空投方舱入水静力分析研究

针对降落伞空投方舱入水问题进行了静力分析,以得到典型载况下的最佳入水角.确定了方舱主尺度及船型参数.首先,假定入水角,计算不同吃水深度下的静水力特性;然后,假定重心高度,计算艏部和艉部入水时的复原力矩,得到复原力矩曲面图谱;最后,通过计算超载、满载和空载3种典型载况下的倾覆力矩,进一步确定入水静力平衡曲线,得出3种典型载况下的最佳入水角.结果表明:在艏部入水时,超载下最佳入水角为38°,满载下最佳入水角在10°~90°,空载下最佳入水角为12°;在艉部入水时,超载下最佳入水角为58°,满载下最佳入水角为55°,空载下最佳入水角为51°.并可将结果用于约束其他载况下的最佳入水角.通过空投方舱入水角要求可约束某一载况下重心高度可行域,为后续设计和空投入水提供技术参考数据.

某山谷贮灰场坝体静动力分析

燃煤发电的余灰一般都会堆放在灰场,随着堆灰高度的增加,灰场底部灰体和地基的应力会逐渐变大,部分灰体和地基土会进入塑性区域,且随着塑性区的加大会直接威胁到灰场的安全,因而高坝在安全方面的风险也随之加大,发生滑坡的可能性及滑坡造成的危害也会明显增加。根据规范要求,山谷干灰场最终贮灰高度超过100 m时应作专题研究。以龙王庙灰场为例,开展了灰场坝体的有限元静动力分析,得出了各工况下坝体的应力场和位移场,确定了坝体动剪应力、水平加速度和相对位移的分布规律,对同类工程有一定的参考价值。

甘溪特大桥空腹三角区施工阶段受力分析

甘溪特大桥是主跨300 m的空腹式连续刚构桥,空腹三角区上弦箱梁采用可伸缩部分立柱后支配合挂篮悬浇,下弦箱梁采用全斜拉扣挂法配合挂篮悬浇。为分析采用该施工方法在三角区临时结构体系中的受力特性,总结三角区临时结构体系施工过程中受力变化规律,验证施工方法的有效性,并提出临时扣索和支撑立柱的最佳解除时机,采用有限元结构分析软件模拟全桥施工过程。结果表明:采用该工法施工,结构受力满足规范要求。三角区施工过程中,已施工的上、下弦箱梁以受压为主,受下一节段混凝土浇筑、立柱支顶、扣索张拉等工序影响,其间会出现短暂轻微受拉状态。三角区合龙完成时,箱梁截面以受压为主,局部存在轻微受拉。全桥合龙后三角区箱梁为全受压状态,较三角区合龙状态压应力增加明显。临时扣索、立柱拆除后,上、下弦箱梁出现了明显的应力重分布,但仍为全受压状态。临时扣索索力峰值均出现在三角区合龙完成前,三角区合龙后总体呈下降趋势,临近拆除前有所回升。后方临时立柱在施工过程中支撑力总体呈下降趋势,前方立柱呈上升趋势,临近拆除前立柱支撑力增幅均较大。经比选,推荐全桥合龙后先拆立柱、再拆扣索。

受力分析在牙轮钻头失效分析中的应用

文章将物理学中的受力分析应用于KX84系列牙轮钻头的牙爪大跑道的失效分析。首先,文中基于“压力-压强”转换,根据轴压确定了牙轮钻头系统所承受的压力。其次,根据“切向力-法向力”分解,对牙轮钻头所受的压力进行受力分解,确定了牙爪大跑道所承受的压应力。最后,对切应力进行分析,确定了裂纹萌生的范围。结合相关数据发现,KX84-250牙轮钻头和KX84-310牙轮钻头裂纹萌生深度分别为0.7 mm(计算结果为0.45 mm~0.78 mm)和0.85 mm(计算结果为0.57 mm~0.98 mm),计算结果与实际观察结果相符。文中给出的案例对物理教学和失效分析都有促进作用。

