关键词： 矿山掘进机   动力传动系统   有限元分析   齿轮传动  

摘要： 为提高矿山掘进机传动系统的性能和可靠性,采用有限元分析和多目标优化算法,对传动系统进行创新设计。通过建立精确的数学模型,优化关键参数,提出了新型齿轮传动、轴系结构和智能润滑方案。研究结果表明,优化后的传动系统在复杂机械系统设计中具有应用优势,为提高矿山设备性能和可靠性提供了技术支撑。

关键词： 有限元   桥墩   损伤   参数化  

摘要： 为了研究参数变化对混凝土桥墩力学性能的影响,采用Abaqus有限元程序建立了桥墩的精细化有限元模型,模拟了桥墩在单向荷载作用下的力学性能,并且与试验结果进行了对比,验证了本文所建模型的可靠。通过改变桥墩混凝土强度等级、桥墩界面形状及构造和有限元网格尺寸,对桥墩进行了参数化分析,结果表明,混凝土强度等级和双柱构造对桥墩的极限承载能力有较为明显的影响,有限元网格尺寸划分对桥墩承载力影响较小。

关键词： 微震监测   声源定位   时差法   有限元法   反演模型   矿井岩层  

摘要： 【目的和方法】矿井微震监测技术通过捕捉岩层内部结构在受力变形及破坏过程中产生的低频振动信号,来反映岩层变形及破坏情况,从而实现突水预警和地质灾害预测。其中,声源定位技术是关键环节,能够确定能量释放位置,预警潜在的灾害。目前,时差法用于声源定位存在算法复杂、定位精度受探头布置影响显著,以及对复杂地层结构适应性较差等问题。针对不同地层结构,基于有限元法,模拟弹性波在地层中的传播,考虑不同地层界面的透射、反射和衍射效应,研究了不同反演模型及探头布置方式对定位精度的影响。【结果和结论】研究结果表明:点声源控制模型能较好地模拟弹性波在岩石中的传播,而正交探头布置方式在声源定位中表现更佳。在平面均质材料中,相较于双三角探头簇,单正方形探头簇定位误差降低了0.6%,双正方形探头簇提高了1.69%的精度;在平面层状结构中,双三角形探头簇采用透射反演法相比均速反演法精度提升15%,双正方形探头簇则提升了14.9%;在三维层状结构中,直角四面体探头簇的透射反演法精度提高了14.5%。总体而言,反演模型对定位精度的影响更为显著,提出的数值模拟方法能够通过时差法透射反演实现高精度、快速的声源定位。研究结果为矿井微震与微震监测预警系统的优化提供了重要参考。

关键词： 支架   有限元   模态   强度   滑移   高周疲劳安全系数  

摘要： 通过利用商业软件Simlab和Abaqus,本文对某拖拉机用柴油机发电机支架进行强度优化,主要计算了发电机支撑的受约束模态、静强度、滑移以及高周疲劳安全系数,在强度、疲劳、滑移满足要求模态不能满足设计要求的情况下,通过振动测试、台架振动耐久的试验验证,验证结果满足拖拉机使用要求。

关键词： 熔融沉积成型   有限元   光栅角度   变形补偿  

摘要： 在熔融沉积成型(FDM)技术中,打印件的翘曲现象是制约打印精度提升的关键因素之一。采用热力顺序耦合有限元方法,研究了聚乳酸(PLA)在FDM过程中的翘曲变形行为及几何补偿方法。首先系统分析时间步长对模拟结果的影响,随后探讨光栅角度对翘曲行为的调控作用,最后实施反向补偿几何模型的方法,以实现对零件翘曲变形的有效补偿。结果表明:时间步长对温度场分布有显著影响,但对变形结果的直接影响较小,这归因于温度变化对时间的高度敏感性,而变形则更多地依赖于累积效应和准稳态平衡。此外,还发现采用0°/90°光栅角度交替策略能降低应力集中现象,与单一0°、45°光栅角度相比,应力极值降低12.7%,有效缓解翘曲问题。实施反向补偿策略后,使制造精度提升了62.07%。合理选择光栅角度并结合反向补偿设计策略能有效改善FDM过程中的翘曲现象,提升制造精度与打印件质量。

关键词： 隧道   数值模拟   支护方式   变形规律  

摘要： 隧道的支护方式的选择对隧道开挖施工安全至关重要。为保障兴业快线(南段)一标段石景山隧道施工安全,文章采用有限元法对锚杆与加厚混凝土支护效果进行对比。结果表明:采用锚杆支护,隧道最大位移主要位于隧道的拱顶,约为7cm左右;采用加厚混凝土支护,隧道拱底的位移最大,约为1cm左右;不同支护下隧道位移变形规律有所不同,对比位移发现,加厚混凝土支护下隧道位移较小,为最佳支护方式。文章揭示了不同支护方式下的支护效果及隧道变形规律,可为类似工程建设提供依据。

