关键词： 机械工程   滚珠丝杠副   接触热阻   有限元分析  

摘要： 本文基于MB分形理论确定了滚道接触表面的接触热阻，并建立了考虑接触热阻的高速滚珠丝杠副热分析有限元模型；通过仿真计算，分析了不同接触热阻下的滚珠丝杠副温升特性。结果表明，丝杠的最高温度集中在前轴承处和滚珠滚道接合处，滚珠和螺母的峰值温度集中在滚道中部。接触热阻值的变化对滚珠和螺母的稳态温度影响较为显著；随着接触热阻值的增大，滚珠和螺母的稳态温度均存在明显上升，上述工作为研究高速滚珠丝杠的温升控制和冷却润滑方法提供了理论基础。

关键词： 蠕变   有限元节点   机器学习   涡轮叶片   效率  

摘要： 针对涡轮叶片蠕变可靠性分析过程，蠕变有限元计算方法效率不足的问题，提出了基于有限元节点的叶片蠕变应变预测原理，并建立了蠕变应变预测多层感知机模型，能够根据有限元节点的前期蠕变应变信息预测未来蠕变应变。结果表明：相比于蠕变应变公式拟合方法，本模型应用机器学习方法，可基于较少时间的蠕变信息预测出较好的结果。通过提高训练工况的温度场和转速水平，可以改善蠕变应变预测模型在预测其他工况时的精度。以最高温度场和转速水平为训练工况，该模型根据前6h的蠕变信息，预测6～100h的蠕变应变时，有限元节点蠕变应变较大点的误差约为10%，减少了43%～48%的蠕变应变计算耗时，提高了涡轮叶片蠕变可靠性分析效率。

关键词： 高速铁路   大跨度斜拉桥   无砟轨道   有限元   刚柔耦合   静动力特性  

摘要： 大跨度斜拉桥在运营过程中受众多因素影响，桥面易产生较大挠曲变形，影响桥上无砟轨道的服役性能，大跨度桥梁无砟轨道结构适应性亟待研究。以某设计速度350 km/h、主跨420 m的大跨度斜拉桥无砟轨道为研究对象，基于有限元法以及车辆-轨道耦合动力学理论，建立大跨斜拉桥-无砟轨道精细化模型与车辆-轨道刚柔耦合模型，对桥梁受环境荷载变形时的桥上无砟轨道结构应力、道床跟随性进行分析。同时结合频域分析对桥梁变形引起轨道不平顺以及行车时的轨道板振动特性展开研究。结果表明：各工况下轨道板等效应力最值均出现于梁端轨道板限位凸台处，最大值为5.04 MPa；在考虑轨道板自身重力产生的层间预压缩量后，桥梁变形时的轨道结构层间脱空量最大值为0.03 mm；桥梁变形产生的轨道不平顺功率谱密度曲线在120～200 m波长频段内略高于中国无砟轨道谱；行车状态下，桥梁变形引起的轨道板加速度最大值为1.62 m/s2；各工况下轨道板振动响应主频为11.73 Hz，并且在多处相同频率区段出现峰值。研究发现：桥上轨道结构除梁端轨道板限位凸台之外，应力均小于C40混凝土设计值，道床结构跟随性良好。桥梁变形引发的轨道高低不平顺能量主要集中于120 m以上波长，相较于随机不平顺，环境荷载引起的桥上轨道长波不平顺对行车状态下的轨道板动力响应影响较小。

关键词： 钢桁梁   有限元   节点连接处理   监测元件   应力   变形  

摘要： 利用MIDAS/Civil建立钢桁梁有限元模型,对杆件节点采用不同的连接处理,并在实际钢桁梁各杆件位置埋设应变监测元件,将实测值与计算值进行对比分析,从而验证模型建立的正确性。结果表明,通过对各节点采用不同的连接处理,并考虑杆件截面锈蚀削弱,各杆件在单工况下实际应力及变形与计算值较吻合,能够为同类型钢栈桥计算提供一定借鉴。

关键词： 绝缘栅双极型晶体管   状态监测   有限元分析   焊料层老化   Cauer热网络模型  

摘要： 以绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的焊料层为研究对象,在传统Cauer模型的基础上,提出考虑芯片-铜端子热流支路的双分支Cauer模型,利用光纤温度传感器测量裸露在IGBT模块外部的铜端子温度和IGBT模块底板温度,以获取IGBT芯片结温,通过分析芯片结温、铜端子温度、底板温度的变化规律,准确定位焊料层老化位置,以区分芯片焊料层老化和底板焊料层老化,从而实现对不同焊料层的老化状态监测。