鞣制过程中皮革在转鼓内的形变特征及受力分析

研究了鞣制过程不同转速下皮革在转鼓中的形变和受力过程。首先将转鼓内皮革的复杂形变过程简化为圆到椭圆的周期性形变过程,建立了形变计算模型。随后通过可视化实验定量分析了转鼓内皮革的形变及受力情况,证明该模型具有合理性。此外,在鞣制初期使用高转速(如15 r/min),在末期使用低转速(如5 r/min),可使皮革保持较大的形变程度和推力,从而利于化学品的传质,提升鞣制效果,助力皮革行业节能增效。

钢箱提篮拱桥静力及动力分析——以菲律宾BI桥为例

位于菲律宾马尼拉帕西格河上的Binondo-Intramuros桥(简称BI桥)是1座我国援助菲律宾的景观桥,该桥景观要求高,抗震要求高,最终选定上部结构轻盈、对抗震有利、景观效果优的下承式70m钢箱提篮系杆拱桥。该桥静力分析采用Midas软件,动力分析采用SAP2000软件,2种工况对桥梁设计均很重要。文章对静力计算和抗震计算进行了梳理,为后续此类工程提供参考。

桥梁结构设计中的静力与动力分析

桥梁作为公共出行的关键设施,其结构的稳定性和使用寿命对公众安全至关重要。本论文聚焦于桥梁结构的静力和动力分析,首先以静力负荷为起点,详细研究了不同荷载下的应力分布,为桥梁的静力设计提供了科学依据。随后,深入探讨了桥梁结构的动力行为,分析了不同振动模式对桥梁性能的影响,并在各种地面激励条件下模拟了桥梁的响应。

婺源蓝冠噪鹛种群生存力分析

为了解蓝冠噪鹛(Pterorhinus courtoisi)的灭绝风险,预测未来种群变化趋势,采用Vortex 10.5.0模型对蓝冠噪鹛进行种群生存力分析,并模拟不同参数对蓝冠噪鹛种群数量的影响,探索制约蓝冠噪鹛种群增长的主要因子,为该物种的保护管理提供科学依据。结果显示:在标准状态下(考虑近交、灾难因素),蓝冠噪鹛灭绝概率为73%,内禀增长率(R)为0.1480,周期增长率(λ)为1.1595,净生殖率(R0)为1.5046,雌性和雄性的平均世代时间(T)为2.76 a。在9个参数敏感度分析中,性别比例、1岁后雄性死亡率和天敌灾害发生频率3个参数是影响种群数量变化的主要参数。结果表明,在复杂的环境条件下蓝冠噪鹛仍有灭绝风险,其保护工作仍面临较大压力。控制天敌捕食压力、提高蓝冠噪鹛雄鸟成活率,将有益于蓝冠噪鹛种群增长。

基于纪念币压印成形数值模拟的模具受力分析方法

针对纪念币压印过程中模具受力问题,采用一种自行开发的有限元软件Coin FEM进行数值模拟和载荷映射的分析。首先,通过压印数值模拟获取坯饼在模具作用下的受力数据,讨论了压印成形和模具力分析的实现过程,以及连接这两个过程的边界力映射算法的关键技术。然后将获取的作用力映射到模具上,进而进行模具受力分析。最后,采用商用有限元软件Deform 3D对该压印成形以及模具受力进行数值模拟分析,并与本文提出的方法进行了对比验证,吻合较好。纪念币压印数值模拟的结果表明:通过背景网格进行载荷映射的模具受力分析方法具有可行性。坯饼的模拟结果分布与实验结果保持一致,为坯饼与模具之间的作用力的正确性提供保障。通过载荷映射的方法,可以获得模具节点的受力信息,进而求得模具的应力应变。与商用软件模拟结果相比,所提出的方法显著提高了计算效率并确保了结果的准确性。

