关键词： 中空夹层钢管混凝土构件   锥角   大空心率   复合荷载作用   静力试验   有限元分析   压扭性能  

摘要： 圆台形大空心率中空夹层钢管混凝土(TLHR-CFDST)基于传统中空夹层钢管混凝土(CFDST)发展而来,在实际工程中常受到压-扭复合荷载作用。为研究TLHR-CFDST构件的压扭性能,设计了6个试件并进行静力加载试验,主要试验参数包括锥角、空心率和轴压比。在试验的基础上,建立TLHR-CFDST压扭构件的有限元模型,进一步分析其工作机理和参数影响。结果表明:在压扭荷载作用下,TLHR-CFDST构件在上部截面发生破坏;当锥角增大时,构件的抗扭刚度和受扭承载力下降,而空心率对受扭承载力影响较小;当轴压比不超过0.4时,构件表现出良好的延性,但当轴压比大于0.4后,构件的扭矩-扭转角曲线出现下降段,受扭承载力有较大程度的降低;在钢管的约束下,混凝土受扭开裂后可以继续承担荷载;构件在不同参数下的压扭承载力相关曲线基本一致。基于承载力相关方程,建立了适用于TLHR-CFDST构件的压扭承载力计算方法,该方法预测的承载力与试验及数值计算结果吻合较好。

关键词： 轴箱轴承   车辆−轨道耦合动力学模型   轴承温度场   有限元  

摘要： 构建考虑轴箱表面散热及轴承内部传热的功率损耗模型,分析轴箱轴承在不同服役环境下的载荷;综合考虑轴箱表面空气流场对流换热的影响,建立精细化轴箱轴承温度模型,分析不同服役环境对轴箱轴承温度分布和温度特性的影响,并通过轴承试验台验证模型的有效性。研究结果表明:当车辆速度由220 km/h增至300 km/h时,轴承的总摩擦力矩增大11.4%;当车轮多边形阶数由16阶增加到22阶时,摩擦力矩平均增大2.8%;轴箱轴承最高温度出现在内圈与滚动体接触的区域,最低温度出现在轴上且接近环境温度;当车速由220 km/h增加到300 km/h时,轴承的最高温度上升9.2℃,各节点处温度均有一定程度增加,当车轮多边形阶数由16阶增加到22阶时,最高温度平均升高1.1%;当多边形深度幅值由10 dB增加到18 dB时,最高温度平均升高1.4%。

关键词： 三轴试验   数值仿真   有限元   离散元  

摘要： 三轴试验是研究岩土的强度、变形的基础试验,可以完整地反映试验试样受力变形直到破坏的全过程,随着我国工程建设蓬勃发展,弄清场地的工程地质条件是工程建设前期的必要准备,其中三轴试验是研究岩土体性质的重要手段之一。以数值仿真的三轴试验为研究内容,先简要总结当前室内三轴试验存在的不足之处;再引出数值仿真的应用现状,主要介绍了有限元方法的ABAQUS软件和离散元方法的PFC软件在三轴试验中的应用;最后总结了数值仿真在三轴试验研究中的优势之处。数值模拟方法结合实际物理试验,相互印证、促进,该方法有利于学科交叉发展,为工程建设的可行性提供一定的参考依据。

关键词： 声学黑洞   动力吸振器   振动噪声控制   有限元分析   边界元分析  

摘要： 轨道交通引起的环境振动噪声问题持续增加,即使目前具有多种控制效果良好的减振降噪措施,但仍有望做进一步的提升。在该研究中提出了一种新型的槽型轨道动力吸振器,将声学黑洞波动控制技术与动力吸振原理相结合。该吸振器设计的目标是保证主结构强度与刚度的前提下,采用附加的声学黑洞阻尼振子作为吸能单元,对主结构的振动能量进行传递、吸收与耗散。为了研究声学黑洞型动力吸振器对槽型轨道振动特性和声辐射特性的影响,利用仿真分析对不同类型的动力吸振器下槽型轨道的位移导纳和振动衰减率进行了评估;采用滚动噪声预测模型计算分析了声学黑洞型动力吸振器的降噪效果并探究了其参数对轮轨振动噪声的影响规律。结果表明:槽型轨在800~1000 Hz频段内的一阶pinned-pinned在未采取措施的情况下振动响应显著,振动衰减率仅为0.68 dB/m,在安装了声学黑洞型动力吸振器之后轨道结构的振动衰减率上升到1.80 dB/m,提高率可达265%。

关键词： 新能源汽车   全铝电池箱   有限元分析  

摘要： 随着汽车产业的快速发展,具备节能、环保等多种优势的新能源汽车成为汽车行业的重要发展方向。动力总成是新能源汽车的“心脏”,对整车的持续稳定运行起至关重要的作用,而电池箱既是动力总成的主要构件,也是实现整车安全行驶的核心。该文采用CAE方法建立有限元模型,对新能源汽车全铝电池箱承载性能与抗挤压能力进行研究,得出其受力与变形规律,并进行电池箱结构优化,从而为全铝电池箱的设计提供有力支持,提升新能源汽车的性能和安全性,推动汽车行业朝绿色、可持续方向发展。

