关键词： 低温储罐   大型钢拱顶   拱顶板   角焊缝连接强度   有限元计算  

摘要： 低温储罐大型钢拱顶的拱顶板一般采用角焊缝与网壳钢结构连接,由于网壳是一种双向曲面结构,拱顶板与钢结构连接的角焊缝很难简化为二维有限元模型进行强度刚度校核,由于结构的复杂性导致采用三维实体模型时建模复杂,单元数量庞大。采用三维壳单元进行模拟是一种方便、快捷且有效的方法。但如何用壳单元模拟梁壳连接角焊缝的受力特征将是有限元建模的关键。采用一种用壳单元和梁单元模拟网壳结构拱顶板与钢结构的有限元简化方法,并将其应用于实际项目中。结果表明:该计算方法既能减少大量实体单元的建模和计算,又避免了过度简化导致梁壳连接焊缝的应力失真。

关键词： 高速公路   扶壁式   挡土墙   力学特性   有限元  

摘要： 为研究交通荷载下高速公路组合扶壁式挡土墙的力学特性,采用通用有限元软件建立了组合扶壁式挡土墙-墙后填土的相互作用数值模型。基于新建模型研究了组合扶壁式挡土墙及其连接件在交通荷载下的应力及位移分布规律。研究表明交通荷载下组合扶壁式挡土墙不同方向的最大应力均出现在扶壁右下靠近土体一侧,且底板内钢筋笼靠近墙趾部分相较于墙踵处在墙高方向上的位移更大。期望本文研究能够为组合扶壁式挡土墙设计与施工提供一定理论参考。

关键词： 玉米根茬回收   根土分离   旋耕刀   有限元分析  

摘要： 【目的】解决玉米收割后根茬资源浪费、根茬留土造成的轮种困难、病虫害加剧、根系留土腐败等问题。【方法】在玉米根茬挖掘的基础上,设计了一款拖拉机后置玉米根茬回收装置。该装置采用旋耕刀辊对玉米根茬进行挖掘作业,作业后的根土经过多道筛分工序实现根土分离。然后对装置各部件的参数进行设计,结合滚筒刷的受力和转速对玉米根茬的运动轨迹进行分析,并采用HyperMesh软件对旋耕刀辊进行有限元仿真,对单个旋耕刀进行弯折角应力对比分析。【结果】1)该镰刀型旋耕刀辊前6阶固有频率为110.349~288.744 Hz,其1阶模态固有频率的75%为82.762 Hz,大于镰刀型旋耕刀辊的激励频率,故此设计能够避免产生共振,安全可靠。2)旋耕刀最大应力为142.6 MPa,最大变形为0.513 5 mm,满足各项力学条件。3)旋耕刀在弯折角度为124°时应力最小,仅为187.7 MPa,与装置设计参数相符,滑切效果最好。【结论】该装置可一次性完成根茬挖掘、根土分离、根茬回收等工作,有效避免了田间杂草缠绕并提高了旋耕挖刨效果,可以为玉米根茬的回收利用提供理论参考。

关键词： 天线罩   载荷   有限元分析   应力  

摘要： 天线罩作为天线设备的防护装置,在满足电性能透波需求的同时,也应满足结构力学性能。以某型空间骨架球形雷达天线罩为研究对象,基于ANSYS有限元分析软件,进行风载荷、雪载荷及自重载荷下的结构力学仿真,计算得出天线罩在载荷作用下的应力值及位移量等。仿真结果表明,该天线罩的最大位移响应和稳定性响应均满足设计要求,验证了天线罩在风载荷、雪载荷及自重载荷下的结构安全性。

关键词： 共享单车   搬运载具   动力学仿真   有限元分析  

摘要： 文章聚焦于共享单车搬运领域面临的现状与挑战,提出了一种新型搬运载具方案,并基于动力学仿真对其进行结构设计。文章首先分析了共享单车搬运过程中存在的难点,以及当前搬运方法在效率与成本方面存在的问题,进而阐述了新型载具的设计理念及其应用价值。借助CATIA软件,构建了精确的三维模型,并在Adams环境中进行了动力学仿真,模拟了载具在平面行驶、过坑、过坎等多种复杂工况下的运动状态。随后,使用动力学载荷在Abaqus中进行应力应变分析,并对载具进行了优化设计。

关键词： 永磁同步电机   损耗预测   有限元分析   蜣螂优化算法   神经网络  

摘要： 针对有限元法计算永磁同步电机损耗的实时性问题,提出了一种采用蜣螂优化(Dung Beetle Optimizer,DBO)算法优化BP神经网络的永磁同步电机损耗预测模型。以一台额定功率为40 kW的车用永磁同步电机为研究对象,首先,在有限元分析软件Maxwell中建立了电机的电磁场损耗求解模型;其次,通过最佳空间填充试验设计方法,选取了600组控制参数组合(电枢电流、内功率因数角和转速)进行电机损耗求解,得到训练神经网络所需的数据集;最后,利用DBO算法对BP神经网络进行优化,构建了基于DBO-BP神经网络的永磁同步电机损耗预测模型,并与传统的BP神经网络、遗传算法优化的BP神经网络模型的预测效果进行对比。结果表明,DBO-BP神经网络预测模型在预测精度上优于其他2种神经网络模型,预测误差控制在5.86%以内,且计算速度是有限元模型的1267倍,能有效替代耗时较多的有限元模型,提高了损耗预测的实时性和准确性,为电机损耗预测提供了一种有效的方法。

