关键词： ABAQUS   超声振动   净切削时间比   切削力   切削温度  

摘要： 针对超声振动切削的振幅、频率与切削速度耦合关系问题,采用领航CuttingSim软件对Ti6Al4V钛合金材料横向(即切削速度方向)振动切削过程进行有限元建模和后处理分析,同时采用ABAQUS软件的explicit求解器进行求解。在不同的工艺参数下,比较了横向振动切削过程的振动效果,并采用单一变量法研究了横向超声振动参数与切削参数耦合作用对速度系数、净切削时间比、切削力与切削温度的影响规律。结果表明:在所设定的振动和工艺参数下,可用刀工分离特性来评价横向超声振动效果,即当速度系数介于0~1且在一定范围内比值越小时净切削时间比也越小,横向超声振动效果越好;超声振动加工会降低切削力和切削温度,但其优势会随切削速度的增大而逐渐减弱直至消失;在所列出的各种工况组合下,振幅40μm、频率30 kHz、切削速度120 m/min的工况下振动效果最佳,平均切削力降低63.75%,平均切削温度降低26.74%。

关键词： 近海单桩式风机   地震响应分析   土-结构相互作用   流固耦合  

摘要： 海上风机是低碳可持续能源的重要战略选择之一,其地震安全性问题是急需解决的重要课题。将近海单桩式风机三维地震响应问题看作波动散射问题,结合人工边界条件实现海域场地的波动输入,并基于广义饱和多孔介质统一计算框架,发展了一套海水-饱和海床-风机耦合作用高效分区分析方法,实现了综合考虑土-结构相互作用效应和流固耦合效应的近海单桩式风机三维地震响应分析,并分析了海水深度、海床波速和地震波入射角度对近海单桩式风机地震响应的影响。分析结果表明,海水深度和海床剪切波速的变化,一方面会改变自由场,另一方面会改变海域场地-风机体系的自振特性,从而影响风机结构的地震反应。当海水增加到某深度时,体系自振频率与地震波输入频率接近时,风机的地震响应会急剧增大;海床剪切波速对塔底弯矩的影响要比对位移的影响大;当入射角度增大时,塔顶水平向位移和加速度以及塔底弯矩均有不同程度的减小,塔顶竖向位移和加速度均有不同程度的增大。本文没有考虑海床和风机的非线性,考虑非线性时的影响规律需进一步研究。

关键词： 燃气轮机   气体燃料控制阀阀壳   结构强度   有限元分析  

摘要： 为保障自主设计的燃气轮机气体燃料控制阀阀壳结构强度满足要求,以DN80气体燃料控制阀阀壳为研究对象,采用弹性应力分析方法通过有限元分析技术,研究了气体燃料控制阀阀壳在燃气轮机稳态和瞬态工况下的温度场及应力场分布,并根据塑性设计准则对其进行强度校核。研究表明:阀壳在燃气轮机稳态额定负荷工况、阀壳设计工况、阀壳水压试验工况和燃气轮机停机工况下强度设计合格;在燃气轮机热态起动工况、温态起动工况和冷态起动工况下应力比分别为1.86,2.00和1.51,均大于校核判据值1.5,强度安全裕度不足;通过结构优化改进,将阀壳出口凸台下圆角部位的圆角由0.5 mm增大到2 mm,阀壳在燃气轮机瞬态变工况下的应力水平显著降低,提高了结构强度安全余量。

关键词： 单层织物   热湿模型   耦合方程   神经网络   PINNs  

摘要： 针对织物热湿耦合模型难以解耦和反问题求解时间长的问题,提出了一种求解单层稳态织物热湿耦合传递模型正反问题的物理信息神经网络(Physics-Informed Neural Networks,PINNs)方法。首先,给出了求解单层织物热湿传递方程正问题的PINNs方法,并采用数值实验验证了方法的有效性。其次,提出了基于热湿舒适性的厚度参数决定反问题,并使用PINNs方法进行求解。数值实验结果显示,PINNs方法在求解参数决定反问题时,仅需5 min即可预测出概率函数,相比于微分方程数值求解和粒子群结合方法,求解效率提高了25倍,展现出显著的优越性和应用潜力。

关键词： 堆垛机   实时监测技术   曳引绳纵向振动   有限元   BP神经网络  

摘要： 文中以曳引绳的弹性形变为研究对象,通过研究曳引绳振动波形从而对其安全性能加以判断。为此,首先建立了曳引绳纵向振动的运动学模型;然后通过有限元分析验证了模型的可靠性;最后利用振动传感器获得曳引绳运动过程中的波形,利用BP神经网络加以学习,获得曳引绳的实际伸长量并以此评估其安全性。研究结果表明,该方法在曳引绳的安全性能评估方面基本满足工程实际需求。

