关键词： 永磁同步电机   斜极分段   田口法-响应面法   有限元分析  

摘要： 为提高电机电磁性能,降低齿槽转矩,提出了一种以田口法-响应面法为基础,对永磁同步电机进行多目标优化设计的方法。首先通过计算出齿槽转矩的表达式,分析不同转子分段数对电机性能的影响并确定其优化范围;其次,采用田口方法对永磁宽度、气隙长度、齿宽等结构参数进行了选择;然后以转子分段数为离散点,在此基础上,对电动机的结构参数进行连续点建模,得到多个目标的优化求解;最后,通过有限元分析软件对优化前后的电机性能进行了比较。计算结果显示,优化前后的齿槽力矩、转矩脉动系数和气隙磁通的振幅分别下降了3.9%、68.6%和3.9%,电机的效率区域在95%以上的占比提高了2.18%,为电机性能优化提供了一定的参考价值。

关键词： 钢结构连廊   整体提升   有限元分析  

摘要： 文中结合济南明湖国际科创中心连廊液压提升项目,使用MIDASGEN有限元分析软件对连廊的提升单元、提升单元吊点进行静力线性分析。通过有限元分析,对济南明湖国际科创中心连廊液压提升项目中钢结构连廊提升吊点及提升过程进行模拟分析,确定了连廊结构提升过程中的安全可靠性,为实际施工过程提供理论依据。

关键词： AGV小车   手动辅助转向操作装置   故障处理   有限元分析  

摘要： AGV无人搬运小车是一种通过电脑控制或利用电磁轨道来设立其行进路线的自动化搬运设备。昆船公司研发的BJ311型AGV小车在运行过程中出现转向电机或编码器损坏故障时,会导致AGV小车无法使用手持终端半自动控制进行转向,只能使用液压叉车将AGV整体叉取,移出现场,该方式危险性高,且操作难度大。研制了一种由固定机构、连接机构、啮合机构、转向机构四部分组成的可以对AGV小车转向轮进行手动控制的手动辅助转向操作装置,实现了故障AGV小车快速转移,较好地解决了使用液压车叉取的危险性问题,有效提升了故障处理效率。

关键词： 数字无轨电车   静强度   有限元分析   刚度试验  

摘要： 为了研究数字无轨电车车体结构强度,正向指导设计,文章通过对城市轨道车辆、客车的试验标准及试验工况进行描述与比对,确定适用于本车且同时兼顾汽车行业和轨道车辆车体静强度、刚度的9个计算工况及载荷输入进行有限元分析。计算结果表明,各工况下车体应力值均低于材料屈服强度,车体刚度满足GB/T 7928—2003标准中“最大垂直载荷作用下边梁静挠度不超过两走行部支承点之间距离的1‰”的要求。选取车体端部压缩载荷工况和极限扭转(模拟左前轮悬空)工况下部分测试结果利用率大于20%的应变片测点进行仿真与试验结果对比,结果表明:两种工况下所有选择测点的仿真与试验结果误差均在15%的合理范围内。同时,最大垂直载荷作用下车体边梁中央静挠度仿真与试验结果误差为0.917%。车体静强度、刚度仿真与试验结果均具有较好的一致性。

关键词： 裂缝扩展   固体材料破坏   多边形有限元   统一相场损伤模型   交错求解算法  

摘要： 固体材料裂缝扩展一直是工程中最普遍的破坏方式之一。统一相场理论在模拟裂缝扩展方面具有一定优势,但传统有限元方法在相场复杂区域离散时存在较大困难,为此将多边形有限元方法与统一相场损伤模型相结合,基于Matlab软件开发出多边形有限元统一相场损伤模型。该模型采用多边形离散方式并通过子问题交错迭代算法进行求解,即通过固定相场求解位移场,然后基于位移场结果求解相场,反复循环计算直至两者结果收敛。通过对比四边形单元与多边形单元离散下L形板的裂缝扩展结果,发现多边形相场计算结果与传统有限元计算和实验结果基本一致,证明了此方法的可靠性。提出的统一相场多边形有限元模拟方法有望在对工程结构复杂区域进行离散时发挥重要作用。

