关键词： 管式车桥   有限元仿真   仿真结果  

摘要： 管式车桥作为现代汽车底盘重要组成部分,其设计和性能直接关系到车辆的安全性、稳定性和舒适性。随着汽车工业快速发展,传统车桥结构逐渐暴露出重量大、刚性不足和承载力有限等缺陷,采用新型管式车桥结构成为一种有效的解决方案。本文将围绕管式车桥的压装过程,采用有限元法重点分析其力学性能,探讨不同工况下承载能力,通过一系列的研究,为管式车桥的设计与优化提供理论基础与实用指导。

关键词： 密排桩防波堤   消浪结构   双层框架防波堤   有限元分析  

摘要： 依托某化工配套永久码头工程项目,针对一种新型的密排桩双层框架防波堤结构,通过有限元计算分析方法,对比研究了不同密排桩间距、后方斜桩间距、斜桩斜率、斜桩方向和单双层结构的受力特性。结果表明:钢管桩与PHC桩的内力随着密排钢管桩间距的增大而线性增大;后方PHC桩的斜率越大,钢管桩承担的内力越多;建议把后方PHC桩设计成叉桩型式,充分发挥PHC桩抗压能力较强的特点;双层框架结构一方面增加了结构自重,另一方面增强了上部结构的刚度,有利于减少后方PHC桩拉弯内力。

关键词： 导电针织物   柔性传感器   三维建模   有限元仿真  

摘要： 为更好地了解不同细度、密度对柔性应变传感器性能的影响,采用有限元仿真的方法进行性能分析。首先,选用280D的镀银锦纶纱线,以1股、2股、3股织造5cm×10cm纬平组织物,同时对织物进行0%~60%拉伸性能测试。然后,通过显微镜测量织物线圈几何参数,采用Rhino建立织物几何模型,利用COM-SOL进行有限元仿真,模拟织物0%~60%拉伸应变过程。结果表明:随着合股数的增多,峰值电阻升高,电阻变化率波动增大。同时,有限元仿真方法与实验测试对比,平均误差不超过3%,最大误差不超过9%,证明了有限元仿真方法在性能分析的可行性与准确性。

关键词： 全断面岩石隧道掘进机   楔平组合式滚刀   滚刀破岩   滚刀磨损   有限元  

摘要： 针对极硬岩地质下,全断面岩石隧道掘进机(TBM)平刃滚刀破岩效率低但耐磨损、楔刃滚刀破岩效率高但易磨损的特点,提出一种新型楔平组合式滚刀,并探究其刀圈结构对破岩和磨损的影响。首先,从某山岭隧道现场采集抗压强度超过230MPa的极硬闪长岩,进行单轴压缩、巴西劈裂和小尺度滚刀直线切削的试验与仿真,验证所用数值方法的合理性;然后,考虑楔平组合式滚刀圈的刃宽比和分区数目影响,开展全尺度滚刀顺次直线破岩数值仿真,分析破岩法向力、切向力、比能和比磨损功的变化规律。结果表明:楔平组合式滚刀破岩载荷呈现明显多阶段波动形态,平刃切削段载荷明显大于楔刃切削段载荷;刃宽比对破岩载荷、效率和刀圈磨损具有明显影响,而分区数目的影响不明显;建议刃宽比取0.5以兼顾破岩效率和耐磨性能,分区数目取4或6。

关键词： 金属磁记忆   力磁耦合   能量守恒定律   有限元   定量化  

摘要： 金属磁记忆检测技术在铁磁性金属构件的早期损伤诊断方面极具应用潜力,利用力磁耦合模型进行仿真正演分析为该技术实现结构安全的精确定量化评估提供了一条有效途径。本文针对现有基于能量守恒定律的力磁耦合模型版本众多,难以筛选的现状,通过分析比较进行了模型优选,通过有限元仿真和试验研究对优选模型的准确性和适用性进行验证。结果表明:优选模型可以准确描述应力、缺陷形貌和尺寸对铁磁构件磁记忆信号的影响规律,优选模型的理论分析结果和试验结果一致性好,说明该优选模型能够实现铁磁构件磁记忆信号的定量化分析。

关键词： 组合隔震支座   大变形摩擦阻尼器   有限元分析   隔震优化设计  

摘要： 核岛厂房隔震结构如采用传统的隔震支座方案,在超设计基准地震下可能出现支座抗拉、耗能能力不足的情况。提出一种摩擦阻尼器与隔震橡胶支座的组合支座优化设计方案,并利用SAP2000有限元分析软件构建一种全新组合单元模拟此组合隔震支座。通过已有的支座压剪试验识别出此种单元的力学参数后,将此组合隔震支座通过有限元方法优化某核岛厂房的隔震设计,以解决可能的拉应力和耗能问题。结果表明:提出的全新组合单元能与组合隔震支座在力学性能上基本吻合,对于判断使用组合隔震支座的优化设计方案能否有效降低支座拉应力并提高抗倾覆能力提供了明确的依据。在工作机理上,与传统隔震支座方案相比,此类组合隔震支座方案既可延长隔震结构自振周期,又不增大罕遇地震下的隔震层侧移,还可提高隔震层在大变形条件下的耗能能力和抗剪承载力,可取得多方面的优化效果。

