关键词： 波纹钢骨   混凝土梁   试验研究   有限元分析   受力性能  

摘要： 普通钢筋混凝土电力管材的电磁屏蔽效果有限,因此提出一种新型矩形波纹钢骨混凝土电磁屏蔽管材。根据管顶和管侧截面处的受力状态设计和制作了4个受弯试件,并开展了四点弯曲加载试验。通过试验得到了梁试件的弯矩-挠度曲线和破坏形态。试验结果表明梁的受弯承载力与波纹钢骨放置位置有关。对于单层矩形波纹钢骨混凝土梁试件(SRCS),其受弯承载力与现有钢筋混凝土梁试件相当,满足《混凝土和钢筋混凝土排水管》(GB/T 11836-2023)的荷载检验标准。对于双层矩形波纹钢骨混凝土梁试件(DRCS),仅满足管侧荷载检验标准,不满足管顶荷载检验标准。采用ABAQUS建立了考虑波纹钢骨材料力学性能和混凝土损伤的精细数值模型,对矩形波纹钢骨混凝土试件的受力性能进行有限元模拟。模拟结果表明试件的破坏形态和承载力与试验结果吻合良好,验证了有限元模型的准确性。试验结果和有限元分析结果表明采用矩形波纹钢骨替代现有钢筋混凝土中外层箍筋的做法可以满足规范承载力的检验标准。

关键词： 输水管道   输油管道   空间交汇   ABAQUS   有限元分析  

摘要： 灌区工程中各类管线交汇情况较多,需采取安全可靠的交叉跨越措施。该文以云南省石屏灌区工程输水管道跨越输油管为例,拟定人工开挖浅埋和贴地明管两种跨越方式,并利用ABAQUS有限元软件分析不同方案对现状输油管道应力状态的影响,结果表明两种方案对输油管道的影响均在允许范围内,综合征地施工等因素推荐优先采用贴地明管方案。

关键词： 装配式框架   部分包裹混凝土T形柱   ALC墙板   拟静力试验   有限元分析   抗震性能  

摘要： 为研究内嵌轻质混凝土(ALC)墙板的部分包裹混凝土(PEC)T形柱-H型钢梁装配式框架的抗震性能,进行了两层一跨的1榀PEC-T形柱框架和1榀内嵌ALC墙板PEC-T形柱框架低周反复荷载对比试验,观察框架破坏现象,分析其滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能能力等。试验研究结果表明:PEC-T形柱-H型钢梁框架结构具有良好的抗震性能,两榀框架的屈服位移角约为1/130和1/110,而破坏位移角约为1/35,两榀框架各层的位移延性系数均大于2,满足结构抗震设计的要求;ALC墙板对框架刚度、承载力及耗能能力的贡献主要体现在受力初期,随着结构变形的进一步增加,ALC墙板提前退出工作,荷载主要由主体结构承担,且屈服后由于ALC墙板与主体结构的相互滑移导致框架后期整体耗能能力降低。通过有限元软件ABAQUS建立装配式框架有限元模型,发现弱填充墙对框架节点区影响较小,但随着上部层间刚度的增加,底层框架柱截面剪力占比提高,导致底层框架柱出现剪切滞后以及剪切破坏。

关键词： 木结构   结构动力特性   承载能力   有限元分析  

摘要： 以某异地迁建的传统木结构建筑为研究对象,通过实地调查、实验测试和理论计算等方法,对其结构现状及承载能力进行全面的研究分析。结果表明,经迁建、修缮后,该建筑结构构件工作状况良好,但仍存在个别结构构件承载能力不满足规范要求,应进行处理。

关键词： 田口法   响应面法   柔索冲击除锈机   工艺参数优化   有限元分析  

摘要： 柔索冲击接触除锈是一种很好的钢板表面除锈及强化工艺方法,合理的工艺及结构参数组合对除锈质量有较大的影响,找到较优的参数组合对提高除锈质量有重要的意义。以项目组前期研发的柔索冲击接触钢板表面除锈机为研究对象,提出一种针对直接影响装置除锈质量的相关工艺参数的优化方法。建立除锈机的接触力学模型,根据力学模型影响因素,确定柔索直径、滚筒高度、滚筒转速为待优化参数;采用田口法及响应面优化方法,计算参数组合信噪比值评价方案稳定性,构建面向冲击接触应力的预测优化模型,进一步全局预测优化,获取稳定性最佳、接触应力最佳参数组合,实现除锈效果提升的同时,提高钢板表面机械性能。最后以最佳参数组合调整柔索冲击除锈机进行除锈测试,验证了所提出优化方法实现了柔索冲击除锈机的除锈性能提升的目标。