关键词： 山区公路   微型桩   桩身受力   土拱效应   有限元   安全系数  

摘要： 为了提高山区公路滑坡设计水平,利用有限元软件Abuqus建立模型,计算了微型桩桩身位移、剪力、弯矩及土拱效应的变化规律,并探讨了桩身弹性模型、土体抗剪强度等参数对微型桩受力的影响。同时,依托某山区公路滑坡项目,计算了微型桩加固前后边坡的安全系数,确定了微型桩的最佳桩间距取1.5m(5倍直径),研究成果表明可为类似的山区公路微型桩设计提供科学的理论指导。

关键词： 有限元法   乳牙   牙体修复   应力分析  

摘要： 三维有限元法是一种数值类、工程领域的创新型分析方法。其原理为运用现代计算机技术对物体的力学性能进行数值转换,建立直观、省时并能得出确切结论的研究模型,分析不同部位的应力应变情况,进而展开力学理论研究。迄今有限元法已广泛应用于工程技术、材料力学、生物力学领域,且应用范围已涉及口腔医学的各个领域。在口腔医学的力学研究方面极具优势,为深入探讨牙体修复治疗提供生物力学依据。近年来,在儿童口腔医学领域应用三维有限元法的力学研究成为热点。本文就三维有限元法用于乳牙牙体修复的应用现况及研究前景作一综述。

关键词： 垂直轴风力机   叶片   复合材料   结构设计   有限元分析  

摘要： 垂直轴风力机因其易大型化优势逐渐成为研究热点,但涉及结构方面的研究较为有限。因此,以5 MW垂直轴风力机为研究对象,提出了满足结构性能需求的叶片及支撑杆复合材料铺层设计方案。通过计算流体力学方法获得极端环境下气动载荷并加载至风力机表面,利用有限元方法对其进行静力学及模态分析。结果表明,提出的风力机叶片、支撑杆及塔架等主要结构部件在极端载荷下有足够的安全性,其最大位移位于叶片尾缘顶部,最大应力位于塔架与支撑杆连接处,最大应变位于与支撑杆接触的叶片腹板;停机迎风状态下垂直轴风力机风轮仍存在较强的扭转载荷特征;风轮工作频率小于风力机1阶固有频率,且其相对差超过10%,风轮在额定条件下不会发生共振。

关键词： 风电机组   有限元   齿轮   啮合强度   应力   静力学   动力学  

摘要： 风电机组齿轮传动系统故障频发,导致维修费用急剧增加。利用有限元建模,创新性地采用静、动力学相结合的仿真方法,建立了渐开线圆柱齿轮的静力学和动力学模型,并分析了不同工况下齿轮的啮合强度和应力分布。在静力学分析中,齿轮啮合处存在应力集中和超限现象。齿轮啮合处的最大等效应力达到1096.1 MPa,超过材料强度极限980 MPa的12%。在动力学分析中,出现最大冲击应力的范围是500~600 MPa。该数值是额定工况下的10倍,揭示了齿轮啮合处存在冲击应力的现象。随着转速和载荷的增大,等效应力从57.344 MPa增加到181.84 MPa,增加了217.1%。该研究为后续研究齿轮动力学行为和改进传动可靠性提供了参考。

关键词： 无油螺杆空压机   有限元分析   变形   间隙  

摘要： 针对某燃料电池用无油螺杆空压机,利用ANSYS Workbench软件,通过稳态热分析获得压缩机的温度分布,通过静力学分析获得压缩机在温度、压力载荷下的变形量,并对转子间啮合间隙、转子与转子腔内壁面的径向间隙以及转子端面间隙的选取进行了研究。结果表明:转子的稳态温度沿轴向近似按线性分布;转子与机壳在水平方向和轴向均有向外膨胀的趋势,且最大变形量均位于排气端面;在竖直方向有向上膨胀的趋势,最大变形量位于吸气端面。为保证压缩机正常运转,阴、阳转子间的预设间隙应大于0.57 mm,阴、阳转子与转子腔内壁面的径向间隙分别应大于0.023 mm和0.026 mm,转子吸、排气侧的端面间隙分别应大于0.065 mm和0.005 mm。