关键词： 钢箱梁   有限元分析   顶推施工   斜交桥  

摘要： 依托某跨高速斜交钢箱梁桥新建工程,为提高施工的安全性,对其顶推施工过程进行数值模拟分析,通过Midas建立有限元模型,提取各支架支撑力、主导梁应力以及结构位移进行对比。结果表明,临时顶推支架最大支反力位于5#右侧支架,且由于斜交导致桩基受力不均匀,单根桩基所受反力为2 941 kN,现场施工需对其进行监测;主梁、导梁应力峰值均未超出所用钢材设计强度值,结构出现较大下挠,现场施工时需对其进行监控,防止发生碰撞危险;根据施工方案得到的桩基竖向承载力特征值远大于数值模拟得到的单根桩基反力,施工安全性较高。

关键词： 拓扑优化   纤维增强复合材料   敏感度惩罚   取向优化   层合板   有限元  

摘要： 为提高多层纤维复合材料构件的拓扑及取向优化效率,解决优化过程中“底切”结构及纤维取向局部最优等数值问题,提出了一种基于敏感度惩罚和聚类算法的快速拓扑及取向优化方法。首先,依据双向渐进优化方法的单元更新特性,对各层单元敏感度数值进行基于层数的惩罚,实现上层材料的优先去除,避免了“底切”结构。其次,利用有限元理论及本构矩阵特性,简化了单元敏感度计算公式,实现优化效率的大幅提升,并以此为基础精简取向优化模型。随后,利用一维聚类算法和过滤算法规避局部最优问题,并获得各单元最优角度,分层应用多维聚类算法得到各层纤维取向分布结果。最后,根据各层纤维取向分布推导出各层铺放路径,通过纤维铺放设备实现优化结果的铺放成型。对比结果表明,所提方法有效解决了优化过程中的数值问题,结构体积率可降至40%,优化效率提高了35.9%,结构刚度提升了17%,推导出的铺放轨迹具有良好的制造可行性。

关键词： 非线性   变刚度螺旋弹簧   力学性能   有限元分析  

摘要： 针对变刚度弹簧的力学性能问题,以铃铛型变刚度螺旋弹簧为研究对象,探究了几何参数对变刚度弹簧力学性能的影响。基于弹簧串联理论,提出铃铛型变刚度螺旋弹簧设计方法,通过参数化建模建立变刚度螺旋弹簧的三维模型,通过静态压缩试验验证了理论计算和有限元模型的正确性且仿真与实际测量值最大误差不超过10%。利用有限元软件Ansys分析了变刚度螺旋弹簧关键几何参数线径、节距和有效圈数对变刚度螺旋弹簧力学性能的影响规律,分析结果为变刚度螺旋弹簧设计和优化提供参考。

关键词： 涵洞   高填方   EPS板   有限元   土压力   减载  

摘要： 在涵洞-填土相互作用机理的研究基础上,分析高填方涵洞减载法的减载机制。并通过有限元软件,对常规填土和采用EPS板工况下的模拟结果进行对比分析,研究EPS板的减荷特性及减荷后涵洞土压力和位移的变化规律。结果表明:涵顶与涵侧的土压力在设置EPS板情况下显著减小,涵顶土压力为土柱压力的0.42倍(EPS板厚10 cm);采用EPS板后涵侧侧向土压力系数为0.17,EPS板同样能有效地减小侧向土压力。通过采用EPS减载技术,使得涵洞土体变形和基底压力都有所改善,为工程设计和施工提供了更加科学的依据。

关键词： 大型箱梁   梁上运架   受力性能   现场监测   有限元分析  

摘要： 研究目的:杭甬高速复线宁波段一期工程S1标段采用大型预应力混凝土箱梁(50 m/1650 t),箱梁使用YL1800型运梁车和JQ1800型架桥机进行梁上运架施工。由于受到待架设箱梁和运架设备的共同作用,下部受压箱梁的受力性能和安全性受到重视。为研究大型箱梁在梁上运架施工过程中下部受压箱梁的受力性能,评价梁上运梁施工方案的安全性,对梁上运架施工过程中下部受压箱梁进行现场监测和有限元分析。研究结论:(1)大型箱梁在运架施工过程中,下部受压箱梁跨中截面沿纵向顶板和底板均处于受压状态,沿横向顶板处于受压状态,底板中部受拉,两侧受压,且受压箱梁的挠度较小;(2)架桥机中支腿支撑处下部受压箱梁顶板和底板沿纵向、横向均处于受压状态;(3)大型箱梁在运架施工过程中下部受压箱梁的受力和变形满足规范要求,该梁上运架施工方案安全可行;(4)本研究成果可为大型箱梁的运架施工提供参考与借鉴。

