关键词： 液压挖掘机   动臂优化   有限元分析   结构强度   UG/ANSYS  

摘要： 为增强挖掘机动臂性能,采用UG/ANSYS软件,对斗山品牌中型液压挖掘机的动臂结构进行了优化设计与有限元仿真分析。首先进行了整体结构的参数化建模,随后重点分析了三种典型的运行工况,以确定最危险的工况。在最危险的工况3下,详细分析了动臂铰接点的受力情况,并进行了静力学仿真,从而对动臂结构进行了针对性优化。最终,优化设计显著提高了动臂的结构强度和刚度,减少了最大应力和变形,有效延长了设备的疲劳寿命。该研究不仅增强了挖掘机动臂的性能,也为类似工程机械的优化设计提供了宝贵的参考。

关键词： 偏置交流电磁场检测   裂纹检测   裂纹角度   裂纹深度   有限元分析  

摘要： 【目的】传统管道漏磁检测技术对于与磁力线夹角较小的裂纹缺陷检出能力不足,为保障油气管道的安全运行,亟需一种能够准确检出此类缺陷的检测方法。【方法】结合漏磁与交流电磁场检测技术的优势,提出了一种基于偏置交流电磁场检测技术的管道裂纹内检测方法。根据偏置交流电磁场检测基本原理,分析了裂纹角度对试件内部磁场及表面涡流场分布的影响规律,通过建立有限元分析模型,厘清了管道有无裂纹对其内部磁场及表面涡流场分布的影响,并搭建了偏置交流电磁场检测实验平台,验证了方法的可行性。【结果】对于内壁不同角度θ的裂纹,当0°≤θ≤15°时,信号特征呈现出先波谷后波峰的分布;当15°<θ≤90°时,发生相位翻转,信号特征呈现出先波峰后波谷的分布。当内壁裂纹角度为0°≤θ≤45°时,裂纹响应信号峰谷值Umax-min随内壁裂纹角度增大逐渐减小;当内壁裂纹角度超过45°时,Umax-min随内壁裂纹角度增大而增大。对于内外壁不同深度裂纹,其响应信号特征均呈现出先波峰后波谷的分布,Umax-min随内外壁裂纹深度的增加逐渐增大。【结论】该方法可有效识别管道内壁宽0.3 mm的不同角度裂纹及宽0.5 mm、角度90°的不同深度裂纹,且对外壁宽0.5 mm、角度90°、不同深度裂纹的最小检测深度为30%t(t为壁厚),具备对管道内壁不同角度裂纹及内外壁不同深度裂纹的定量识别能力。(图13,表2,参21)

关键词： 地铁车辆   辅助逆变器箱   吊挂结构   有限元分析   振动冲击试验  

摘要： 总结车下设备吊挂结构设计原则,并基于设计原则完成了辅助逆变器箱吊挂结构设计。依据IEC 61373-2010标准对吊挂结构进行有限元分析及模态分析。设计了冲击振动试验方案,对辅助逆变器箱吊挂结构进行了纵向、横向和垂向等3个方向的模拟长寿命振动试验、冲击试验以及功能性随机振动试验,并对试验结果展开详细分析。有限元分析和试验验证结果表明,辅助逆变器吊挂结构各项性能安全可靠,满足标准要求,为地铁车辆车下设备吊挂系统的结构设计和优化以及试验提供参考。

关键词： 焊接方管节点   轴力作用   方管材料特性   极限承载力   有限元分析  

摘要： 目前规范中还未规定Π型构造形式的方管节点承载力计算公式。该文在经过试验验证有限元分析准确性的基础上,基于两种方管不同区域的材料本构关系模型,利用Abaqus软件对85组在轴力作用下的节点进行了数值模拟,得到了方管Π型节点在轴力作用下的极限承载力。随后,通过参数化分析和多元回归,得出影响Π型节点极限承载力的因素以及修正的承载力计算公式。结果表明,支管-主管宽度比β对节点极限承载力和初始刚度影响较大,增大支管宽度,能够显著提高节点的极限承载力,支管上施加的荷载由主管上表面的抗弯、抗剪作用和主管侧壁共同承担,节点的破坏模式也取决于β;主管宽厚比2γ越大,意味着主管上翼缘和支管连接区域变得更加细长,降低了主管上翼缘的抗弯刚度,节点承载力和初始刚度因此降低;支管-主管高宽比η和支管间距g对节点极限承载力有一定影响,增大支管截面的高度和支管间隙,即增大了沿主管纵向方向的支管、主管相交区域,使得支管在主管翼缘更宽的区域传递荷载,节点的塑性区域更大,材料利用更充分,因此提高了节点的承载能力;支管-主管厚度比τ对节点极限承载力和初始刚度影响不大,支管的壁厚增加,提高了支管的承载力,但节点最终破坏是主管上翼缘达到屈服破坏而并非支管破坏,因此支管厚度的变化对节点承载能力影响不明显。根据有限元模型的分析结果,通过曲线拟合提出了计算方管Π型节点极限承载力的参数方程,并对该方程的准确性进行了评价,为这类节点的进一步研究和工程应用提供了参考。

