关键词： 近填海   地铁隧道   开挖卸荷   有限元  

摘要： 近填海区域由于深厚填土的流变流塑特性,极易被基坑开挖所扰动导致对周边重要建构筑物产生影响。地铁隧道作为现代城市的交通命脉,不可避免地在已建地铁隧道附近出现各种各样的基坑工程。当基坑工程位于地铁盾构区间上方时,由于土方开挖卸荷导致坑底隆起,盾构隧道受其影响导致上浮,当隧道结构变形超过设计承受极限而产生破坏时,会直接导致结构损坏,影响轨交安全。论文通过对某近填海区域开挖基坑下方地铁隧道进行有限元模拟“门式结构”加固效果,期望对类似项目的地铁隧道保护提供针对性的措施。

关键词： 电氢耦合   低碳运行   优化配置   改进粒子群算法  

摘要： 氢能作为清洁能源,可与风能等可再生能源结合,为系统提供低碳运行方案。首先,在传统电氢耦合系统的基础上,引入天然气及碳捕集系统,设计了计及氢能多元利用特性的电氢能源系统优化配置模型。然后,建立了将氢能零污染发电和甲烷化两种应用途径相结合的系统模型,以系统等年值成本最小为目标函数,通过改进粒子群算法对构建模型进行寻优求解,得到了系统各设备最优容量配置方案。最后,通过算例对比,证明了优化方案在成本最低时,可支配碳配额增加,具有环保性。

关键词： 漏磁信号   横向励磁   圆柱缺陷   有限元仿真  

摘要： 为了分析漏磁检测中不同缺陷深度及测试件厚度对缺陷漏磁信号的影响,基于漏磁检测技术基本原理,借助COMSOL有限元仿真分析软件,采用横向励磁方法对圆柱缺陷的漏磁场分布特征进行三维有限元模型建立,对缺陷漏磁场在不同影响因素条件下进行了仿真研究。结果表明,得到的漏磁场磁力线与理论分析结果一致;测试件厚度及缺陷深度均对不同缺陷半径有不同的检测性能,根据所提的评价方法来区分检测性能的优劣,最终得出对于不同测试板厚度的恒深度(8 mm)缺陷及测试板厚度的40%缺陷深度,均适用于12~32 mm测试件厚度的磁化器结构参数。研究结果对励磁结构的优化设计具有一定的参考价值。

关键词： 打桩船   海上光伏施工   吊车底座   优化设计   有限元分析  

摘要： 打桩船是海上光伏施工过程中常用的一种专用特种作业设备,为提高作业效率,海工吊采用单立柱底座悬臂梁结构,其作业特点是起吊作业高度高、作业半径大、起重作业重量大,合理设计海工吊底座结构对增强底座结构强度和稳定性极为重要。结合打桩船吊车作业结构特点,以实际作业条件为边界,利用大型通用有限元计算软件PATRAN+NASTRA对不同作业工况下的海工吊底座受力情况进行有限元分析计算。结果表明:所有工况下的各种应力均不超过许用应力,验证了海工吊底座结构设计的合理性。相关成果可为海工吊底座的结构优化提供参考。

关键词： 脊柱内固定   皮质骨   终板   拔出力   配对t检验   椎间盘突出   生物力学   Mimics  

摘要： 目的腰椎脊柱内固定需要螺钉把持,皮质骨轨迹和穿透终板轨迹仍有提升空间。继续继承皮质骨轨迹和穿透终板轨迹的思想增加螺钉和皮质骨的支点很有必要。提出一种新式的皮质骨穿透轨迹,探究解剖路径存在性和拔出力。方法皮质骨穿透轨迹在皮质骨轨迹的基础上向上倾斜穿透腰椎上终板。取5例男性椎间盘突出样本的L5椎体,在Mimics和Geomagic软件提取腰椎模型。在Solid Works软件建立4种螺钉模型,生成皮质骨穿透轨迹、皮质骨轨迹、穿透终板轨迹和传统轨迹模型。在ANSYS软件进行拔出力的计算。对4种术式的拔出力进行配对t检验。结果认为皮质骨穿透轨迹存在。皮质骨穿透轨迹的拔出力相对于皮质骨轨迹有29.9%的显著提升(P=0.03),相对于传统轨迹有40.6%的显著提升(P=0.0236),相对于穿透终板轨迹有34.7%的相对显著提升(P=0.1)。结论皮质骨穿透轨迹相对于现行轨迹拔出力均有显著提升,表明即刻稳定性更高,可能有更高的安全性。为后续针对此轨迹进行的生物力学和临床实验奠定了基础。