关键词： 纸基蜂窝夹层结构   粘结剂   有限元分析   粘弹性   表面波纹度  

摘要： 为分析夹层结构制造过程中粘结剂层对表面质量的影响,以聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)为主要研究对象,在有限元分析软件ABAQUS中进行建模分析,通过加热和加压2个过程研究在夹层结构的热压制造过程中粘结剂对表面质量的影响,结果表明:当仅考虑加热过程时,由于粘结剂的粘弹性,随着温度的升高,PMMA变软,导致表面波纹度增大;当仅考虑加压过程时,粘弹性对表面波纹度几乎无影响;当热压耦合时,表面波纹度比单独考虑加热或加压的更大;粘结剂越软,表面波纹度越大。通过调整粘结剂的特性,可以有效控制夹层结构的表面质量,从而提高产品的整体质量。

关键词： SC200施工升降机   标准节   附着   水平角度   可调装置   有限元分析  

摘要： 建筑用SC200施工升降机又叫建筑用施工电梯,用于城市高层和超高层的各类工程建筑中。其因采用双箱体结构(箱体长宽高尺寸达到3.2 m×1.5 m×2.5 m)运输量大的特点,被广泛使用;施工升降机标准节主要以650 mm×650 mm×1508 mm使用最多,在标准节上有3个(上中下)位置可以固定附着装置,通过调整标准节上固定位置来调整附着角度,或者调整墙体结构附着时的高低位置降低附墙撑杆平面与附着面的法向夹角;附着装置使用最多的还分为长附着和短附着,根据施工环境的不同选择不同长度的附着装置,会对附着的水平法向夹角有一定影响。使用过程中,发现附墙撑杆平面与附着面的法向夹角出现大于8°的情况,分别对使用较多的长短附着工况分别进行分析,对已经采用的几种解决方式使用情况进行分析探讨,保证附墙整体结构的安全性和稳定性。

关键词： 航空发动机   弹性环式挤压油膜阻尼器   流固耦合   应变特性   有限元  

摘要： 弹性环应变特性是影响弹性环式挤压油膜阻尼器(ERSFD)疲劳特性的重要因素。本文针对弹性环应变特性,分别利用有限元方法和有限体积法建立了弹性环和油膜的仿真分析模型,通过分域耦合的迭代方法进行求解,获得了弹性环应变的动力响应。并设计了ERSFD应变特性实验台,开展了应变特性测试实验。研究结果表明:弹性环应变时域信号,有1/2周期趋近于0,类似半波正弦的脉冲循环信号,说明稳态进动过程中,远离进动位置的弹性环与轴颈相互分离或接触不紧密。弹性环受拉伸交变应力影响较大,其中靠近外凸台的小孔内出口处的最大等效应变为1.771×10^(-3),受拉伸交变应力的影响最大。

关键词： 成组筏架   浮筏系统   有限元   传递路径分析   结构声强   贡献度分析   径向基函数神经网络   粒子群算法  

摘要： 针对泵设备模块化成组筏架系统隔振效果不佳问题,本文通过建立泵设备模块化成组浮筏隔振系统有限元模型,计算成组设备浮筏系统的振动响应,基于结构声强法分析成组筏架筋板的振动能量传递及贡献度,确定了主要传递路径,并选取主要路径上的结构参数,基于径向基函数神经网络建立代理模型,并利用粒子群算法进行优化设计。分析了泵组产生的振动激励的主要传递路径,并选取上、下面板、中间筋板及基座厚度为设计变量进行优化,优化后筏架隔振器下支撑点的振动加速度级合成值相比于优化前降低了14 dB。结果表明:计算结果在算法优化的误差范围内,满足优化设计要求。

关键词： 装配式雨棚   列车风   结构响应   有限元  

摘要： 为研究装配式单柱雨棚在列车高速通过时的结构响应,首先提出单柱雨棚在列车高速越站时表面风压理论模型,基于上述风压理论模型,针对2跨单柱雨棚输入列车高速通过时雨棚风压时程曲线,研究该单柱雨棚结构在列车风作用下的位移、速度以及加速度等响应,同时分析得到装配式关键部位应力的发展规律;对列车通过速度分别为300、400、500、600 km/h的雨棚结构响应进行分析,结果表明,当列车提速至600 km/h,雨棚结构速度峰值为7.2 mm/s,满足规范要求,同时远低于钢结构雨棚的速度峰值,说明装配式雨棚结构振动舒适度上较钢结构雨棚有较大优势。