关键词： 钢筋套筒灌浆连接   精细有限元模型   局部黏结滑移关系   位置函数  

摘要： 为揭示套筒灌浆连接接头中钢筋和灌浆料间的黏结滑移关系,利用DIANA 10.3有限元软件建立接头试件的肋尺度精细有限元模型,并根据有限元分析结果对接头的局部黏结滑移关系进行研究。结果表明:套筒中钢筋黏结应力沿锚固长度大致呈马鞍形分布,加载端峰值随荷载增加逐渐内移;钢筋与灌浆料间相对滑移从钢筋自由端向加载端递增,超过屈服荷载后在加载端发生激增,并逐渐向里发展;局部黏结滑移曲线大致分为5个阶段,不同锚固位置处曲线的发展趋势大致相同,但其具体路径在发展程度和曲线特征值方面有一定差异;黏结锚固位置函数沿锚固长度大致呈“M”形分布且锚固自由端峰值大于加载端,是锚固位置和相对滑移的二元函数,建议用椭圆曲线和二次曲线进行拟合。该肋尺度精细化有限元模型可用于套筒灌浆连接接头的黏结滑移本构关系的进一步研究。

关键词： 烟草薄片   有限元仿真模拟   断面质量   剪切间隙  

摘要： 本研究对烟草薄片精密剪切过程进行了仿真研究,获得了材料力学性能和相互作用参数,为有限元仿真模拟提供了必要数据。建立了烟草薄片的力学模型,并构建了相应的有限元仿真模型。在仿真模拟过程中,重点分析了烟草薄片剪切断裂的形成过程及静水应力随时间的变化趋势。采用有限元仿真模拟与实验测量相结合的方法,综合分析剪切间隙对烟草薄片断面质量的影响。结果表明,随着剪切纵向间隙的增加,烟草薄片的塌角高度逐渐增加,剪切带高度总体呈现减小趋势,而断裂带高度则呈现增加趋势。然而,当剪切间隙为0.15 mm时,由于上、下剪刃的重合,导致剪切带高度略微增加,断裂带高度略微减小。有限元仿真模拟结果与实测结果相吻合,验证了本研究的可靠性和准确性。

关键词： 装配式节点   骨架膜结构   销轴连接   Hertz接触理论   有限元分析   承载能力  

摘要： 提出的骨架膜结构装配式节点具有构造简单、预制程度高、便于现场装配、可以调节消减加工误差、适应各种形状的骨架膜结构、传力清晰等特点。基于Hertz接触理论分析了该节点的关键承载结构——销轴连接的应力分布形式并与有限元分析相互印证。基于有限元分析得出了该节点中杆件与耳板最佳的连接方式,对该节点的三维模型进行简化并建立有限元模型,计算了该节点的极限承载能力,得到其破坏形式并与同规格的空间相贯焊接钢管节点进行对比。结果表明:该装配式节点的失效由下弦杆控制,满足“强节点,弱杆件”的设计要求;该装配式节点的极限承载能力为设计荷载的2.95倍,与同规格的空间相贯焊接钢管节点几乎相同,有充足的安全余量,可以更加灵活地应用于各种建筑结构中。

关键词： 桥梁顶升工程   模拟   有限元分析   应力   顶升高度  

摘要： 桥梁顶升工程是指通过使用液压或机械设备将桥梁升到一定高度,以便进行维修、加固或更换桥梁部件的工程。以哈尔滨东三环某既有桥梁为例,应用Midas-Civil有限元仿真模拟软件,在施工前,通过对桥梁顶升全过程的仿真模拟分析,提前对危险应力进行干预。该项目共6个工况,分析表明,在前3个工况的分析中,应力均未超限,但在工况4下箱梁底板的拉应力达到σ_(max)=10.6 MPa>[σ]=3.0 MPa,超过相关规范的规定。为此,在保证设计意图的前提下,对设计给定的某几个点位的顶升高度进行微调,调整后的拉应力降至σ_(max)=2.9 MPa<[σ]=3.0 MPa,满足规范的要求,且在随后2个工况下的施工中,均未再出现超出相关规范要求的应力值。

关键词： 外挂装饰架   钢桁桥   桁架   有限元分析   施工技术  

摘要： 重庆市曾家岩嘉陵江大桥为既有桥梁,现根据设计需要新增外挂装饰桁架。外挂装饰桁架全长123.5m,为内边线距离主桥外边线7.4m的悬挑结构。其内部桁架由平行四边形格构式角钢组成,外部采用外包装饰铝板。本文主要对既有大桥新增外挂装饰桁架工程施工技术进行了研究,详细描述了施工难点及解决措施,采用大型有限元软件对既有钢桁桥及新增外挂装饰桁架建立有限元模型,对施工全过程进行仿真分析。通过有限元分析,对总体工艺流程和实际施工方案展开了技术研究。实践表明,采用该方式施工及装饰大跨悬挑结构,具有安全、经济、高效的特点,为类似外挂装饰桁架工程施工提供一定的参考和指导。