关键词： 吞咽困难   终板   钛笼   手术节段   组装式   单节段   小关节退变   椎间盘退变  

摘要： 目的本研究旨在评估新型组装式钛笼(ATMC)相比于传统钛网笼(TTMC)是否可以改善颈前路椎体次全切除固定融合术(ACCF)后的生物力学性能。方法构建并比较使用了TTMC和ATMC模型的ACCF手术效果。分析了手术节段的运动范围(ROM)和各个区域(包括终板、骨螺钉界面、小关节和相邻椎间盘)的应力峰值。结果与ACCF加TTMC相比,使用ATMC显著降低了手术节段的术后ROM,达80.7%~82.0%。此外,与ATMC相比,带有TTMC的ACCF中的终板、骨螺钉界面和小面接触力(FCF)处的应力峰值更高。TTMC还在C3/4和C6/7椎间盘中引起较高的应力峰值(范围分别为0.2009~6.961 MPa和0.2477~4.735 MPa),其次是ATMC(范围为0.1322~3.820 MPa和0.2227~4.104 MPa)。结论使用新型组装式钛笼(包括扩大的垫片和模拟终板的几何结构)可有效降低ACCF中钛笼下沉和器械相关并发症的风险。此外,ACCF与ATMC还通过改变固定方法,同时保持结构稳定性,降低了随访期间吞咽困难、小关节退变和邻近椎间盘退变的风险。

关键词： 磁力研磨   研磨效率   工艺参数   有限元分析  

摘要： 在磁力研磨的光整加工中,很多加工因素对其研磨效率会产生影响。针对光整加工中加工参数的选取或优化通常依赖于经验或存在反复实验的问题,该文选取平面、圆管内外表面、异形面作为研究对象,利用ANSYS Maxwell软件对主要工艺参数(例如:加工间隙、磁极形状、有无辅助磁极等)进行有限元分析。通过仿真获得了不同加工条件下的磁场状态及磁感应强度的变化规律,为加工参数选取或优化的准确性提供了分析方法和理论参考依据。

关键词： 高空升降框架   风载   静力学   优化设计  

摘要： 沙漠环境中易出现的极端风载对设备的安全性能提出极高要求,现有高空升降框架的设计主要依靠工程经验,存在用料多、自重大、安全余量高等不足。针对此,采用CREO软件建立高空升降框架的三维实体模型,根据国标规定将风载等效为静载荷,采用ANSYS软件对极端风载作用下高空升降框架力学特性进行仿真计算。结果表明:系统与风载不存在共振风险,极限风载作用下系统最大应力幅值为166 MPa。进一步提出设计精细、造价经济的高空升降框架优化设计方案,在极限风载作用下,优化框架静力学计算结果表明:优化后系统的最大应力幅值在降低约35%的同时,可实现整体减重约17%。

关键词： 骨肿瘤   骨盆-假体结构   固定方式   生物力学   动力学   站立模拟   跌落模拟   有限元  

摘要： 为研究骨盆骨肿瘤手术后骨盆假体的强度和稳定性,针对具体病例建立骨盆-假体结构系统的有限元模型,分别进行静力和动力问题计算。静力工况为双腿和单腿站立状态,动力工况为骨盆不同方向、不同高度跌落以及不同固定方式的跌落过程,通过数值模型分析骨盆-假体结构系统不同工况的受力和变形。计算结果显示:在3种站立姿态下,结构最大应力均小于骨骼假体材料的强度极限,患侧的应力更大;骨盆从5 m高处跌落造成的最大应力可能超过骨骼和假体材料的屈服强度;螺钉固定方式对应力分布影响也较大。

关键词： 微电子系统   温度传感器   质子交换膜燃料电池   燃料电池单池   有限元分析  

摘要： 温度是影响燃料电池性能的重要指标,有效测量燃料电池内部的温度分布一直是燃料电池研究的难点。本研究调查了微电子温度传感器这一技术方案在质子交换膜燃料电池内部的应用。传感器为以聚酰亚胺柔性材料为基底的微型电阻。先在温度环境箱内标定好微型电阻在不同温度下的电阻值之后,将传感器嵌入到燃料电池阴极板和质子交换膜之间,通过读取燃料电池工作状态的实时电阻数据来预测燃料电池内部各个位置的温度。此传感器显示了良好的温度敏感性。通过比较测试数据和仿真数据,温度测量的有效性也得到了验证。同时温度的测量不会影响到燃料电池本身的性能。因此本测量方法是一种新型的、有着广阔商业化前景的燃料电池内部温度测量方案。