关键词： 势流理论   非线性   有限元   动网格  

摘要： 基于完全非线性势流理论,利用有限元空间离散方法,并采用四阶龙格库塔法进行时间步进,在时域内建立了一套完全非线性势流数值计算分析模型。不同于传统的线性频域数值模型,文中建立的数值模型可同时考虑波浪的非线性以及波浪与结构物相互作用的瞬态性特征。为了准确跟踪瞬时自由表面的运动边界,在任意拉格朗日-欧拉框架下,结合边弹簧动网格技术,来实时更新流体计算域,并引入松弛区域法来实现波浪水槽的造波和消波功能。针对非线性波浪的传播、非线性波浪与水下结构物相互作用等物理问题开展了数值计算,结果表明该模型具有良好的稳定性和准确性,可以为非线性波浪与结构物相互作用的时域分析提供稳定的计算分析工具。

关键词： 等离子喷涂   残余应力   基体表面曲率   基体厚度   钛合金   NiCrAl涂层  

摘要： 为探究基体表面曲率和基体厚度对等离子喷涂涂层残余应力的影响,文章建立不同表面曲率和基体厚度的模型,应用有限元方法,在控制喷涂工艺参数不变的情况下,对不同模型进行TC4钛合金表面喷涂NiCrAl涂层的仿真。结果表明,基体表面曲率及基体厚度均不会影响残余应力的整体分布规律,而对其大小有影响。涂层与基体结合面上残余应力分布呈边缘位置应力大,而中心位置上较小的规律。当基体表面曲率κ从0 mm^(-1)增加到1/9 mm^(-1)时,结合面边缘位置的残余应力值降低明显。在基体表面曲率相同的情况下,基体厚度增大可使结合面上残余应力极值明显降低。在文章的参数选择范围内,增大基体表面曲率、增加基体厚度均可减小结合面上的等效残余应力的极值,有助于提高涂层与基体的结合质量。

关键词： 有限元分析   轴承座   热模锻工艺  

摘要： 为了解决铸造轴承座产生的气孔、夹渣等导致应力集中而承载能力下降,内部成分偏析、晶粒偏大导致综合力学性能低等问题。在对矿用轴承座进行锻造工艺分析的基础上,进行三维模型及其模具的设计,利用DEFORM-3D对其进行金属流动规律的锻造工艺仿真分析,在此基础上对零件进行产品优化设计,分析结果表明优化后的锻件设计满足模锻工艺要求。

关键词： 深基坑   邻近地铁   定量计算   有限元分析  

摘要： 随着城市地下空间的开发利用,基坑工程向更大、更深方向发展,其对周边环境及邻近建筑的影响日趋增大。以罗湖船步基坑项目为研究对象,通过现有理论分析和定量计算,得出靠近地铁侧基坑围护结构在基坑每个施工工况的内力及变形情况,同时通过三维空间有限元数值模拟计算,分析每个施工工况时,基坑及地铁结构的变形情况,证明邻近地铁基坑施工的可行性,希望可为变形要求较高的同类型深基坑工程提供借鉴。

关键词： 腰椎   改良皮质骨轨迹置钉   皮质骨轨迹置钉   翻修手术  

摘要： 目的 利用有限元分析改良皮质骨轨迹置钉(modified cortical bone trajectory, MCBT)、皮质骨轨迹置钉(cortical bone trajectory, CBT)技术在腰椎翻修手术中的力学性能,并分析MCBT相比CBT在翻修手术中的优势。方法 根据CT扫描数据建立L1~5节椎体、终板、纤维环、髓核三维模型,在椎体模型中按传统轨迹(traditional trajectory, TT)椎弓根置钉技术进行置钉,再将TT螺钉去除,保留TT钉道,并用MCBT、CBT螺钉在该椎体上进行翻修置钉,对腰椎重新固定。利用有限元分析MCBT、CBT在翻修手术中的力学性能。结果 在前屈、后伸、侧弯、轴向旋转工况下,CBT翻修组相比对照组运动范围(range of motion, ROM)分别降低12.07%、19.60%、8.72%、7.66%,L3~4椎体间纤维环应力分别增加11.27%、30.43%、35.52%、25.36%,L4~5椎体间纤维环应力分别降低39.84%、52.64%、23.91%、15.77%;MCBT翻修组相比对照组,ROM分别降低13.18%、20.27%、25.63%、8.59%,L3~4椎体间纤维环应力分别增加10.41%、21.60%、15.83%、18.41%,L4~5椎体间纤维环应力分别降低37.14%、61.94%、39.46%、35.23%;MCBT翻修组相比CBT翻修组ROM分别降低1.26%、0.83%、18.53%、1.00%,L3~4椎体间纤维环应力分别降低0.77%、6.77%、14.53%、5.54%,L4~5椎体应力分别降低2.82%、15.91%、19.79%、8.75%。在前屈工况下,MCBT翻修组L4~5椎体间纤维环应力相比CBT翻修组增加4.49%,在后伸、侧弯、轴向旋转工况下分别降低19.65%、20.44%、23.11%。结论 采用MCBT、CBT进行椎体翻修时均能够提供满足椎体固定要求的力学性能,并且MCBT的固定性能与安全性能不劣于CBT。研究结果为腰椎翻修术提供了更多的入路选择,在临床中具有一定参考意义。