基于种群生存力分析的陕西铜川朱鹮再引入种群的可持续性及保护对策

种群生存力分析(population viability analysis,PVA)虽然已经在濒危物种的保护管理中得到广泛应用,但目前面临的严峻挑战是如何采用PVA分析影响濒危物种种群长期维持的内外因子。经过数十年的保护,朱鹮(Nipponia nippon)野生种群的数量已经从7只增长到约4 400只,若干再引入计划也分别在中国、日本和韩国相继实施。过去的研究表明,种群统计随机性、灾害和种群性比等因素是影响朱鹮野生种群稳定增长的主要因素,然而,对影响朱鹮再引入种群长期稳定维持的因素却知之甚少,这严重阻碍了在释放地开展具有针对性的优先保护计划。本研究在野外收集了2014—2023年铜川朱鹮再引入种群的生活史监测数据,利用基于个体的Vortex模型(Version 10.0),将朱鹮移动的适应模式与环境容纳量、死亡率、扩散、性比和灾害频率相结合,预测该种群的未来生存能力。结果发现,铜川朱鹮种群在未来100年内的存活概率为99.10%,种群规模估计值为508只,种群遗传多样性估计值为0.930 4。敏感性分析表明,种群大小和灭绝概率主要取决于环境容纳量、幼鸟死亡率和扩散存活率。因此,后续的保护措施应优先考虑如何提高与栖息地质量密切相关的环境容纳量、降低死亡率和提高扩散存活率。

大型油船码头靠船墩导管架结构应力分析

以开敞水域百米水深的30万吨级油船码头靠船墩结构为研究对象,对导管架结构在环境载荷和船舶载荷作用下的应力开展分析。借鉴海洋油气导管架平台结构形式,结合靠船墩导管架结构主要承受水平船舶载荷的特性设计八腿柱、裙桩基础的靠船墩导管架结构形式。采用Ansys有限元软件建立结构分析模型,根据环境条件、载荷组合等参数对靠船墩导管架结构进行4种不同工况下的静力分析。分析结果显示,在船舶靠泊工况下导管架结构位移和应力达最大值,主要出现在近泥面处主腿柱位置,结构应力满足许用应力要求。研究结果表明百米水深大型油船码头采用导管架结构具有一定的可行性,可为深水油船码头结构选型和设计提供一定的参考。

由一道动态平衡问题的求解探讨受力分析的方法

高中物理力学问题中,对物体受力情况的分析是理解和解决问题的关键.整体法和隔离法作为受力分析的两种基本且广泛应用的方法,对于教学和学习至关重要.本文借助实例,探讨受力分析的两种方法整体法和隔离法及其应用.

基于胀套联接结构的传动滚筒静力分析

为分析输送带张力对滚筒应力状态的影响,以带式散料输送机某一非标准传动滚筒为研究对象,建立了胀套联接结构形式传动滚筒的有限元分析模型,分别计算了仅考虑自重及胀套胀紧力条件下的应力与同时考虑自重、胀套胀紧力及输送带张力条件下的应力。计算结果显示传动滚筒的筒皮受输送带张力影响最大,其余部件受胀套胀紧力影响较大。

高速角接触球轴承保持架受力分析

介绍了高速角接触球轴承启动过程中球对保持架的冲击力、保持架在离心力作用下产生的环向拉应力以及轴承运转中因球速变化引起的球与保持架之间作用力的计算方法。并以某型号轴承A为例进行了保持架强度计算,根据计算结果选择了合适的保持架材料。

输送机刮板的受力分析与优化设计

文中根据输送机刮板的实际受力情况,运用材料力学知识对刮板进行受力分析并建立刮板弯矩方程,根据弯矩方程绘制刮板弯矩分布图。从刮板弯矩分布图可以看出,在刮板链距处所受弯矩最大,且随着刮板链距的加大,刮板最大弯矩会减小,当链距加大到一定数值时,刮板中间弯矩变为负值,当刮板链距处的弯矩与刮板中间位置的弯矩绝对值相等时,刮板的最大弯矩最小,并以此计算出刮板最优链距l=0.586L,并绘制不同链距刮板最大弯矩变化图。刮板采用最优链距会大幅减小刮板的最大弯曲应力,增加刮板安全系数,延长刮板使用寿命。同时,应用Pro/Engineer三维设计软件建立刮板三维实体模型,寻找出刮板链距处为危险截面,并对刮板外形进行优化设计,最后根据煤炭行业标准提供的力-挠度试验数据应用SolidThinking Inspire软件对刮板优化前后分别进行仿真分析,根据分析结果可知,优化设计后刮板挠度满足行业标准要求。优化刮板外形不仅去掉了危险截面处的应力集中,而且还减小刮板质量,降低材料成本及运行阻力,该计算过程及结果分析对输送机刮板的改进及优化设计具有重要指导作用。

