关键词： 盾构隧道   钢环加固   有限元   椭圆度  

摘要： 盾构隧道因多种内外部不利因素的影响,发生不均匀沉降,导致管片、道床出现严重病害。为保证盾构隧道的结构安全和使用寿命,文章通过内衬钢环加固施工技术来提高隧道的承载力和耐久性。通过有限元软件计算分析确定钢环与管片形成复合体系后,当椭圆度达到50‰时,最大弯矩减少了35.2%,最大轴力减少了30.3%。通过优选施工材料、定制设备、控制关键工序,顺利完成了现场钢环加固安装施工,可为今后类似工程提供参考和借鉴。

关键词： 动车组   制动盘   螺栓   高速旋转   有限元  

摘要： 制动盘螺栓对于确保高速动车组制动可靠性和运行安全性非常重要。本研究使用高速动车组制动盘螺栓载荷测试技术,对中国客运专线的轮装制动盘螺栓载荷进行线路测试,获得制动盘螺栓载荷动态时间历程。螺栓载荷包括拉伸载荷、径向弯矩和周向弯矩。通过建立轮装制动盘车轮结构有限元模型,模拟仿真在有轮轨接触下车轮高速旋转过程中螺栓受载情况,并与试验结果进行对照。结果表明,拉伸载荷、径向弯矩和周向弯矩与列车运行速度密切相关。运行速度越大,螺栓载荷的变化越大,且这些载荷随着车轮转动呈周期性变化。同时,各载荷信号上还存在由轮轨激扰引起的小波形。有限元仿真结果表明螺栓杆上各个截面的径向弯矩大小和方向并不一致。车轮内外结构的不对称性将导致螺栓杆上左侧截面的弯矩大于右侧截面的弯矩。

关键词： 有限元分析   腰椎韧带   韧带损伤   关节囊韧带   生物力学  

摘要： 背景:韧带是稳定腰椎的重要结构,随着年龄的增长韧带容易发生退行性变化,目前关于腰椎韧带的研究较少。目的:探究在一定的韧带损伤顺序下,前屈、后伸、侧弯、扭转4种运动状态时,不同韧带叠加损伤的组合对腰椎生物力学特性的影响。方法:建立L4-L5节段腰椎有限元模型,施加相应的力矩模拟前屈、后伸、侧弯、扭转4种运动状态,按顺序进行韧带的组合损伤,得到腰椎的活动度及各个韧带的应力。结果与结论:①每去除一根韧带,剩余韧带应力会增加,4种工况下都是关节囊韧带所受应力最大,尤其是前屈时;随着韧带的去除,腰椎活动度也在不断增加;②前屈时,去除第一根韧带关节囊韧带后,剩余韧带应力变化平均值最大,其次是去除棘上韧带后;去除关节囊韧带后,腰椎活动度变化率最大,去除后纵韧带后,腰椎活动度变化率最小;③后伸时,所有韧带都是在去除关节囊韧带后应力变化率最大,去除关节囊韧带后,腰椎活动度变化率最大,去除后纵韧带后,腰椎活动度变化率最小;④侧弯时,棘间韧带的应力变化率在去除横突韧带后减小,棘上韧带此时增加较多,去除关节囊韧带和去除横突韧带后,活动度变化率有较大的增加;⑤扭转时,去除关节囊韧带后,剩余韧带应力变化率远大于其他韧带损伤组合;也是在去除关节囊韧带后,活动度变化率最大,其余情况活动度变化率不超过8%;⑥一根韧带损伤,其余韧带会进行应力补偿,韧带损伤会影响腰椎的稳定性,侧弯情况下影响最小,腰椎不稳患者要避免前屈和后伸运动,通过前屈和后伸运动更容易检查出韧带的病理状况;⑦关节囊韧带是维持腰椎稳定性的重要结构,棘上韧带在前屈中发挥了较大的作用,要保持腰椎全韧带的完整性。

关键词： 电脉冲铆接原理   有限元分析   电磁发射技术   设备研制   工艺研究  

摘要： 针对电磁铆接中设备结构体积大、能量转换效率较低等问题,提出了一种电脉冲铆接方法。首先,通过分析电脉冲铆接机理,推导了电能–电磁能–机械能的能量转换过程,并采用有限元建模仿真方法对铆钉电脉冲铆接成形进行了模拟试验,为电脉冲铆接成形的原理分析、设备参数的选择提供依据。然后,设计并研制了一种电脉冲铆接设备,通过仿真方式确定了样机关键参数,并在电路设计基础上实现了脉冲电源与铆枪研制。最后,以充电电压为变量进行了28次电脉冲铆接试验,完成了电脉冲铆接的工艺研究,结果表明,各试验中镦头的高度和直径合格率为100%,电脉冲铆接设备的能量利用率较高。

