关键词： 磁浮列车   温度场   有限元分析   轮胎设计  

摘要： 文章根据磁浮列车的接口需求设计了其紧急情况下的救援轮胎。首先,对其进行了静负荷分析、稳态滚动分析;提取轮胎橡胶材料的应力场及应变场数据后,编写程序计算生热率;再通过编写子程序导入生热率并赋予各个单元,设定热边界条件,经热传导计算得到轮胎温度场。计算得到该轮胎在充压2.3 MPa、负荷1.0 t、行驶速度70 km/h、环境温度为25℃时的最高温度为93.77℃,出现在胎肩部位;通过计算不同速度下的轮胎温度场,发现轮胎最高温度随行驶速度近似线性增大。

关键词： 硬梁包水电站   深厚覆盖层   振冲碎石桩   孔隙水应力   有限元分析  

摘要： 硬梁包水电站首部枢纽工程覆盖层深厚,地质条件复杂,多为含孤(漂)、块(卵)碎砾石层。工程中采用的振冲碎石桩施工属于超常规振冲成桩工艺,故难以精确估计其在施工过程中对地层产生的影响。因此,对超常规振冲碎石桩施工过程进行孔隙水应力有限元分析是此次研究的关键点。阐述了使用Abaqus有限元软件二维模拟振冲碎石桩在施工过程中对地层产生的影响,并对地层之间产生的孔隙水应力以及位移进行了分析。通过对模拟结果进行分析,最终得出振冲碎石桩施工对地层产生的影响在合理的范围内,进而保证了振冲碎石桩的正常施工和安全。

关键词： 股骨颈骨折   PauwelsⅠ型   有限元分析   空心钉   内固定   生物力学  

摘要： 目的通过有限元分析不同空间分布固定模型的空心钉内固定治疗股骨颈PauwelsⅠ型骨折的生物力学特性。方法选取2023年陆军军医大学第一附属医院健康体检的男性志愿者1名,经128排螺旋CT对志愿者股骨头至股骨远端进行薄层扫描,初步构建获得符合人体结构的股骨模型。以股骨干中心为参照做垂线,骨折线位于股骨颈中心且与其呈30°夹角,完成股骨颈PauwelsⅠ型骨折模型构建。采用SolidWorks 2021软件建立5种不同空间分布的3枚三角空心钉手术固定模型。空间分布方式分别为倒等边三角形、倒等腰三角形、倒锐角三角形、倒后直角三角形、倒后钝角三角形。将装配模型导入Ansys 2021R1软件,建立有限元模型。记录评估不同空间分布固定模型的股骨模型及内固定物最大应力峰值,分析股骨及内固定物的最大位移。结果不同空间分布固定模型在股骨近端的应力集中区域均位于股骨颈骨折区域下方,其中倒等边三角形构型的应力峰值最小,为18.674 MPa。不同空间分布固定模型内固定物总体的应力均位于股骨近端腹侧螺钉中段区域,其中倒等边三角形构型的应力峰值最小,为46.484 MPa。不同空间分布固定模型在股骨颈骨折处总体位移均位于股骨头应力加载部位。其中倒等边三角形构型的位移最小,为0.72517 mm。不同空间分布固定模型内固定物位移均位于股骨头应力加载部位。其中倒等边三角形构型的位移最小,为0.68933 mm。结论不同空间分布固定模型的空心钉内固定治疗股骨颈PauwelsⅠ型骨折显示出不同的生物力学特性。其中倒等边三角形构型的应力分散能力最强,位移最小,力学稳定性最佳。

关键词： 加热电缆   填料密封   有限元分析   流体压力渗透  

摘要： 为实现井口高压力防喷目的,提出了一种适用于加热电缆防喷器的填料密封结构。该填料密封结构中填料环通过压阀压缩实现预安装,起到对腔内流体密封的目的。通过建立填料密封结构理论模型,分析了填料环在压缩变形阶段和流体渗透阶段的力学行为,利用有限元软件建立了填料密封结构的二维轴对称模型,分析填料环在不同压缩载荷和流体压力下的填料环变化规律。结果表明:不同压缩载荷下填料环最大应力应变随压缩载荷的增大而增大,当载荷超过15 MPa时,应变区域开始向下转移;密封面上的接触应力沿着轴向位置基本呈现递减趋势,且随着压缩载荷的增大而增大;随流体渗透载荷的增加,流体逐渐从密封面向上渗透,接触长度不断减小。

关键词： 定向抛投   多自由度   机械结构设计   有限元分析  

摘要： 在传统抛投机构基础上,结合机械臂的工作方式,设计伸缩导向槽,对竖直导向筒的翻转平移灵活补偿;设计自动抓钩,准确实现水平输送带与竖直导向筒的连接。实现抛投料筒在多个自由度上运动,在保证抛投机构灵活性、准确性的同时,也保证物料运输抛投的连贯性。