关键词： 电动汽车   随机负荷   充电负荷时空分布   充电路径优化  

摘要： 针对大量电动汽车作为随机负荷接入电网时,其特有的波动性、无序性影响电网稳定这一问题,提出一种计及路电耦合模型的电动汽车有序调度优化方法。首先,考虑交通网络拓扑结构、充电桩建设网络和电池SOC等因素,计算最短充电路径,进而对电动汽车充电负荷时空分布进行预测;其次,提出基于充电路径优化的预测融合交通网和电网信息的路段赋权策略,引入Floyd算法进行模型建立,使用自适应粒子群优化算法进行求解;最后通过仿真实验对此优化策略进行验证。结果表明,该优化方法在大量电动汽车接入电网下有效提升电动汽车充电效率,节约充电时间,减少充电成本。

关键词： 手舟骨   微观结构   生物力学   micro-CT   有限元分析   基础研究   临床研究   研究进展  

摘要： 手舟骨是手部的重要骨骼之一,在临床上损伤频发且治疗具有一定难度。因此,深入研究手舟骨的微观结构和生物力学特征对了解其损伤机制和优化治疗方案至关重要。微计算机断层扫描(micro-CT)技术提供了高分辨率的骨组织成像,而有限元分析则能帮助模拟手舟骨在不同生理和病理状态下的应力分布和行为模式。通过micro-CT技术获取手舟骨的高分辨率三维图像,能够用于构建手舟骨真实解剖结构的有限元模型,从而实现对手舟骨力学性能的精确模拟。这两种先进技术的融合为揭示手舟骨的结构功能关系及其损伤机制提供了新视角。因此,本文回顾了手舟骨的解剖学特征及其在不同状态下的生物力学行为,并重点讨论了micro-CT和有限元分析技术在手舟骨研究中的具体应用及其优势,通过综述近几年来的研究成果,为手舟骨相关疾病的诊断、治疗及预防提供新的科学依据和方法。

关键词： 粗糙表面   接触刚度   有限元仿真  

摘要： 为了研究粗糙表面接触问题,基于有限元对其进行仿真分析,首先通过MATLAB程序生成一个随机粗糙表面,然后使用有限元软件模拟粗糙表面和刚性平面之间的接触过程。研究法向作用力与法向接触刚度、实际接触面积与法向接触刚度之间的关系。仿真结果表明,法向作用力与实际接触面积、法向接触刚度之间均存在近似的线性正比关系;且在同等法向作用力下,表面粗糙度越小,法向接触刚度越大。

关键词： 基础变形   弹性支承块式无砟轨道   钢轨不平顺   层间离缝   有限元分析  

摘要： 为探明弹性支承块式无砟轨道结构在基础变形恶劣地质条件下的变形规律,采用Abaqus有限元软件建立隧道段弹性支承块式无砟轨道精细化数值仿真模型,在考虑弹性支承块式无砟轨道道床板直接构筑于仰拱上的特殊结构形式前提下,以仰拱余弦型不均匀沉降作为基础变形输入形式,分析幅值、波长对钢轨位移、道床板位移及道床板与基础间离缝及脱空高度与长度的影响,提出基础变形作用下弹性支承块式无砟轨道的薄弱位置及最不利变形形式。研究结果表明:1)当基础变形形式为余弦型不均匀沉降时,钢轨变形形式与基础变形形式一致性较高,道床板变形形式一致性较低;结构沉降随基础沉降幅值增大而增大,基础沉降波长对结构沉降最大值影响较小;沉降中心出现沉降最大值,沉降端部出现小幅上拱;2)当沉降幅值与波长不变时,由于道床板的纵向不连续性,沉降中心为板中的情况变形较为缓和,沉降中心为板端的情况变形较为剧烈;3)层间离缝及脱空高度随沉降幅值的增大而增大,随沉降波长的增大而减小;随沉降幅值的增大而增大,随沉降波长的增大先增大后减小;基础沉降波长小于40 m时,只要发生沉降即需进行检查修补;基础沉降波长超过80 m时,可不进行离缝修补。综上所述,沉降幅值与轨道结构变形呈正相关;道床板的纵向不连续使得结构沉降与离缝突变性强,极大恶化轨道结构力学性能。研究结果可为基础变形地段弹性支承块式无砟轨道的优化设计与运维养修提供参考与依据。