关键词： 近断层   强震-位错作用   地震动输入方法   缩减域方法   地震响应分析  

摘要： 精细的强震-位错耦合荷载输入是保证近断层工程结构地震响应分析准确性的重要前提,然而目前研究工作对近断层工程场地的地震动输入假设条件过于简化,难以合理表征地震与断层错动之间的同震同错耦合作用.为此,本文提出了一种面向近断层工程场地的强震-位错耦合地震动输入方法.首先,将震源尺度全局域划分为工程场地所在的内域以及工程场地以外的外域;其次,通过运动学震源模型模拟发震断层的破裂过程并获取地震波场;随后,建立一种适用于含活动断层非连续内域模型的扩展缩减域方法,将传播至内域的地震波场转化为动力荷载输入至内域模型的断层边界及内域截断边界,从而实现近断层工程场地在强震-位错耦合作用下的地震响应分析;最后,设计了平地、山体以及河谷3种地形工况算例以检验该方法的可靠性.结果表明:扩展缩减域方法计算结果与运动学震源模型吻合度较好,具有较高精度,且本文方法能够合理表征近断层地震动的强震-位错耦合分布特征以及速度脉冲、上盘效应、竖向效应等近断层效应.通过不同地形特征工程场地的地震响应分析及对比,验证了本文方法的广泛适用性,能够为实际工程抗震设计分析提供科学依据.

关键词： 顶管工作井   有限元   框架   全过程   Robot Structural Analysis  

摘要： 顶管工作井永久框架在施工过程中会经历多种不同的受力阶段,在土压力、水压力、顶推力等组合作用下处于复杂的受力环境,准确分析框架在不同阶段时的受力特点和内力分布是设计环节中的重点。利用有限元计算软件Robot Structural Analysis建立顶管始发井的三维模型进行受力分析计算,并对工作井永久框架在全过程设计中的受力情况进行了小结与探讨。分析表明,框架内力包络值主要由开挖阶段和拆撑阶段控制,研究结果对实际工程中顶管工作井的设计提供有效的参考。

关键词： 比例-积分-微分   遗传算法   径向基函数   液压马达   测控  

摘要： 工业自动化和智能化的不断发展,使得液压系统的应用变得日益频繁,其中液压马达的性能直接影响整个系统的效率和可靠性;为此,研究首先以数学建模的方式对液压马达测控加载系统进行了建模,其次,以比例-积分-微分控制技术为基础,引入了遗传算法和径向基函数进行参数整定优化,最终提出了一种新型测控系统模型;实验结果表明,该新模型在中心值为0.45,宽度参数为0.3和权值参数为-0.1时的性能最佳;其响应时间最短为1.2秒,平均振幅为8 mm,频率与原系统基本一致;其马达转速最快可达1470转/分钟,测控误差最小为0.49 mm,系统响应时间最快为0.25秒,超调量最低为2.87%;由此可知,该新测控模型能显著提高液压马达的动态性能和稳定性;研究旨在通过改进现有的控制算法,以提升液压马达的测控精度和响应速度,为该领域的技术发展,提供一种新的方向。

关键词： 土压平衡盾构机   盾体   轻量化   有限元  

摘要： 基于离散元法和静力学对土压平衡盾构机盾体进行仿真研究,并结合现场工程水文地质参数,对比计算标准载荷下的盾体各部分的静力学仿真结果,以验证仿真模型的准确性。在此基础上,对盾体非主要承载部件进行减重设计。通过仿真模型计算,对比分析优化后标准载荷下的盾体强度与硬度,确定最优轻量化设计方案,完成轻量化研究,提高设备设计研制水平。

关键词： 高原大温差   桥墩混凝土   开裂机理   有限元分析   初裂时间  

摘要： 高原大温差环境下昼夜温差使得桥墩混凝土结构存在开裂风险。针对这一现象,本工作建立了温度疲劳应力作用下桥墩混凝土的损伤模型,采用有限元分析方法研究了高原大温差环境桥墩混凝土的初裂时间和温度梯度分布等特征,并从温度疲劳应力演变规律、损伤发展和能量累积3个角度分析了高原大温差环境桥墩混凝土的开裂机理。结果表明:桥墩混凝土在温度疲劳应力作用下产生的裂缝呈现沿底部向上延伸的发展规律,且裂缝主要出现在向阳面;桥墩混凝土的初裂时间随着温差的增加而逐渐缩短,温差为60℃时桥墩的初裂时间由温差20℃时的970 d缩短至100 d,且随着温差的增加,桥墩混凝土累积塑性耗散能逐渐增加,其原因为单次温度循环时产生的温度疲劳应力和损伤累积速率随着温差的增加而提升。以期为高原大温差环境桥墩混凝土开裂预测和耐久性评估提供参考。

关键词： 箱板式高桩码头   ANSYS   有限元分析   预应力  

摘要： 本文介绍了利用ANSYS有限元软件对双向预应力箱板式高桩码头进行有限元分析时的建模方法。分析了箱板式高桩码头在自重作用下和正常使用期的位移和应力状态,以及不同部位的横向有粘结预应力钢筋和纵向无粘结预应力钢筋的变形情况。通过预应力钢筋的变形情况可进一步得出预应力钢筋的应力变化情况,可作为最初预应力张拉时控制张拉应力大小的依据,使预应力钢筋的作用在码头正常运行过程中得到更有效地发挥。