关键词： 桥式转载机   载荷   力学性能   有限元分析  

摘要： 在桥式转载机运行过程中常常遭受煤炭下落产生的冲击动载荷，对其结构强度和工作稳定性提出了严峻挑战。介绍了桥式转载机的基本结构和工作原理，建立了静、动载荷作用下的有限元模型。分析了转载机在不同工况下的位移分布、应力分布及变形情况，为桥式转载机的设计和使用提供了重要参考。研究成果可应用于实际工程中，提升设备的可靠性和使用寿命。

关键词： 有限元分析   压力容器   强度评估  

摘要： 基于有限元分析软件与弹塑性力学理论，并结合在役石油化工装置中的高压反应釜工程为案例，评估反应釜在内压、温度载荷及工作周期内的疲劳状况，确保设备的安全性和可靠性。结果显示，焊接处和内壁-耐磨层界面为应力集中区域，疲劳寿命较低。可通过优化设计与工艺、改进材料加强检测等方式提高反应釜运行安全性与可靠性。

关键词： 硬质合金四齿立铣刀   三维建模   有限元分析   结构优化设计  

摘要： 针对普通硬质合金四齿立铣刀在加工过程中存在的排屑不顺、刀齿易磨损等缺陷，文中对普通硬质合金四齿立铣刀结构进行了结构优化，扩大立铣刀刀头角度及螺旋槽的螺旋角，增大容屑槽的角度，改进螺旋槽槽底的形状，设计了结构优化后的强力四齿立铣刀；在Pro/E三维建模软件中建立了普通和结构优化后的两种立铣刀的三维模型，运用Ansys有限元分析软件对两种立铣刀进行切削性能分析。结果表明，经过结构优化设计得到的强力四齿立铣刀，其削性能显著提高。

关键词： 肌肉负荷   骨折愈合   锁定加压钢板   骨折块应变   有限元分析  

摘要： 背景:以往的研究多通过忽略肌肉负荷和采用简化股骨负荷的方式,进行骨折早期愈合的生物力学分析。然而,肌肉负荷对骨折早期愈合产生的生物力学影响尚不清楚。目的:构建不同的股骨负荷模型,研究肌肉负荷对骨折愈合的生物力学影响,帮助临床医生更好地理解骨折愈合的生物力学过程,优化治疗方案。方法:利用AnyBody Modeling System软件构建个性化的人体肌肉骨骼系统,通过仿真分析以获取体内的肌肉骨骼负荷模型。该模型和采用改进简化负荷方法、简化负荷方法构建的股骨负荷模型,分别作为有限元输入的边界条件,对站立状态下锁定加压钢板应力应变、骨折块应变进行分析。结果与结论:(1)与简化负荷方法相比,肌肉骨骼方法得到的锁定加压钢板应力、应变和骨折块应变分别小了31.9%;38.9%和19.5%;(2)肌肉骨骼方法与改进简化负荷方法对比发现,忽略肌肉负荷则会造成锁定加压钢板的应力、应变和骨折块应变分别高估16.8%,14.3%和19.5%,肌肉负荷对骨折块的剪切运动大小无明显影响,而对运动方向有明显的影响;(3)结果表明,简化股骨负荷和忽略肌肉负荷的方法与肌骨骨骼负荷情况存在一定的偏差,因此,在研究骨折愈合时需考虑肌肉负荷的生物力学影响。

关键词： 股骨颈骨折   股骨颈固定系统   空心螺钉   PauwelsⅢ型骨折   有限元分析   生物力学  

摘要： 背景:PauwelsⅢ型股骨颈骨折可能承受更多的剪切力与弯曲力,因此容易发生内固定失效、骨不连或股骨头坏死等并发症,目前关于选择理想的内固定装置还没有达成共识。目的:通过有限元分析比较4种内固定方法治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折的生物力学特性。方法:选取一名健康年轻志愿者的股骨CT数据导入Mimics软件,构建正常股骨的三维模型。根据70°骨折线模拟PauwelsⅢ型股骨颈骨折,使用Geomagic和UG软件优化和构建4种骨折内固定模型:倒三角空心钉、股骨颈固定系统、股骨颈固定系统+空心钉(前)、股骨颈固定系统+空心钉(后)。最后利用Ansys软件分析4种不同内固定模型中股骨近端骨折块的应力分布、峰值应力和峰值位移;观察内固定装置和股骨颈骨折上断面的位移分布和峰值位移。结果与结论:(1)4组骨折近端碎片应力峰值集中在骨折线附近,峰值应力股骨颈固定系统组最大,倒三角空心钉组最小;(2)骨折碎片峰值位移均位于股骨头顶部,峰值位移倒三角空心钉组最大,股骨颈固定系统+空心钉(后)组最小;(3)内固定模型峰值位移均位于模型顶部,峰值位移倒三角空心钉组最大,股骨颈固定系统+空心钉(后)组最小;(4)断裂面的位移在断裂端的上部,峰值位移倒三角空心钉组最大,股骨颈固定系统+空心钉(后)组最小;(5)提示与其他3种内固定方式相比,股骨颈固定系统+空心钉(后)组表现出良好的生物力学稳定性;当PauwelsⅢ型股骨颈骨折发生于年轻人时,从有限元分析的角度,使用其治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折可能是更有利的选择。

