关键词： 绝缘滑轮   有限元分析   结构优化   创新设计   高压线路   带电检修  

摘要： 本研究针对现有绝缘滑轮在材料、结构、安全性等方面的问题,采用有限元分析方法对滑轮进行重新设计与优化。通过优化材料选择、改进结构强度、应用新型安全锁扣机制等创新设计,开发出一种性能显著提升的新型绝缘滑轮。该新型滑轮增强了安全性、提高了易用性,特别适用于高压线路的带电检修作业。仿真分析和实物测试验证了新型滑轮的优异性能。这项创新设计不仅提高了设备可靠性,还将大幅增强作业效率并降低事故风险。

关键词： 水平缝钢制连接   装配式剪力墙   有限元分析   参数分析   抗剪承载力设计  

摘要： 为实现剪力墙结构震损后的快速修复,提出一种水平缝钢制连接的可修复装配式剪力墙结构(Repairable precast shear wall with horizontal steel connections,RPW-HSC),采用ABAQUS软件对高宽比为1.0的RPW-HSC试件进行建模分析,数值模拟结果与试验结果吻合良好。通过有限元参数化建模,研究钢制连接中剪切板的厚度、开缝处小钢柱的高宽比、钢板强度及轴压比对RPW-HSC试件抗剪性能的影响,建立RPW-HSC抗剪承载力设计方法。结果表明:RPW-HSC试件的刚度与抗剪承载力随剪切板厚度、钢材强度及轴压比的增加而增加,但参数过大会导致该试件由钢制剪切板破坏转变为上部预制混凝土墙体破坏;当钢制剪切板开缝处小钢柱高宽比小于3时,试件的破坏由开缝处小钢柱的弯曲破坏变成上部预制混凝土墙体的剪切破坏。因此,需控制合理的设计参数以实现RPW-HSC试件结构损伤可控及震损可修复。RPW-HSC试件抗剪承载力设计方法获得的理论计算值与试验值及有限元结果吻合较好,验证了抗剪承载力设计方法的准确性。

关键词： 桥梁工程   纵横交叉伸缩缝   变形荷载   有限元分析  

摘要： 桥梁伸缩装置主要为满足桥梁上部结构变形和端头衔接需要,包括满足桥梁结构在气温变化、活载作用、混凝土收缩徐变等因素下的变形需要,也包括保证车辆平稳地通过桥面。城市桥梁随着城镇化发展需要,不断新建、扩建或改造,以满足不断增加的交通流量的需求。随着拓宽桥梁或者增加匝道等所带来的一个突出问题,就是桥头较大变形对衔接部位的处理,需要满足不仅限于端头横向,纵向接缝同样会产生较大的变形量,容易造成许多不良病害。为此桥头伸缩缝就会出现各种形式,如T形伸缩缝、十字形伸缩缝及Z形伸缩缝等,以满足不同桥梁端头衔接的需要。目前纵横交叉伸缩缝的结构由于各个方向的变形没有得到有效地分离,其变形显得复杂且不可控,需要探索一种新的结构,对其各个方向的变形进行分离,采用更有效的结构适应其不同的变形量。通过Modal analysis有限元分析软件,按照伸缩缝结构实际工作状态以及锚固区混凝土的受力,建立型钢伸缩缝模型。从静力分析和动态分析验证纵横交叉伸缩缝结构的工作性能。

关键词： 蠕变实验   多轴应力   二次开发   有限元  

摘要： 燃煤电站高温部件大多服役在多轴应力状态下,导致其实际运行风险评估难度加大。本文通多搭建内压和轴向拉伸多轴蠕变试验台,进行等效应力110MPa、多轴度为0.54的多轴蠕变试验,实验结果表明,多轴应力状态会显著降低材料的蠕变寿命。通过建立耦合多轴度的蠕变本构方程,嵌入ANSYS接口程序,对试样蠕变过程进行模拟,模拟结果表明,耦合多轴度的蠕变方程可以很好地描述蠕变发展过程。

关键词： 水平集   拓扑优化   有限元   六边形网格   灰度  

摘要： 为解决受体积约束的柔度最小化的结构优化问题,针对基于变密度法的六边形网格拓扑优化最终结构存在大面积灰度的缺陷,提出一种新方法。首先,进行有限元划分,生成由六边形网格填充的设计域;其次,引入改进的水平集方法对其进行优化,依据节点定义水平集函数,由元素灵敏度扩展至节点灵敏度,获得用于演化水平集函数的速度,用以求解水平集函数的演化方程,进而进行拓扑优化;最后,采用3种网格规模的半MBB梁与米歇尔结构对所提方法进行验证。结果表明,半MBB梁案例柔度分别下降3.78%、10.30%、12.66%,米歇尔结构案例柔度分别下降9.46%、12.43%、14.29%。由实验算例可得,所提方法能获得柔度更小,结构清晰,边界光滑的拓扑优化结构。

