关键词： 复杂高层建筑   转换结构   有限元分析   刚度退化  

摘要： 近年来,随着我国科学进步和经济的迅速发展,高层建筑的发展趋向于越来越高,为例满足人们对商业建筑及地下车库大空间的使用要求本项目采用在四层转换,采用部分框支剪力墙结构,本文就转换的结构特点,采用实体有限元分析方法对转换进行实体有限元分析,包括几何建模、确定材料本构关系、施加荷载条件和设置边界条件。对于材料非线性问题,考虑混凝土构件全截面受拉开裂后刚度退化的影响。

关键词： 风电塔架节点   有限元分析   传力机制   塑性区域   承载能力  

摘要： 对钢管混凝土装配式附着板节点和万向包裹Y型节点2种不同构造节点进行ABAQUS有限元分析,从静力荷载下的受力全过程、塑性区域发展情况、传力机制等方面进行对比。结果表明,各节点屈服阶段的变化规律基本吻合,具有良好的承载能力。装配式附着板节点的高应力区出现在节点板上,装配式万向包裹Y型节点由于已增加球杆连接件作为节点的传力构件,其高应力区主要集中在球杆连接件的下部。该文总结的2种钢管混凝土格构式风电塔架节点从适用性来说,建议使用钢管混凝土装配式附着板节点。

关键词： 生态产品   空间分区   适宜性评价   生态系统  

摘要： 探索基于区域资源禀赋、地域功能适宜性及现实政策条件的生态产品分区是生态产品价值实现的空间发展指引。文中以宿迁市为例,基于地域系统理论“要素-功能”分析范式,引入国土空间用途管制规则和政策条件双重约束,建立了耦合“开发潜力-布局适宜性”的生态产品分区理论框架,采用双变量局部空间自相关与耦合协调模型划分了生态产品开发、拓展、保育分区类型,明确差异化生态产品开发策略。结果显示:宿迁市生态产品高潜力区面积603.31km^(2)、中等潜力区面积1752.19km^(2)、低潜力区面积6168.48km^(2),分别占国土总面积的7.07%、20.56%和72.37%;生态产品适宜区面积2432.15km^(2)、中等适宜区面积2666.87km^(2)、不适宜区面积2432.15km^(2),分别占国土总面积的28.56%、31.32%和40.12%。以乡镇为单元,划分生态产品优先开发利用区52个、适度拓展区28个、保育培育区38个,耦合“潜力-适宜性”的生态产品分区对生态资源权益交易、梯度化生态产业体系塑造等制度设计提供了方法支撑。

关键词： 高筋类缸底   有限元分析   折叠   金属流动  

摘要： 针对高筋类复杂缸底在锻造成形过程中筋部存在折叠缺陷的问题,以缸底筋部缺陷部位的成形过程为研究对象,利用有限元分析法对产品实际生产成形过程进行分析,得出筋部折叠产生的原因是底部成形后多余金属材料在模具压力的作用下与筋部金属材料发生汇集。通过对筋部金属流动方向的研究,提出了3种成形优化方案并进行了分析。试验结果表明,采用延长底部成形时间优化坯料高度的方法,将底部坯料厚度由23 mm增加至25 mm,能够有效降低底部金属填充速率和筋部金属的汇集。优化后缸底成形过程中金属流动方向相对稳定,筋部折叠问题得到明显改善。

关键词： 顶管施工   软土地区   道路沉降   有限元分析   挖土量控制  

摘要： 顶管施工方法在无需开挖地表的前提下,利用机械设备将预制管材嵌入地下。在密集的建筑环境,大型交通设施以及软土地区,对于这样的复杂地质状况,此法渐显重要性。环境因顶管施工的影响可大可小,对软土地区的道路来说,不良影响更为明显,挑战和问题亦多,典型的如路面的沉降和变形。借由有限元分析结合实地观测数据,本文探究了顶管施工与道路沉降变形的关联。道路的沉降程度并非单一因素作用的结果,而是由诸多环节和条件影响,如之处于施工早期还是晚期,施工地距离道路有多远,管壁是否厚实,土体参数如何,施工工艺是否过硬等,都参与其中,其中,施工阶段与施工距离对沉降影响最为关键。结果显示,在顶管施工后期,随着顶管推进速度的减慢,沉降趋于稳定。此外,提供了一种挖土量控制方法,通过调整挖土量,可以有效降低顶管施工引发的沉降变形。这些研究结果为软土地区顶管施工提供了重要参考,有助于优化施工技术,减少施工对道路的影响,提高施工工效和安全性。

关键词： 三点支承   多目标优化   床身刚度   有限元分析  

摘要： 支承方式是精密机床床身的刚度的重要影响因素之一,而良好的机床刚度对机床整体的加工精度提升有着重要意义。为提高机床的动静态特性,基于多目标优化法和有限元计算,提出一种双三点支承加辅助支承的支撑方法,并利用某精密卧式加工中心床身进行详细的验证。研究结果表明,通过多目标优化算法设计的支承方式,相比于工程上常用的支承方法,一阶固有频率提高15.29%,X向前后导轨平均变形分别减少59%、6%,验证了所提出方法的有效性和正确性。