关键词： 梯形波纹腹板钢梁   静力试验   有限元分析   热点应力集中系数   计算式  

摘要： 为了进行基于热点应力法的波纹腹板钢梁疲劳设计,开展4组不同几何尺寸的梯形波纹腹板钢梁四点弯曲静力试验,研究了波折倾角、转角半径及波纹长度等3个参数对纯弯曲段下翼缘S点处热点应力集中系数的影响。试验结果表明:钢梁的热点应力集中系数在1.41~1.82之间;减小波折倾角和波纹长度、增加转角半径有助于减小梯形波纹腹板钢梁的应力集中程度。建立了波纹腹板钢梁的有限元模型,对其热点应力集中系数进行了参数分析,发现梯形波纹腹板钢梁的热点应力集中系数受波折倾角正切值、转角半径与腹板厚度之比、波纹水平段长度与倾斜段水平投影长度之比、翼缘与腹板厚度比、腹板高厚比和翼缘宽厚比等影响较大,受角焊缝尺寸与腹板厚度之比的影响相对较小。经回归分析提出了纯弯曲状态下梯形波纹腹板钢梁热点应力集中系数的计算式,通过与试验和有限元结果的比较,验证其有效性。

关键词： 有限元   预应力混凝土连续梁桥   数值模拟   施工监测  

摘要： 预应力混凝土连续梁桥因其自身优良的特性在桥梁工程中广泛应用,但由于其在悬臂浇筑时受到施工载荷及施工技术的制约,其受力及线形往往与设计值有较大差异。研究以A桥为研究对象,采用有限元数值模拟、线形监测和应力监测相结合的方法对预应力混凝土连续梁施工过程中的应力和线形变化进行分析。研究结果显示,在整个A预应力混凝土连续梁桥施工过程中,最大压应力与最大拉应力分别为16.45MPa, 1.27MPa,都在可控的区域内;线形监测中,在11#块浇筑和11#块张拉施工步骤处产生的变化量最大,差值为1.10mm,误差都在允许范围之内。因此,研究结果在预应力混凝土连续梁桥施工控制方面有重要的价值。

关键词： 超声冲击   异种钢   厚板焊接接头   残余应力   有限元分析  

摘要： 目的模拟超声冲击作用下Q420/ZG300厚板异种钢焊接接头残余应力场数值及分布规律,以评估其表层残余应力场改善情况。方法首先,建立厚板异种钢温度-位移顺序耦合模型,针对厚板焊接模拟难收敛和计算时间长等难题,对焊道进行简化合并和采用瞬间热源模型,模拟得到焊接残余应力场。然后,在此基础上建立焊接-超声冲击耦合模型,分析不同超声冲击工艺对残余应力场的影响。结果焊后在焊缝和热影响区存在较高的残余拉应力,其峰值可达467MPa。经超声冲击处理后,过渡区表层一定深度范围内的残余拉应力转变为压应力,最大压应力出现在表层或次表层,随着深度增加,压应力不断减小,直至出现拉应力。在振幅为15μm和冲击针直径为4mm时,最大残余压应力为333MPa,压应力影响深度可达0.96mm。当振幅和冲击针直径增大时,影响深度也随之增加。当冲击针间距增大时,影响深度先减小后增大,但增大效果不明显。试验测量结果与模拟值具有良好的对应趋势,验证了模拟方法的可靠性。结论超声冲击能在厚板异种钢接头表层引入残余压应力,振幅和冲击针直径增大可提高压应力影响深度,而冲击针间距需适当控制以保证压应力场效果。

关键词： 有限元分析   套筒灌浆连接   破坏模式   裂缝开展   黏结强度  

摘要： 为揭示套筒灌浆连接接头的细观工作机理,采用ABAQUS软件建立接头三维精细化有限元模型,模拟接头内部灌浆料的开裂和破坏过程,分析造成不同破坏模式的主要原因.结果表明,钢筋锚固区灌浆料的裂缝呈现45°夹角分布,在套筒端发生较为严重的楔形破坏,纯灌浆段有水平贯穿裂缝;增大钢筋锚固长度能够减小纯灌浆段水平贯穿裂缝的数量;钢筋肋间灌浆料的受压情况决定套筒灌浆接头最终的破坏模式;利用新模型能够准确反映接头的破坏模式和荷载—位移曲线.