超大型钢桁梁步履式顶推+滑块滑移施工受力分析

西安地铁10号线渭河特大桥主桥为主跨300 m的曲线上加劲连续钢桁梁桥,采用公轨合建,双层桥面布置,上部结构采用超大型钢桁梁与曲线加劲弦组合结构。主桥施工时先架设钢桁梁,再施工刚性加劲弦。钢桁梁采用步履式顶推+滑块滑移施工,顶推采用南、北双向同步施工。为保证顶推施工过程中主体结构及临时支撑结构的受力安全,采用MIDAS Gen软件建立主桥有限元模型,采用生死单元法进行施工全过程分析,对钢桁梁承载力、支座反力、合龙阶段落梁变形调整值、合龙阶段温度效应影响、顶推过程中不同步的影响以及瞬时阵风作用下顶推体系承载力进行分析验算。结果表明:钢桁梁的承载力及瞬时阵风作用下顶推体系承载力均满足规范要求;钢桁梁顶推时墩顶最大支座反力取值24000 kN;南侧W05墩与北侧L08临时墩落梁变形调整值分别取-60 mm和-40 mm,以消除合龙口端部下挠变形;以环境温度20℃为参考值,整体升温不超过10℃和上、下弦温度梯度为10℃以内时对合龙影响不大;顶推过程中横、纵向瞬时不同步位移建议分别控制在5 mm和20 mm以内。

大跨径波形钢腹板桥梁塔冠支架结构受力分析研究

钢混组合梁斜拉桥作为桥梁主要结构形式之一,具有跨径大、强度高、刚度好、疲劳寿命长、施工方便等特点,在现代桥梁建设中应用广泛。依托某桥梁工程,开展斜拉桥塔冠支架结构受力分析研究,重点介绍了结构布置形式、材料特性、荷载取值与组合、塔冠支架施工与结构计算,运用有限元软件对塔冠支架结构的安全性进行分析。经验证,支架构件的强度、刚度和稳定性均满足要求。

转向系统受力分析及转向电机的选型

以某双小齿轮电动助力转向系统(DP-EPS)为例,对转向系统的受力进行了分析,介绍了转向系统在转向过程中所需的齿条受力计算,并以齿条受力为切入点计算电机转矩,由此阐述了转向电机的初步选型方法,为转向系统前期开发过程中齿条力的计算、电机转矩的计算、电机的选型等提供了参考。

受力分析提升包装结构稳定性研究——基于材料结构与应力响应的计算模拟

为解决塑料食品包装的结构稳定性不足问题,本文从力学角度探究包装结构与受压力时包装最大形变之间的关系,对拱形结构进行受力分析,并使用ANSYS有限元分析系统探究施加相同压力下不同高斯曲率与不同结构的包装的最大形变,设计出可将最大形变减少12.4%的新型拱形包装结构,从理论与数值计算两个方面验证了拱形结构对提升包装结构稳定性的可行性。本实验结果将物理理论与实际应用结合,设计出更稳定的食品包装结构,为包装快递行业提供技术支持与理论参考,以减少因食品过度包装带来的环境污染。

爬行器在水平井作业时的阻力分析与对策研究

通过对爬行器在井下运行过程中自身产生的牵引力、电缆拖拽阻力、仪器串摩擦阻力、流体阻力、井斜阻力等受力的综合分析,提出五种对策来克服或降低爬行器运行过程中受到的阻力。通过综合运用上述措施,保证爬行器顺利爬行、稳定工作,提高爬行速度和爬行距离,节约测井时间成本,为现场使用工艺和仪器后续改进升级提供了理论依据和支撑基础。