关键词： 胫骨骨折   单皮质外固定架   单边式外固定架   有限元分析   生物力学   外固定  

摘要： 目的:通过有限元分析方法比较新型单皮质外固定架与单边式外固定架在不同载荷模式下的生物力学性能。方法:首先,使用Mimics软件根据CT数据图像重建胫骨模型,并通过Geomagic Wrap软件对该模型进行加工修饰处理。其次,使用Solidworks软件建立新型单皮质外固定架和单边式外固定架的3D模型,在胫骨模型中制作骨折缺损,并将外固定架与胫骨骨折模型进行装配。最后,使用ABAQUS软件进行网格划分,并对装配体分别施加轴向压缩、扭转、弯曲载荷,观察其应力分布和骨折断端位移情况,评估2种外固定架的生物力学性能。结果:新型单皮质外固定架模型在3种不同载荷下的钉-骨界面平均应力和最大应力均低于单边式外固定架模型。新型单皮质外固定架的针-骨接触面的应力分布小于单边式外固定架。新型单皮质外固定架的抗扭转能力优于单边式外固定架,抗轴向压缩、抗弯曲能力小于单边式外固定架。结论:新型单皮质外固定架生物力学稳定性稍弱于单边式外固定架,但对于临时固定使用显示出足够的稳定性,同时载荷分配更合理,发生断钉和胫骨针道周围骨折以及骨针松动的可能性低于单边式外固定架。

关键词： 外骨骼   质心估计   静态等效串联链   OpenSim软件  

摘要： 现有的质心估计方法只研究了外骨骼的质心变化情况,忽略了人体与外骨骼之间的耦合。为了研究人体-外骨骼-负载耦合系统的质心变化情况,提出了一种基于静态等效串联链的质心估计方法。首先,建立人体-外骨骼-负载耦合系统模型,通过人体运动特性采集实验采集模型所需的运动学参数;其次,在OpenSim仿真环境下模拟实验过程,得到不同负载情况下人体-外骨骼-负载耦合系统的质心变化情况;最后,通过理论计算与仿真,证明了质心模型的可行性。为外骨骼的人机携行研究提供了理论依据。

关键词： 边坡稳定性   极限平衡   非线性M-C强度准则   滑面极径-应力-强度耦合关联关系   通用型滑面模型   滑面应力函数  

摘要： 非线性强度准则下边坡破坏模式、滑面应力以及岩土剪切强度参数存在耦合关联,从而加大了边坡稳定性分析与最可能破坏模式揭示的难度。为此,以滑面应力计算模式代替条块划分下条间力假设模式,并嵌入非线性Mohr-Coulomb(简称M-C)强度准则以及引入滑面端部应力约束条件。在此基础上,结合滑体整体力学平衡条件,建立滑面应力计算模式下非线性破坏特征边坡稳定性极限平衡解答。与此同时,依据现有滑面模型,将滑面概化为旋转中心点下极径与极角所表征的曲线,以此构建通用型滑面生成模型。进一步,针对分层边坡,提出合理的“应力连续+最不利剪切方向”层间滑面连接模式。随后,采取滑面极径-应力-强度联合迭代法,整合滑面应力计算模式下边坡稳定性极限平衡解答与通用滑面生成模型,实现非线性强度准则下边坡稳定性有效分析与最可能失效模式可靠揭示。通过多个边坡算例对比分析,此方法的可行性得以验证,而且当前研究工作将有利于进一步探明非线性强度准则下边坡破坏机制。

关键词： GFRP管   UHPC   有限元分析   抗震性能   抗剪承载力  

摘要： 为研究玻璃纤维增强复材(GFRP)纤维丝缠绕角度与轴压比对GFRP管约束超高性能混凝土(UHPC)组合柱抗震性能的影响,设计了6个GFRP管约束UHPC组合柱和1个UHPC对比柱,并开展了试件在水平低周往复荷载和轴力共同工作下的拟静力试验,分析了试件的骨架曲线特征。为进一步探究径厚比、长细比、约束管环向弹性模量、混凝土抗拉强度对该组合柱抗震性能的影响,建立了一种组合柱有限元分析模型,分析了不同设计下结构的耗能能力。结果表明:GFRP管对提高UHPC柱的抗震性能效果显著,组合柱的破坏形态、峰值荷载和峰值位移均得到提高;有限元分析结果与试验结果吻合良好,验证了分析模型的有效性;通过拓展分析发现,随着径厚比的减小与环向弹性模量的增大,试件的承载力增强,耗能能力变差;随着长细比的减小,试件的承载力增大,极限位移变小,耗能能力变差;混凝土抗拉强度对试件抗震性能有影响,但影响较小。通过回归分析,提出了一种适用于GFRP管约束UHPC组合柱的抗剪承载力计算式。