关键词： 有限元   地热资源   煤矿   地温分布   热害防治  

摘要： 在煤矿开采过程中,容易出现高温热害,直接影响了采矿工作的安全性。在避免矿井热害的同时,为了进一步有效利用区域内的地热资源,提出了一种地热资源勘探方法,并对区域内地热分布情况进行分析。以钻孔系统测温法为基准探测结果,并结合研究区域实际情况建立有限元模型。在确定上下边界、参数取值、网格划分方法后,通过数值模拟对区域内地热资源分布及地热产生原因进行了分析。研究结果表明,区域内地热资源量为2.30×10^(19)J,可采热能储量为2.55×10^(18)J,可转换成标准煤0.88亿t。这说明研究区域蕴含巨大的地热资源,具有较高的利用价值。研究成果为区域煤矿开发热害防治以及地热资源综合开发利用提供了地质依据,可进一步促进煤矿开采的可持续发展。

关键词： 有限元法   静态磁场   排布方式   电缆支架  

摘要： 针对目前多根单相电缆流过大电流造成电缆支架发热问题,通过有限元静态磁场建模仿真,对不同排列方式下电缆磁场强度值进行一阶拟合分析,并提出单相电缆敷设时应根据不同类型的电缆支架选择敷设方式,指导项目施工现场完成单相电缆敷设,解决电缆支架的发热问题。

关键词： 商用车   防护设计   车辆驾驶   有限元   结构设计   防撞梁   碰撞仿真   防护装置  

摘要： 前下防护装置是保护车辆驾驶人员和减缓外界碰撞的重要保护装置,根据现有技术调查,现行商用车前下防护多为简单结构,强度较差,受到冲击后屈服过早且变形严重,存在较大的安全隐患,在强度和通用性上也有进一步改善空间。本文经过结构设计-仿真-结构优化-再仿真,提出一种新型的凸形带强筋的下防护防撞梁截面形状和双层带内腔的安装支架结构,并在防撞梁上采用热辊弯工艺。在国标强制工况下有限元碰撞仿真结果显示,此结构提升了下防护装置整体强度,同时控制了重量,增加了稳定性。

关键词： 功能梯度材料   踝关节假体   应力遮挡   有限元分析  

摘要： 目的研究分别植入径向和轴向功能梯度材料(functionally graded materials,FGM)踝关节假体后,胫骨假体与胫骨远端松质骨的力学响应。方法使用3种FGM,分别为钛合金-生物活性玻璃复合FGM(FGM-Ⅰ)、钛合金-理想骨弹性材料复合FGM(FGM-Ⅱ)、钛合金-羟基磷灰石复合FGM(FGM-Ⅲ)。建立全踝关节置换三维有限元模型,利用仿真软件ABAQUS基于Fortran进行二次开发,通过改变体积分数,在轴向和径向上调整所建功能梯度胫骨假体的力学特性。分析FGM轴向和径向胫骨假体植入后,在站立位工况下胫骨假体与胫骨松质骨上的应力分布。结果与钛合金胫骨假体相比,3种FGM均可有效减小胫骨假体上的应力集中,其中FGM-Ⅲ胫骨假体总体效果优于FGM-Ⅰ和FGM-Ⅱ胫骨假体,且相对于轴向分布而言,FGM沿径向分布可以有效降低假体的最大von Mises应力。对于胫骨松质骨,3种FGM径向胫骨假体和FGM-Ⅲ轴向胫骨假体均能有效增加其远端应力,从而减轻松质骨上的应力遮挡,其中FGM-Ⅲ径向胫骨假体最为有效地改善了松质骨上的应力水平。结论FGM-Ⅲ径向踝关节假体可以有效降低假体上的应力集中现象并减小应力遮挡效应,以此达到延长假体寿命的目的,具有潜在的应用前景。

关键词： 龙卷风   输电塔导线   计算风工程   有限元分析  

摘要： 龙卷风作用下输电塔相邻两跨导线上的不均等纵向力被认为是导致其失效的重要原因之一。为了更好地探究龙卷风作用下输电线路系统荷载响应规律,采用2种涡旋结构不同的龙卷风风场,针对4组不同的导线物理参数进行参数化分析。首先采用CFD模拟技术建立缩尺龙卷风风场,并将其放大至实测龙卷风尺度。之后采用半解析法来模拟输电塔导线体系,最终通过迭代计算得到导线传递到支座的反应力。结果表明,采用不同龙卷风分析所得最不利位置呈现出的规律相似,最不利距离基本与档距保持一致,最不利角度均为90°,即龙卷风中心位于导线上。