关键词： 膝   骨关节炎   骨质疏松   单髁置换术   应变   有限元分析  

摘要： 目的探讨骨质疏松膝关节单髁置换术中股骨假体错位对内部结构应变的影响。方法根据健康志愿者的影像学检查(CT、磁共振成像)数据构建正常骨质膝关节模型,并通过改变弹性模量构建骨质疏松膝关节模型,在此基础上分别建立正常骨质组、骨质疏松组的股骨假体错位单髁置换有限元模型。2组模型均施加1000 N垂直静态载荷,观察股骨假体各错位角度下内侧间室结构(聚乙烯衬垫、胫骨假体下松质骨)和外侧间室结构(半月板、胫骨软骨)的应变峰值和分布情况。结果骨质疏松组模型聚乙烯衬垫、胫骨假体下松质骨、半月板、胫骨软骨在不同内翻角度、外翻角度下的应变峰值均大于正常骨质组;骨质疏松组中,聚乙烯衬垫和胫骨假体下松质骨的应变峰值均随着股骨假体错位角度的增加而增加,但外翻错位角度下的增加幅度大于内翻错位角度,半月板和胫骨软骨的应变峰值亦随着股骨假体错位角度的增加而增加,但内翻错位角度下的增加幅度大于外翻错位角度。聚乙烯衬垫的应变集中区域位于股骨假体与衬垫接触部位的类圆形区域,松质骨的应变集中区域主要位于后外侧,半月板的应变集中区域位于前角附近,胫骨软骨的应变集中区域主要位于中部靠近髁间嵴。结论骨质疏松可能会对单髁置换术后膝关节内部结构的应变产生负面影响,股骨假体内翻错位可能加剧健侧间室(外侧间室)骨关节炎的进展,外翻错位则可能增加假体松动和翻修的风险。

关键词： 点阵夹芯梁   自由振动   固有频率   动力学方程   有限元  

摘要： 这里推导出了两端简支金字塔型点阵夹芯梁的线性动力学方程,得到了点阵夹芯梁固有频率的理论解,并采用有限元数值模拟进行验证,结果表明论文的理论解与数值解一致;在此基础上,再进一步推导了不同拓扑结构的点阵夹芯梁的线性动力学方程,分析了芯层间芯子中心节点和结构参数对点阵夹芯梁固有频率的影响。结果表明,芯层间芯子中心节点会增强弯曲刚度使点阵夹芯梁的固有频率变大,点阵夹芯梁的固有频率随梁的长度的增加而减小,随芯层的高度的增加而增加,随芯杆半径的增大先增大后减小。论文的研究结论对点阵夹芯梁结构参数的合理设计有一定的指导意义。

关键词： 触觉感知   手指模型   有限元仿真   皮肤摩擦  

摘要： 触觉是是人体与外部环境进行信息交互的重要方式之一，人们可以通过指尖皮肤内密集分布的各种对振动、伸张等行为作出不同响应的触觉感受器来感知并识别物体。在触觉感知过程中，人体皮肤的应力应变较难测量，因此建立手指的数值模型探索接触摩擦过程中皮肤的应力应变是研究触觉感知的有效手段。研究触觉感知中皮肤与感受器的力学响应，可以帮助开发仿真皮肤，提高触肤产品的舒适性；帮助拓展触觉技术的应用，提高触觉传感器的敏感度；在触觉交互界面给予操作者力反馈，提高远程手术机器人的可靠性。针对指尖与物体表面接触过程，建立了指尖的有限元模型，分析了静接触和滑动接触时指尖皮肤的应力应变及对皮肤触觉感受器的影响，研究表明，手指在静摩擦时，样本纹理使得手指的真皮处的应力集中点增多。在滑动摩擦时，手指的应力最大值的位置在手指内向滑动方向偏移，且随着指尖变形呈现波动变化。此外，滑动速度能够影响感受器的应力变化，手指在高速滑动时感受应力幅值及刺激响应频率均高于低速滑动，接触压力能够明显的提升感受器的作用幅值。

关键词： 复合材料   加筋板   屈曲与后屈曲   理论方法   有限元   试验  

摘要： 复合材料加筋板因其卓越的轻质、高强度和高刚度特性，在航空航天领域的飞机承力构件中得到了广泛应用。随着对材料性能要求的不断提升，深入理解这类结构的屈曲与后屈曲行为变得尤为重要。本文综述了国内外复合材料加筋板屈曲及后屈曲性能的研究进展，系统归纳了理论方法、有限元仿真技术及实验研究方法。研究表明，加筋板的几何参数（如加筋高度和间距）以及层合板的铺层顺序显著影响其屈曲性能；同时，考虑材料非线性和几何非线性对准确预测后屈曲行为至关重要。此外，本文探讨了预测复合材料加筋板屈曲和后屈曲失效模式及载荷的关键技术难点。通过分析现有研究的局限性，本文指出了未来可能的研究方向，为复合材料加筋板的屈曲与后屈曲研究及其工程应用提供了理论基础和实践指导。

关键词： 光伏发电   电解水制氢   直接耦合   运行优化   深度强化学习  

摘要： 针对光伏-电解槽（photovoltaic - electrolytic cell，PV-EC）直接耦合制氢系统电解槽阵列结构频繁变换、工作电流密度大导致电解槽性能衰减快的问题，提出一种基于深度强化学习（deep reinforcement learning，DRL）的PV-EC直接耦合制氢系统运行优化策略。首先，建立包含光伏电池、质子交换膜电解槽的PV-EC直接耦合系统模型。进而，分别以直接耦合系统能量利用率、制氢速率为目标，综合考虑电解槽衰减以及光伏不确定性，将光伏-电解槽直接耦合系统控制问题建模为马尔可夫决策过程。其次，在Python3.7环境下搭建包含光辐照度预测模块、光伏发电模块、电解槽阵列模块的仿真情景，并基于深度确定性策略梯度算法训练智能体学习直接耦合制氢系统的最优运行策略；最后，通过与现有控制方法对比分析，证明所提方法能够保证系统较高能量利用率及制氢速率，同时避免电解槽工作在高电流密度并减少电解槽阵列结构变换的次数。