关键词： 装配式混凝土梁   承载能力   有限元   混凝土裂缝  

摘要： 由于传统装配式混凝土梁运输和施工难度大,提出了一种新型钢节点装配式混凝土梁,并试制了1根现浇梁试件与3根装配式梁试件,通过抗弯静载试验,对比研究了新型钢节点对装配式梁试件力学性能及其破坏机制的影响。根据试验情况,采用ABAQUS有限元软件进行了试件破坏模拟,并与试验结果进行了对比分析。结果表明:装配式梁试件可达到现浇梁的承载力水平;新型钢节点的钢端板厚度对装配式梁试件的整体承载力影响较大,当钢端板尺寸在一定范围内时,装配式梁试件的承载能力优于现浇梁;新型钢节点对混凝土的破坏形式影响较大,其梁纯弯段裂缝不同于现浇梁的受弯竖向裂缝,表现为弯剪斜向裂缝;有限元模拟结果与试验结果相吻合,可用于装配式梁试件的后续研究。

关键词： 分区可控   生物力学   桡骨远端   夹板   有限元  

摘要： 目的:探究自研分区可控式小夹板治疗桡骨远端伸直型骨折有限元分析。方法:建立CT原始断层扫描数据集,通过建模、装配,构建三维有限元模型,添加材料参数并赋值,施加基础约束载荷,将整体模型进行有限元模拟分析,分别对前臂整体、骨骼、软组织和夹板的应力及位移进行研究,探究分区可控式小夹板在生物力学方面的有效性。结果:分区可控式小夹板骨骼应力主要在尺桡骨近端,近端骨折部分的固定效果更好,骨折位移和夹板位移均小于传统木制夹板。结论:分区可控式小夹板治疗伸直型桡骨远端骨折生物力学性能稳定,可应用于上述骨折的临床治疗,展现出良好的骨折固定能力和稳定有效的力学性能。

关键词： 悬挑钢结构平台   预应力钢拉索   有限元分析   施工监测  

摘要： 以某超高层悬挑钢结构平台预应力拉索为研究对象,在确保结构受力安全的前提下,对新型空间钢拉索结构的安装及张拉进行深入研究,通过有限元软件对各阶段进行分析模拟计算,了解结构受力特点,模拟各工况下施工受力,在工期紧张环境下能够及时调整施工方法,通过过程施工监测,确保拉索施工顺利进行,经过分析、深化设计、测试、施工全过程模拟,最终实现大悬挑钢结构平台钢拉索固定,实现其使用功能。

关键词： 组合箱梁   波形钢腹板   变截面   剪应力   承剪比   有限元分析  

摘要： 为了研究单箱双室变截面波形钢腹板组合箱梁(CBBCSW)的剪应力分布规律,分析了单箱双室变截面CBBCSW的顶底板与波形钢腹板(CSW)的承剪问题。基于微元体平衡和切应力互等定理推导了变截面CSW的剪应力计算公式,并与等截面CSW剪应力计算公式进行了对比。对各项剪应力的性质展开了研究,针对变截面CBBCSW的顶底板和参与承剪机理进行了分析,提出了底板承剪比例计算公式。以室内模型试验梁和一座单箱双室变截面CBBCSW为例,采用ANSYS有限元软件分别建立了试验梁与实桥的有限元模型,研究了不同约束体系下,剪应力在CSW上的分布以及顶底板与CSW参与承剪的规律。对比不同荷载情况下,有限元计算结果与理论公式计算结果的差异,分析不同荷载工况对顶底板与CSW参与承剪的影响。此外,分析了横隔板对单箱多室CBBCSW剪力分配的影响。研究结果表明:所提公式的理论结果与试验实测结果和有限元结果吻合较好,且底板参与承剪的比例不可忽视;变截面引起的“附加剪应力”是影响剪力传递的直接原因,弯矩的大小会直接影响底板参与承剪的比例;对称荷载下中腹板与边腹板的剪力分布几乎相同,而横隔板会改变CSW上剪力分配,靠近横隔板处的部位剪应力分布更均匀。研究结果可以为实际工程中变截面CSW的剪应力和承剪比的分析提供参考依据。

关键词： 载重子午线轮胎   混合路面工况   肩空   胎圈耐久性能   有限元分析  

摘要： 针对11.00R20载重子午线轮胎在混合路面重载工况下出现的肩空问题建立系统分析模型,通过优化施工设计和调整材料分布来改进轮胎结构。通过模型、有限元分析、室内试验及实际使用来验证改进方向的有效性,即采取减小胎面胶厚度、胎肩垫胶厚度和胎侧厚度,优化三角胶过渡,胎体选用3+9+15×0.225ST钢丝帘线,胎圈部位调整为1层锦纶加强层设计等措施,使轮胎胎圈耐久性能显著提高,轮胎肩空问题有效解决。提出轮胎在结构改进过程中需建立系统性思维,针对失效部位改进的同时进行系统性调整,这对材料的使用寿命和最大化利用具有正向影响。