关键词： GIS   波纹管   大压缩位移   疲劳寿命   工程计算   有限元分析  

摘要： 为解决某GIS母线中波纹管的最大压缩位移和疲劳寿命究竟能否同时满足工程指标的难题,应用工程计算和有限元分析分别加以计算,然后通过两种计算结果和实验验证进行比较,以期获得哪种方法更精确可靠。为达此目的,文中给出了工程计算和有限元建模的详细过程。按工程计算方法得到的最大压缩位移结果无法满足工程指标,而有限元分析计算方法,却可以达到工程指标,且有较大的安全裕度。有限元分析还揭示了满足大压缩位移的机理,计算结果符合某GIS工程同时需要的压缩位移和疲劳寿命。经型式试验也验证了模拟的正确性。充分证明了有限元分析方法是比按工程计算方法更为先进和准确的设计手段。

关键词： 矿井瞬变电磁法   金属干扰   三维正演模拟   矢量有限元   全空间  

摘要： 金属干扰一直以来都是影响矿井瞬变电磁探测数据可靠性的关键因素之一。不仅给数据解释带来误判、错判,甚至导致接收信号彻底无效,因此系统研究金属环境下的瞬变电磁响应特征至关重要。可采用三维矢量有限元法实现金属干扰环境下的瞬变电磁正演模拟。利用精细化四面体网格对全空间计算区域进行空间离散,同时引入二阶后退欧拉时间离散格式,将直接求解器MUMPS用于线性方程的求解,最终获得高精度的数值解。在验证算法精度的基础上给出金属干扰环境下的矿井瞬变电磁响应,证明非结构有限元法对交界面电阻率差异巨大、磁导率参数较大的含金属模型依然能够进行较好的模拟。为系统分析金属干扰环境下瞬变电磁响应规律,设计切合实际尺寸的典型块状金属和金属工字钢模型。以精细化四面体网格拟合金属模型界面并提取数值模型的电磁扩散剖面,分析金属体与接收线圈距离及金属体尺寸对响应信号的影响。非结构有限元法数值模拟结果表明:巷道内金属的存在使得电磁场信号产生畸变,感应电动势曲线在晚延时产生异常高值。并且金属体尺寸越大、距离越近,则感应电动势响应幅值更大、影响范围越广,甚至淹没目标含水地质体的信号。可移动的块状金属与连续的工字钢在响应特征上具有相似的规律,因此在工程实践中可通过调整距离等方式对其处理。

关键词： 边坡稳定性   有限元分析   降雨作用   水位变化  

摘要： 为研究降雨及水位变化条件下路基边坡的稳定性,文章以云南省腾冲市某沿河路基土质边坡工程为例,基于有限元数值模拟软件分析了边坡在不同工况下的安全系数变化规律和降雨-水位变化组合模式下边坡稳定性的变化规律,得到以下主要结论:不同降雨强度下边坡的安全系数变化速率不同;坡体内部初始水位越高,边坡在降雨条件下越容易失稳破坏;路基土质边坡经过降雨-水位升降后,边坡的稳定性会大幅度下降。

关键词： 智能头盔   蜂窝结构   有限元分析  

摘要： 随着时代发展和交通工具的日益完善,头盔成为保障交通安全中必不可少的设备。市面上的头盔防撞击能力较低且功能单一,本文在传统头盔的基础上嵌入一部分蜂窝夹层结构来加强头盔的吸能效果,以减轻外部冲击对头部产生的伤害。在功能方面以STM32F103ZET6为主控制器,搭载了SIM868模块、振动传感器和陀螺仪角度传感器等模块,以实现检测定位报警功能。经试验证明,这种头盔可以有效减轻当事故发生时外部对头部的冲击力,不仅可以保障事故发生人员头部安全,还可以对事故发生人员进行精准定位、自动报警以及实时通信,为事故人员争取宝贵的救援时间。

关键词： 有限元   多钉连接   钉载分配   渐进损伤  

摘要： 针对碳纤维连接结构强度问题,建立了碳纤维层合板三钉双搭接结构的有限元模型,基于Hashin准则分析了连接结构在拉伸过程中的渐进损伤。分析结果表明:连接结构在拉伸过程中,层合板首先在第一个螺栓处发生损伤,随着损伤加剧,钉载重新分配,最后层合板在第一个螺栓处断裂,在另外两个螺栓处发生局部挤压损伤。基于有限元模型分析了不同金属材料板与碳纤维层合板连接的钉载分配以及连接结构中螺栓间距对钉载分配的影响,当所连接的金属板刚度越大,钉载越不均匀,当连接结构中螺栓间距越大,钉载也越不均匀。研究结果为提高复合材料多钉连接结构的挤压强度设计提供了依据。

关键词： 双层螺旋曲面肋壳结构   有限元仿真分析   应力分析   位移  

摘要： 双层螺旋曲面肋壳结构因结构造型复杂、壳体长度超长,如何保证其质量和施工安全是施工重难点。依托某项目,利用MIDAS有限元仿真分析软件,模拟在温度荷载、自重荷载及组合荷载作用下双层曲面肋壳结构的应力和位移关系,从而为施工方案及支撑结构体系的选择提供数据支撑。成形后所有构件的位移和应力均在许可范围内,验证了该方案的可靠性,以供同类项目参考。