关键词： 声发射   压电陶瓷   声匹配层   有限元分析  

摘要： 声发射传感器是声发射检测系统的关键部分,是感知损伤信号的首要部件。针对传统有限元法在声发射传感器分析中只关注压电陶瓷的不足,运用ANSYS软件对声发射传感器建立一种新的简化模型。通过计算得出谐振频率为150 kHz的声发射传感器特定元件的主要参数,基于电场和结构场的双向耦合,对结构进行静态、模态和谐响应分析,并对封装完成的传感器进行标定,结果表明,该方法具有一定的可行性,对压电式声发射传感器的研制有一定的参考意义。

关键词： CORC超导电缆   有限元   REBCO超导带材   轴向应变   临界电流  

摘要： 该文针对Conductor on Round Core (CORC)超导电缆的绕制成型，借助Abaqus 软件平台建立了基于壳单元的有限元数值模型。在与实验结果对比验证基础上，深入研究了在不同的电缆绕制参数（芯径、缠绕角、带材宽度和稳定层厚度）下，Rare Earth Barium Copper Oxide (REBCO)超导带材中超导层的轴向应变及其对超导带材临界电流的影响。结果表明：超导带材累积应变是复杂变形（拉伸、压缩、弯曲和扭转）的综合作用所致。具体地，超导层的压缩应变随芯径减小而增大，基底厚度更大的带材对应的临界芯径越大。随着宽度的增加，超导层的压应变极值呈现先增大后减小的趋势，带材宽度小于2 mm时临界电流发生显著退化。研究给出了临界电流随稳定层厚度的变化曲线和电流发生显著退化时对应的稳定层厚度。研究发现：SCS2030带材和SCS4050带材的最佳绕线角度分别为45°和50°，临界电流在小于极值点的范围内退化更显著。

关键词： 馆藏文物   卡固件   振动台试验   有限元分析   抗震有效性  

摘要： 为研究博物馆中常用的卡固件传统固定措施对方身圆底类文物的抗震有效性及文物动力响应规律，选取典型的地震易损文物复制品，开展文物复制品-固定措施抗震系统振动台试验研究，获得文物复制品在不同工况下的真实地震响应并检验典型卡固件的抗震有效性。基于试验结果，建立有限元数值分析模型，开展参数分析，探究文物运动规律，提出了固定后较纯浮放状态摇摆响应放大的文物临界体型及固定措施设计建议。结果表明：在卡固件尺寸选择不当的情况下，固定后的部分方身圆底类文物较纯浮放状态摇摆响应明显增大，更易造成文物震损；固定后较纯浮放状态摇摆响应放大的文物临界体型与文物底面直径、高度、文物与展台接触面摩擦系数密切相关，在文物高度确定条件下，当布展文物底面直径真实值大于计算临界值时，卡固件尺寸不当会造成摇摆响应加剧；卡固件固定下，文物地震响应峰值随卡固件高度提高而有效降低，但在卡固件尺寸达到一定程度后，对文物抗震保护效果提高有限；综合考虑文物抗震安全及艺术展示效果，提出了有效固定此类文物的最小卡固件尺寸。

关键词： 接触特性   屋脊状质构   有限元分析   基体变形   分布函数修正  

摘要： 为了改善船舶轴系中结合面及滑动轴承的接触特性，提出了一种基于有限元方法和统计学方法的有序屋脊状质构结合面的接触模型，能准确地表征有序屋脊状质构表面的接触特性。该模型基于有限元法，构建了单个质构单元的接触模型。在此基础上，对质构高度分布函数进行修正来解决基体变形的相互影响的问题。通过MATLAB仿真实验，分析了不同法向变形情况下，结合面的接触压力、真实接触面积等接触特性。结果表明软硬基体变形、质构单元的高度分布是影响结合面接触特性的重要因素，可为结合面接触特性的预测和微观表面设计提供了更准确、有效的方案。

关键词： 永磁同步电机   有限元分析   田口法优化   齿槽转矩   电机转矩  

摘要： 针对输出转矩及功率要求，通过场路法计算基本参数，设计了一种车用永磁电机(PMSM)。首先利用Maxwell有限元，分析了气隙长度、永磁体厚度、定子槽口宽度、永磁体夹角对电机输出特性的影响，总结出相关规律并选取影响因素较大的参数作为田口法优化的优化因子。在保证电机输出性能的前提下，以电机齿槽转矩、输出转矩及转矩脉动为优化目标，对8级72槽电动机进行田口法优化设计，建立正交实验，并对实验数据进行处理，以提高电机的综合转矩性能。最终选定各优化参数取值，通过对优化前后电机对比分析，验证了设计的合理性。通过物理样机验证有限元分析的准确性，经实验验证与仿真结果的误差在5%以内，输出转矩提高约5%、齿槽转矩降低约25%、转矩脉动降低1.7%，为电机的设计提供了参考。

