笼倾斜角   有限元分析   生物力学  

摘要： 背景:颈椎前路椎体次全切除减压融合是治疗颈椎退行性疾病的常规手段,钛笼是椎体次全切后维持颈椎稳定的重要植入物,近几年临床发现,术后很多患者出现钛笼下沉等并发症,其原因存在很大争议。目的:探讨颈椎前路椎体次全切除减压融合钛笼倾斜角度与术后钛笼下沉的内在生物力学关系。方法:通过正常人体颈椎CT图像建立C_(4)-C_(6)节段三维有限元模型,在三维模型中模拟颈椎前路C5椎体次全切除减压融合,并模拟置入不同倾斜角度的钛笼(-6°至-1°称之为负角度,即钛笼前缘短于钛笼后缘为负角度;1°-6°称之为正角度,即钛笼前缘长于钛笼后缘为正角度)。在C_(4)椎体上分别施加预载荷50,100和150 N的应力作用,记录钛笼与C_(4)下终板和C_(6)上终板各个接触点的应力值(钛网接触面的各7个应力接触点),并进行统计学分析。结果与结论:①钛笼倾斜角正角度组和负角度组分别在C_(4)椎体施加50,100和150 N应力下产生的数据经Mann-Whitn检验发现,差异均有显著性意义(P<0.05);钛笼倾斜角正角度组在50,100和150 N应力条件下,其离散系数均小于负角度组;②在C_(4)椎体施加50,100和150 N应力条件下,钛笼倾斜角正角度组内Wilcoxon符号秩检验发现当角度设为1°-5°时,差异无显著性意义(P>0.05);但当钛笼倾斜角设为6°时,差异有显著性意义(P<0.05);③在C_(4)椎体施加50,100和150 N应力条件下,钛笼倾斜角负角度组内Wilcoxon符号秩检验发现当倾斜角设为-1°至-6°时,差异无显著性意义(P>0.05);④提示矢状位上,钛笼倾斜角为正角度时比倾斜角为负角度时更加稳定,更加适合临床使用;钛笼倾斜角在1°-5°区间内表现相对稳定,当倾斜角为6°时则稳定性开始下降,容易出现术后钛笼下沉的并发症,临床上根据术中情况更适合选用倾斜角度在1°-5°的钛笼,以提高疗效。

关键词： 双层底板   储罐   结构优化   有限元分析  

摘要： 近年来石油泄漏事故时有发生,引起泄漏的最主要原因之一,就是储罐的底板腐蚀。目前的大型储罐底板多为单层,容易被腐蚀产生缺陷而导致泄漏,为此本文提出了一种基于单层底板的双层底板结构。采用有限元软件,对单层底板储罐和双层底板储罐进行了受力分析,结果表明,在相同的约束条件下,双层底板储罐的受力性能良好,受到的最大等效应力相比单层底板储罐减小了31.6%。具有不同底板结构的2台储罐,其最大等效应力均出现在罐底边缘板与第一层壁板组对安装的大角焊缝位置,其中,双层底板储罐的最大等效应力,产生在大角焊缝的壁板一侧,单层底板储罐的最大等效应力,产生在大角焊缝的底板一侧。

关键词： 膜材   剪切应力   剪切模量   非线性   有限元分析  

摘要： 基于气承式膜结构顶部受不同水平荷载时位移呈非线性变化这一现象,从膜材剪切特性入手,通过双轴偏伸试验研究膜材剪切性能,得出膜材剪切应力与剪切模量的变化关系,发现膜材剪切模量并非常数。为验证这一结论,引入ABAQUS有限元分析,依据试验中得到的膜材剪切模量与剪切应力关系建立材料模型,以气承式膜结构为例进行分析。在考虑膜材剪切特性基础上,通过模拟得到的气承式膜结构顶部水平荷载-位移曲线也呈非线性趋势,剪切模量为常数条件下模拟位移与试验位移误差率均值在20%左右,而膜材剪切模量随剪切应力变化条件下模拟位移与试验位移的误差率在10%左右。验证了膜材剪切模量不为常数这一假设,表明膜材剪切模量变化对气承式膜结构位移变形的影响不能被忽略。

关键词： 起落架   落震   有限元柔性体   接触分析   多柔体动力  

摘要： 以某飞机起落架为研究对象,研究落震动力学问题。根据前起落架的结构特性,利用多体动力学建模技术,建立前起落架多柔性体动力学(MFBD)模型,并进行落震仿真分析及非线性接触研究。采用落震试验数据对模型进行校验,仿真结果与试验数据较为吻合。通过分析缓冲器零件的变形,考虑接触因素的多柔体动力学模型能更真实反应实际情况,以最大降落速度工况进行落震仿真,同时对起落架关键零件进行强度校核,以及缓冲器内部零件进行非线性接触计算,求得不同材质的下凸轮及底托受到的垂向力与摩擦力,获得在物理试验中难以测量的数据,分析结果对起落架设计具有重要意义。

关键词： 负载下   碳纤维布   荷载-挠度   生死单元   有限元  

摘要： 随着软件有限元模拟技术和经济的不断发展,ABAQUS软件作为工程应用中大型有限元软件,经过有限元分析,均清晰地对问题进行了诠释。论文基于ABAQUS有限元软件,分析模拟研究了负载下,不同加固参数对加固受弯工字形钢梁力学性能的影响,为工程实际提供参考借鉴作用。具体结论主要为以下几点。不同负载水平(负载0%、30%、45%、60%、70%)的钢梁,加固参数相同,试件组合体承载力有限元模拟值与试验值误差在5%以内,吻合良好。负载水平不同,其最终破坏荷载也不尽相同,荷载挠度曲线规律相似,但负载水平的提高而破坏荷载有所下降。负载条件不同,不同加固层数下的荷载-挠度曲线近似相近,试件承载力与加固层数呈正比,但加固层数至一定程度,承载力增长幅度基本呈平稳趋势。当加固层数达到两层时,加固效果良好。随着改变碳纤维布长度,其荷载-挠度曲线规律基本相似,且随着碳纤维长度的增加,承载力也有一定提高。

关键词： 风力发电机塔吊装机横梁   静态分析   模态分析   谐响应分析  

摘要： 针对普通风力发电机塔吊装机钢制横梁,重量大、易受到振动破坏的特性,基于铝制结构重量轻、耐腐蚀、易加工等特点,将原钢制横梁改为铝制结构,使用ANSYS Workbench软件对其进行有限元网格划分、静态特性分析、模态分析和谐响应分析,分析其刚度和强度。基于有限元分析结果,对横梁结构进行改进,使吊装机的激振频率远离横梁共振频率,可有效避免工作过程中产生共振,增加风力发电机塔吊装机横梁的稳定性以及耐疲劳性,提高设备的使用寿命。