关键词： 电场耦合式无线电能传输   信号双向传输   电能串扰   参数设计  

摘要： 针对较大功率电场耦合无线电能传输系统信号双向高速传输的需求,该文提出一种基于部分能量通道的电能与信号并行传输系统的串扰抑制方法。通过对所提出的系统拓扑进行分析,给出了电能传输增益表达式与电能串扰增益表达式,并分析了阻波电路参数变化对电能串扰增益的影响;基于交流阻抗法及香农定理分别给出了信号传输增益及信道容量表达式,分析了信号支路参数对信道容量的影响;在综合考虑信号传输增益、信道容量及阻波电路参数敏感性的情况下,给出系统信号支路参数的设计方法。该方法能保证系统在较大功率下降低电能串扰,保障信号稳定传输,实现信号的双向高速传输。通过仿真与实验验证了所提出的拓扑和参数设计方法的有效性。搭建的实验装置实现了传输530.4 W的电能,23.28 Mbit/s信号正向传输速度和24.2428 Mbit/s信号反向传输速度。

关键词： 转轮式日粮混合机   优化设计   有限元分析   离散元分析   离散系数  

摘要： 试验旨在对有效容积为0.5 m^(3)的转轮式日粮混合机的叶板结构进行优化设计,以提高其混合均匀性。利用Solid works软件建立整机模型,通过改变搅拌架叶板形状的方式进行优化设计,分别将优化前后的模型导入ANSYS软件进行有限元分析和利用EDEM软件进行离散元仿真分析;并搭建台架试验,通过叶板所承受最大转矩及离散系数两个评价指标来验证优化的可行性。有限元分析结果表明:叶板形状优化后最大应力较优化前下降40.38%;最大结点位移较优化前下降40.42%;对优化前后的转轮式日粮混合机进行离散元仿真,计算优化前后的离散系数。从整体数据上看,优化后结构的离散系数较小,即优化后日粮混合机的混合均匀度更高,且进行台架试验得出的结果符合上述分析。得出优化后结构的刚度和混合均匀性均优于优化前,验证了结构优化的可靠性。

关键词： 平钢板-UHPC组合桥面板   纵向受弯   有限元   足尺模型试验   界面滑移   UHPC特征强度   极限承载力构成  

摘要： 某大桥次边跨及中跨主梁为钢-UHPC组合梁,钢-UHPC组合梁的桥面板首次采用一种通过PBL剪力键将8 mm平钢板与15 cm的UHPC层连接起来的新型组合桥面体系。为了探究该桥新型钢-UHPC组合桥面板抗负弯矩性能与安全性,完成了2块足尺模型的静力性能试验,进行了桥梁整体受力和桥面板局部受力计算,以及桥面板抗负弯矩极限承载力构成分析。结果表明:UHPC名义开裂强度达8.90 MPa以上,其值远大于实桥荷载作用下UHPC层上缘的纵桥向最大拉应力,组合桥面板负弯矩抗裂性能良好,能满足工程需求;组合桥面板抗负弯承载力的计算,UHPC受拉本构宜采用三折线模型,抗负弯承载力简化计算的UHPC受拉区等效均布应力折减系数可取0.76,抗负弯承载力状态的受压钢板受力仍处于线弹性阶段,抗负弯破坏模式与抗正弯明显不同,为受拉钢筋拉断;PBL剪力键能保证了钢板与UHPC板整体共同受力;组合桥面板在负弯矩作用下的延性良好,裂宽增长缓慢,UHPC的名义极限强度达名义开裂强度的4.1倍以上,到达极限荷载后,组合板承载力没有明显下降。

关键词： 双转子双定子   电磁特性   永磁同步发电机   磁场   有限元分析   耦合效应  

摘要： 为了解决目前海上风力发电机存在的成本高、体积大等问题,提出一种新型双转子双定子永磁同步发电机(DRDS-PMSG).建立了发电机的等效磁路模型,采用有限元分析方法评估了发电机的电磁特性及内外电机的耦合效应,部分仿真结果得到了实验验证.仿真结果表明:随着内、外永磁体相对位置的改变,电机等效磁路存在3种典型情况,并可通过耦合系数对耦合区域的等效磁阻进行描述;内、外电机的耦合效应体现在齿槽转矩、电磁转矩等电磁特性上,内、外电机的齿槽转矩峰峰值分别为0.52和1.64 kN·m,电磁转矩平均值分别为11.65和27.09 kN·m,转矩脉动分别为6.02%和4.12%;总体来看,内、外电机之间存在一定程度的耦合,但该耦合效应被隔磁环有效削弱.

关键词： 重力坝   Autobank   有限元   动力分析   振型分解反应谱法  

摘要： 重力坝的抗震特性是大坝安全的一个重要指标,以柳树沟水库堆石混凝土重力坝挡水坝段为分析对象,利用Autobank有限元计算软件,在进行静力分析的基础上,基于振型分解反应谱法对其进行动力分析,将静态荷载和动态荷载作用下的应力结果按照“静力+动力”和“静力-动力”两种方式分别进行组合,采取最不利值与规范要求对比,得到该坝段应力状态满足相关规范要求,验证大坝结构设计的合理性和工程的安全可靠性,研究可供相关类似工程参考借鉴。