关键词： 膨胀式吸能结构   冲击试验   有限元分析   膨胀-压溃耦合吸能   多目标优化  

摘要： 为实现列车端部吸能装置小型化且稳定可控有序吸能从而提升轨道车辆耐撞性能，建立某型膨胀式吸能装置的有限元模型。通过轴向动态冲击试验验证模型的准确性，并分析装置的变形稳定性与吸能特性，基于稳定板保持装置的稳定变形及导向作用，通过调控结构参数，提出膨胀-压溃变形耦合的改进方案。探讨不同样本点下吸能装置耦合变形机理，应用近似模型的优化方法对吸能水平和变形稳定性进行多目标优化，并对优化结果开展仿真验证和吸能稳定性分析。研究结果表明：相比吸能装置碰撞试验，有限元模型计算获得的平均力、峰值力、压缩位移和吸能量等指标差异均小于10%，该模型能较好模拟吸能装置的碰撞过程；吸能管的厚度与内径，缓冲柱的厚度、内径和锥头角度对变形稳定性的贡献度大约一致，但对吸能水平的敏感性较高，而吸能管和缓冲柱厚度的比值大于1时，缓冲柱结构易压溃变形，装置吸能稳定性的优化潜力更高；优化设计后装置单位质量吸能量和碰撞力稳定性指标分别提高了97.06%和11.76%。因此优化设计后的膨胀式吸能装置在保证结构小型化和结构简单化的基础上，进一步提升吸能稳定性及轻量化性能，对提升轨道车辆耐撞性具有重要意义。

关键词： 脱空缺陷   十字钢骨   钢管混凝土短柱   轴压性能   有限元分析  

摘要： 为探究带脱空缺陷钢骨钢管混凝土(SRCFT)短柱的轴压性能和破坏模式，建立在轴压作用下带脱空缺陷SRCFT短柱的有限元模型，对不同脱空形式下SRCFT短柱进行不同脱空率、钢管强度、钢管厚度、混凝土强度、钢骨强度和钢骨类型等参数的分析，探讨带脱空缺陷SRCFT短柱的轴压性能和破坏模式。结果表明：带脱空缺陷SRCFT短柱随着钢管强度、钢管厚度、混凝土强度、钢骨强度以及钢骨类型的增加而增大。带环形脱空缺陷试件的脱空率在1.1%～3.3%时，试件极限承载力降低19.11%～20.91%；带球冠形脱空缺陷试件的脱空率在2.2%～6.6%时，试件极限承载力降低8.74%～15.77%。随着脱空率的增加，试件极限承载力减小且轴压性能出现一定的削弱。可为带脱空缺陷SRCFT短柱的研究提供理论基础。

关键词： 圆柱滚子轴承   打滑率   滚动轴承   高速轴承   显式动力学   有限元分析  

摘要： 为研究面向航空发动机主轴圆柱滚子轴承在高速工作时的打滑问题，通过UG建立圆柱滚子轴承的几何模型，由于轴承在高速下存在剧烈碰撞，遂将轴承各部件柔性处理，基于LS-DYNA的显式动力学算法进行有限元仿真。主要研究轴承内圈转速和径向载荷对轴承打滑的影响，通过提取保持架转速在轴承运转周期中的数据来分析轴承打滑情况。结合现有的试验条件，验证了仿真的有效性。根据仿真数据，通过Polynomial多项式法拟合三维曲面，得到了打滑率关于转速、径向载荷的关系，为轴承的使用提供有利的参考。根据仿真分析：在较低的径向载荷下，随着转速增加，保持架打滑率增加明显；在相同的转速下，增加径向载荷能够有效降低保持架打滑率；当径向载荷继续增大，超过某一临界值时，打滑率维持在一个较低水平。

关键词： 参数化   直齿轮   CAD/CAE   接触应力   有限元   NX二次开发  

摘要： 针对传统齿轮接触性能CAD/CAE集成中的模型转换精度损失和重复建模的问题，提出了基于NX平台的参数化CAD/CAE集成的直齿轮接触应力分析方法；首先，在CAD建模中，结合直齿轮几何参数与渐开线齿廓、过渡曲线的数学模型，实现直齿轮的参数化设计和自动装配；其次，在CAE仿真中，以三齿齿轮装配CAD几何模型作为输入，构造齿轮接触应力有限元计算过程，重点探讨了直齿轮网格划分、材料属性定义、接触属性定义以及载荷施加等前处理实施过程；然后，描述了基于NX二次开发的直齿轮CAD/CAE集成系统开发流程；最后，齿轮接触应力仿真结果与理论计算进行比较，具有良好的一致性，验证了所开发程序的准确性与有效性。研究为齿轮CAD/CAE集成设计与分析提供了一个高效便捷的仿真途径。