关键词： 0#块   托架预压   反力架   有限元分析  

摘要： 连续刚构桥0#块是整个桥梁施工的起始部位,为后续节段的施工提供了基础和支撑,它承担着将桥梁上部结构的荷载传递到桥墩的关键作用。本文以贵州省剑河至黎平高速公路项目为例,以项目小瑶光特大桥0#块三角托架施工为背景,为了模拟0#块施工时托架施工的安全性和确定托架的弹性变形和非弹性变形,确保桥梁线性满足设计要求,采用了反力架预压的施工技术。托架预压按20%→60%→80%→110%逐级加载,分级预压。采用有限元分析与手算结合的方式,分析了满级加载的工况下托架安全性。

关键词： 基底隆起   安全系数   敏感性分析   有限元分析   飓风图  

摘要： 针对不同工况下的圆形沉井,采用高效的有限元分析软件OptumG2,并运用强度折减法对沉井的基底隆起安全系数进行了求解;通过对结构参数的敏感性分析,揭示了不同沉井规模和下沉阶段对基底稳定性的影响,并绘制了基底隆起安全系数的等值线图。该研究结果可为设计人员在实际工程中快速确定沉井基底隆起安全系数和优化施工方案提供科学依据和参考,以及为未来城市建设中的沉井设计提供有力支持。

关键词： 神经根型颈椎病   有限元分析   颈椎旋提手法   生物力学   数字化  

摘要： 背景:颈椎旋提手法治疗神经根型颈椎病的临床疗效确切,安全性较好,已广泛应用于临床中,但其对各节段颈椎椎体、椎间盘的生物力学及椎间孔面积的影响尚未系统阐明。目的:基于三维有限元分析技术开展相关研究,为旋提手法治疗神经根型颈椎病的效应机制提供数字化证据。方法:选择1例颈背部无异常疾患的志愿者,将其颈椎旋转至生理极限体位状态下的CT影像资料作为有限元模型材料。分别通过Mimics19.0、Geomagic Studio 2013、Hypermash 14.0及ANSYS Workbench 2020 R2软件完成对有限元模型的初步构建,基于文献完成颈椎各组织结构的弹性模量、弹性系数赋值,基于团队前期工作基础在模型上加载旋提手法的力学工况,分析颈椎旋提手法对C3-T1节段各椎体、椎间盘的力学参数及其对颈椎旋颈对侧椎间孔面积的影响。结果与结论:(1)旋提手法实施时,骨性结构的应力明显高于椎间盘等软组织;(2)手法操作时各颈椎椎体顶部椎板处应力高,底部椎板处应力低,关节突关节处及横突处应力较低;而各椎间盘顶部髓核处应力较低,底部与椎板连接处应力较高,但椎间盘应力最高点在顶部外侧纤维环处;(3)另外,加载提扳力后较之加载前,C6/C7节段椎间孔投影面积明显增大;(4)提示旋提手法操作具有改变颈椎本身应力结构的力学特征,并能扩大患者旋颈对侧的C6/7椎间孔面积,实现治疗神经根型颈椎病的目的。

关键词： 半速汽轮发电机   新计算方法   端部电磁场   损耗   温度分布  

摘要： 核能相对于传统火电具有更加广阔的应用前景,发展高效安全的核电半速汽轮发电机是核电技术发展的关键。作为电力系统的核心装备,随着百万千瓦级核电半速汽轮发电机单机容量的不断提高,其端部区域损耗和发热问题日趋严重。为了提高核电半速汽轮发电机端部电磁场和损耗的计算精度,提出一种2D-3D电磁场-路耦合新计算方法,研究1 407 MV·A核电半速汽轮发电机端部区域内电磁场和端部构件损耗的分布规律,采用磁场储能法和解析法计算得到定子端部漏抗,将定子端部漏抗应用于核电半速汽轮发电机外电路中,对二维瞬态电磁场、三维端部瞬态电磁场以及负载外电路进行了耦合计算,考虑转子旋转、材料特性以及复杂端部构件实际尺寸等因素,研究核电半速汽轮发电机端部电磁场、端部构件磁密和涡流密度的分布情况,确定核电半速汽轮发电机端部构件的损耗。建立了核电半速汽轮发电机三维端部区域流固耦合模型,将新计算方法得到的端部结构件损耗值作为热源,流体网络计算得到端部区域入口速度和出口压力值作为边界条件,计算得到端部区域内复杂流体流动和端部构件温度的分布规律,并与实测值进行对比,验证了所提计算方法的可行性。

关键词： 注射模   自锁液压缸   有限元分析  

摘要： 当模具滑块结构中使用油缸抽芯时,由于普通油缸在液压自锁回路中不可能实现完全零泄漏,在强大的推力作用下,经常会出现滑块后退的情况,导致产品多胶、铍锋(飞边)等缺陷产生。设计了一种具有自锁功能的液压缸,能有效防止滑块机构后退,可大大减少注射成型不良品的发生,为模具设计选型提供参考。