关键词： 盾构施工   盾尾注浆硬化过程   注浆压力消散   有限元数值模拟   地层变形   衬砌力学响应  

摘要： 为了探究注浆材料硬化和注浆压力的消散过程对软土地层和隧道衬砌受力变形的影响,以青岛某地铁隧道为背景,考虑盾构机与土体相互作用、衬砌-注浆层-土体相互作用,以及注浆材料硬化和注浆压力消散过程,基于ABAQUS有限元平台建立了盾构施工精细化的有限元数值仿真模型,并利用实测地层沉降和隧道衬砌的收敛变形验证了数值模型的合理性。同时,对注浆材料初凝时间分别为0、2、6、12 h的数值模型进行了计算,获得了地层和隧道衬砌受力变形随注浆材料硬化过程的发展规律,以及注浆材料硬化特性对地层和隧道衬砌受力变形的影响规律。模拟结果表明:盾尾注浆8 h以内,地层的沉降和水平位移以及隧道衬砌的围岩压力和内力增加显著,注浆时间超过8 h后增加变得缓慢;注浆材料的初凝时间越长,地表沉降、地层水平位移和竖向位移则越大;衬砌拱顶和拱腰的径向收敛越大,拱底径向收敛则越小;衬砌的轴力和弯矩在注浆8 h以内增加显著。

关键词： 有限元分析   夹具   压缩强度   结构设计  

摘要： 为满足复合装甲测试的要求和考虑实验研究的成本问题,通过了解压缩试验的方法和测试剩余压缩强度的过程后建立夹具的结构形式,对夹具结构进行有限分析得到相关的仿真结果。分析结果说明,夹具可以用于测试剩余压缩强度的实验,并且满足成本低、加工方便、操作简单的设计要求。

关键词： 基函数   旋轨耦合效应   耦合簇理论   相对论效应   电子相关  

摘要： 相对论小核能量一致赝势是流行的相对论效应处理方法,但是除dhf-nZVPP-2c基组外,针对此赝势开发基组时都没考虑旋轨耦合效应(SOC),而dhf-nZVPP-2c的可靠性也主要在密度泛函计算中进行了验证.本工作采用以标量相对论Hartree-Fock波函数为参考态的SOC-CCSD(T)方法结合此类赝势,考察5s5p电子及各种基函数对第六周期闭壳层双原子分子性质,特别是SOC效应的影响.结果显示,要可靠计算SOC效应,在SOC-CCSD(T)计算中要考虑5s5p电子. cc-pVnZ-PP基组和dhf-nZVPP基组不能得到可靠的SOC效应,而dhf-nZVPP-2c和cc-pwCVnZ-PP基组则能合理描述这些体系的SOC效应.这两套基组对重元素体系性质的误差与相应基组中基函数数目一致,顺序为:dhf-TZVPP-2c,cc-pwCVTZ, dhf-QZVPP-2c, cc-pwCVQZ, cc-pwCV5Z.对这些重元素体系,要用dhf-QZVPP-2c基组才能得到高精度的键长和谐振频率,但是对于解离能,即使cc-pw CVQZ基组仍有一定误差.

关键词： 电感耦合等离子体发射光谱法   牙刷   口腔器具   有害元素  

摘要： 国家标准GB 39669—2020对牙刷及口腔器具的安全做了归纳和限定,规定了产品中可溶性锑、砷、钡、镉、铬、铅、汞、硒等有害元素含量,但仍旧使用原子吸收光谱法,无电感耦合等离子发射光谱(ICP-OES)法相应的试验方法,不利于标准的实际应用。本文为国家标准GB 39669—2020中牙刷及口腔器具有害元素的测定提供明确的ICP-OES法。