关键词： 可控核聚变   磁压缩磁体   聚变中子源   大口径脉冲强磁体   有限元分析   氘氘聚变   磁场  

摘要： 目的为了真实反映聚变中子辐照特性损伤，有必要开展高通量聚变中子源的研究。磁约束氘氘聚变中子源预研装置是国际首台可实现场反等离子体大压缩比级联磁压缩的实验装置，作为该装置核心部件之一的磁压缩磁体，设计要求中心磁场的磁感应强度在500 μs内从0 T上升至7 T，为此，提出了针对磁压缩磁体导体部分的设计思路。方法围绕磁体的导体设计，从导体材料选取、导体匝间距离与导体径向厚度3方面入手，通过有限元仿真软件分析导体应力情况，得到了导体材料电导率、导体匝间距离以及导体径向厚度对导体应力的影响。结果确定了下一步磁体的设计思路，即在欧姆损耗允许的范围内适当选择电导率偏低的导体材料,在轴向空间允许的范围内通过增加绝缘层厚度的方式适当增加导体匝间距，在材料许用应力的范围内适当减小导体径向厚度以降低建设成本。结论随着中子源预研装置项目的进一步推进，所提出的设计思路可为磁压缩磁体装置的设计提供优化方向。

关键词： 土石坝   低阻渗漏带   瞬变电磁法   大坝地球物理模型   三维正演  

摘要： 为弥补电法在堤坝病害探测中定位能力不足的缺陷,研究瞬变电磁法对土石坝渗漏隐患的响应规律尤为重要。通过构建大坝地球物理模型,采用时域有限元法进行三维数值模拟,对比分析了渗漏带在不同电性特征、埋深条件下,瞬变电磁场的扩散过程及感应电动势衰减曲线特征,进一步分析了获取的异常响应曲线、视电阻率曲线及视电阻率剖面。结果表明:瞬变电磁对渗漏隐患响应明显,明确了坝体内部瞬变场的扩散规律;渗漏带瞬变电磁响应时间主要集中在早延时阶段,不同类型异常体的最大响应幅值及时间均存在差异,从理论上验证了利用瞬变电磁法探测土石坝渗漏的可行性。现场试验进一步证明,瞬变电磁法对渗漏隐患位置的判定结果准确。研究成果可为水库隐患排查和治理提供技术依据。

关键词： 微重力   气悬浮   超声驻波悬浮   混合悬浮   有限元分析  

摘要： 为解决单一悬浮法在模拟微重力环境时样品不稳定的问题，提出一种气悬浮结合超声驻波悬浮的混合悬浮系统。该系统利用气浮支撑力抵消竖直方向上的重力作用，通过超声驻波场的声辐射压力维持样品在垂直于重力方向上的稳定。通过有限元分析法研究系统关键构件的结构参数对轴向气浮支撑力和超声驻波场中最大声压的影响，结果发现：锥角扩散型喷嘴提供的轴向气浮支撑力随球喉直径比的增大而减小，随喷嘴扩散角的增大先迅速增强后趋于稳定;超声驻波场的最大声压随反射端直径和凹球面半径的增大先升高后降低。混合悬浮下的熔炼加工实验表明，该系统能够较好维持样品悬浮状态下的稳定性。

关键词： 压气机   钛合金   外物损伤   有限元   数值仿真  

摘要： 为研究不同试验参数对钛合金叶片外物损伤的影响规律，以TC6钛合金叶片为研究对象，通过数值仿真模拟了叶片的外物损伤，并验证了仿真与试验的吻合度，进行了应力集中系数计算。结果表明：外物损伤数值仿真与试验结果的误差较小，深度误差小于15%，宽度误差为也较小，除一组误差为21%外，其余误差均小于10%；钢珠直径、偏移量、冲击速度对造成的冲击损伤缺口尺寸影响较大，钢珠直径增加、冲击速度增大，损伤增强；0°冲击时模拟叶片的损伤尺寸最大，但冲击角度对损伤尺寸的影响规律不明显；在不同的工况下模拟叶片的损伤宽度均小于钢珠直径；随着偏移量增大，损伤宽度逐渐变小，损伤深度也变小，应力集中系数随之变小。

关键词： 海洋岩土工程   桩土相互作用   有限元分析   黏土   p-y模型   循环荷载  

摘要： 海上风电在其服役期间会遭受循环风、浪等荷载的作用，其桩基的稳定性是设计中的一个关键问题。p-y曲线法计算简单快捷，是目前水平受荷桩分析中最常用的方法。本文建立了桩土相互作用切片模型，系统性地开展了有限元分析，计算得到了不同刚度桩满流区p-y曲线。通过计算结果发现相同桩长下，桩径会对静力p-y曲线的强度和刚度产生影响，桩径越大，p-y曲线表现出的刚度越大，桩侧极限土阻力也越大。在相同的循环幅值作用下，累积位移随着桩径的增大而增加，且通过极限土阻力和桩径对桩侧土阻力以及累积位移进行归一化处理后能得到一条统一的p-y曲线。根据该发现，本文在边界面理论的框架下，引入了全新的映射法则和塑性模量表达式，构建了适用于黏土地层的循环p-y模型。最后采用离心机试验对该模型进行了验证，结果表明该模型能够有效模拟循环荷载作用下桩基的响应。本文研究为海上风电桩基p-y模型的构建提供了新的思路及方法。