关键词： 矿用胶轮车   有限元分析   车架   底盘  

摘要： 车架是车辆底盘的重要组成部分,起到支撑、安装、联接及导力的作用。其上部安装有货箱、油罐、发动机、变速器等,下部通过悬架与车桥相联,是车辆最主要的受力件。车架的刚度、强度等性能的好坏直接决定着整车的使用寿命及驾驶安全,必须根据使用工况对其进行仿真分析。介绍了从车架建模到有限元分析,其中包含了静态满载弯曲及满载扭转的力学结构分析、动态自由模态及约束模态的力学结构分析。通过分析得出该车架满足结构安全的需要,为提高车架结构性能、设计及优化提供理论依据。

关键词： 枕颈固定   寰枕斜坡螺钉   内固定   有限元分析  

摘要： 目的:利用有限元分析研究后路寰枕斜坡螺钉(atlantoccipital transarticular-clivus screw,TACL)枕颈固定的稳定性及其应力影响。方法:应用志愿者枕颈CT数据建立正常枕颈模型,验证模型有效性后建立枕颈失稳模型和6种枕颈固定的有限元模型:枕骨螺钉(occipital screw,OS)+寰椎侧块螺钉(C1 lateral mass screw,C1LMS)+枢椎椎弓根螺钉(C2 pedicle screw,C2PS)、OS+寰枕关节螺钉(atlantoccipital transarticular screw,TA)+C2PS、OS+TACL+C2PS、枕骨髁螺钉(occipital condyles screw,OcC)+C1LMS+C2PS、TA+C2PS、TACL+C2PS,对模型赋值材料参数,在枕骨上表面施加40N的垂直向下压力模拟头部重力,施加1.5N·m扭矩,使模型产生屈伸、侧弯和旋转运动,比较各枕颈固定模型在不同工况下的稳定性、置入物应力分布情况以及骨骼应力分布情况。结果:建立的正常枕颈模型生理状态下的活动度与文献报道的结果相近,在屈、伸、侧弯、旋转工况下的活动度分别为19.53°、17.37°、10.44°、38.74°;失稳模型在屈、伸、侧弯、旋转工况下的活动度分别为26.17°、18.90°、10.99°、42.30°,较正常模型分别增加34.00%、8.82%、5.34%、9.20%。6种内固定模型在相同工况下的活动度均减小。相较于失稳模型,TACL+C2PS在前屈、后伸、侧弯、旋转工况下削减了97.43%、94.06%、96.68%、99.01%的活动度。在相同工况下TACL+C2PS的内固定应力峰值为241.00MPa、241.2MPa、166.94MPa、168.8MPa,OS+TACL+C2PS的内固定应力峰值为295.00MPa、295.00MPa、73.54MPa、81.40MPa;内固定应力集中于连接棒中部和TACL尾部,且两种应用TACL固定技术的模型对骨骼的切割应力均较小,较其他枕骨固定技术具有更合理的应力分布。结论:后路TACL作为枕骨侧固定的技术可以满足枕颈固定的力学强度要求,相较于其他单独应用的枕骨固定技术,具有更优异的稳定性和应力分布,其与后路OS联合应用具有更强的力学稳定性。

关键词： 钢丝缠绕高压软管   钢丝增强层   有限元技术   优化设计  

摘要： 针对钢丝缠绕高压软管结构在长度方向具有周期性变化的特点,采用ANSYS软件的参数化建模技术,使用梁单元BEAM188和体单元SOLID186分别对软管的钢丝增强层和橡胶层进行单元划分,采用线接触单元CONTA176和目标单元TARGE170分别模拟软管增强层中不同钢丝层之间的连接关系,并以此为基础建立了软管长度方向代表性体积单元(RVE)细观力学有限元模型。利用该模型求解出软管爆破失效时的应力和位移分布云图,使用软件的参数扫描技术分析了钢丝缠绕角度的变化对软管钢丝层最大应力的影响规律,按照第一强度理论的失效准则对软管的爆破压力进行了数值计算预报,并通过试验验证了软管有限元模型计算结果的精度。最后,基于ANSYS软件的多目标优化设计模块,采用响应曲面算法对软管各层钢丝缠绕角度等结构参数进行了优化设计,优化后的软管爆破压力与初始结构的爆破压力相比提高16.33%。

关键词： 球磨机   衬板   有限元法   疲劳强度  

摘要： 磨机衬板截面形貌复杂,且与筒体连接螺栓数目较多,计算过程中往往将衬板按非结构质量处理,这可能导致部分关键位置应力计算出现偏差。基于非线性有限元法,对球磨机有、无衬板2种计算工况进行对比研究,探讨了衬板因素对有限元计算结果的影响。结果表明,衬板模型的加入可以降低球磨机大部分关键位置(如筒体法兰圆角等处)的应力幅值,但筒体内侧焊缝位置的应力幅值则有所增加。