辅助治疗股骨干骨折缺损数值模拟分析

针对股骨干断裂骨折患者手术治疗康复治疗问题,使用医学影像处理和逆向工程技术,依据股骨CT扫描数据,重构股骨干2mm横断缺损和股骨干10°楔形缺损断裂模型。为了分析接骨板、螺钉应力、应变变化规律及股骨整体应力集中状况,在700N轴向载荷和15N·m扭转载荷条件下,建立锁定型和锁定加压型接骨板数值模拟系统进行数值模拟分析。结果发现:锁定加压型内固定系统适用于股骨干2mm横断模型,螺钉不易发生失效断裂;锁定型内固定系统适用于股骨干10°楔形缺模型,螺钉未出现失效断裂现象,便于患者康复。

钢结构梁柱加固节点框架损伤演化过程数值模拟分析

为研究不同因素对钢结构梁柱加固节点框架演化过程损伤的影响,选择4个钢结构梁柱加固节点框架试件作为实验对象,在其他条件不变基础上,改变试件轴压比、钢盖板厚度以及混凝土强度,用ABAQUS软件对钢结构梁柱加固节点框架进行模拟,观察损伤演化过程的应力云图情况,并对屈服位移与峰值位移进行统计。结果表明:轴压比以及钢盖板厚度对受力性能影响不大,混凝土强度对受力性能影响较大,并且随着混凝土强度的增加,钢结构梁柱加固节点框架的承载力也在增加,在节点框架设计时,应适当增加混凝土强度,提高节点框架承载力。

涡轮导向器激光选区熔化成形过程数值模拟分析

通过Simufact Additive软件模拟了涡轮导向器激光选区熔化成形过程,分析了涡轮导向器在成形、热处理、基板分离、支撑去除过程中的应力应变分布和尺寸变化情况。利用LIM-X260激光选区熔化设备开展了涡轮导向器的成形试验,采用三维扫描仪检测了零件最终的尺寸精度。结果表明:成形的涡轮导向器未出现裂纹、未熔合缺陷;零件实测变形量与数值模拟结果趋势一致,最大变形区域位于零件外环中部厚壁和顶部薄壁区域;受到支撑的影响,涡轮导向器叶片实际尺寸与模拟结果偏差较大。最后,基于本研究展望了涡轮导向器类零件提高成形质量的研究方向。

旋风分离器三维数值模拟分析

文章通过运用计算流体力学(CFD)软件,对旋风分离器内部气体混合物的速度、压力、以及颗粒运动轨迹进行了数值模拟分析。通过研究与对比分析,可以直观清晰发现,旋风分离器内部气体混合物速度与压力的分布情况,以及颗粒大小对颗粒运动轨迹的影响。

不规则大跨悬挑结构优化设计与力学特性数值模拟分析

辽宁省档案馆新馆为省级重点建设工程,建筑平面布置较为复杂。根据该工程平面不规则及大悬挑的特点,运用Midas/Gen等有限元分析软件进行数值模拟分析。在分析过程中,用静力等效风荷载来代替规范给出的基本风压,从静力风荷载和地震荷载两种角度来进行结构的抗震性能分析。根据计算结果,获得在不同工况和方案条件下悬挑结构同楼板、桁架杆件和关键节点之间受力、变形的联系。针对部分节点变形过大的问题,采取增设斜撑等方式,减小构件内力,控制竖向变形,为类似不规则大悬挑结构的抗震设计提供优化方案和完善措施。

深埋直墙拱形地下洞室爆破振动数值模拟分析

地下水封油库的地下洞室通常采用钻爆法开挖,爆炸释放出的巨大能量会引起一系列危及工程安全的问题会影响到地下水封油库的正常使用,严重时还会造成人员伤亡和重大的经济损失。本文借助于ANSYS/LS-DYNA动力有限元分析软件来模拟爆破开挖对某地下水封石油洞库1#洞室围岩动力响应的影响,研究内容主要包括爆破开挖引起的洞室围岩质点振动速度分布情况,沿洞室轴向的传播规律。在相同时刻内地下洞室围岩质点各方向的振速呈对称性分布;X方向的最大振速出现在直立墙中部位置,而Y和Z方向最大振速出现在底板中部位置;随着爆心距R的增大,地下洞室截面上X、Y方向的峰值振速分布图形状变化较小,而Z方向的峰值振速分布图形状逐渐趋于圆形。

超大直径钻孔桩孔壁稳定性数值模拟分析

依托巢马城际铁路马鞍山公铁两用长江大桥Z5#墩超大直径钻孔桩项目,针对超大直径钻孔过程容易出现孔壁缩径、塌孔等问题,采用有限元分析研究了土体抗剪强度、泥浆相对密度、桩孔直径、桩孔深度对钻孔桩孔壁稳定性的影响。结果表明:桩孔直径和桩孔深度对孔壁稳定性的影响相对较小,孔壁稳定性随桩孔直径和桩孔深度的提高有所降低;土体抗剪强度和泥浆相对密度是影响孔壁稳定性的2个显著因素,孔壁稳定性随土体抗剪强度和泥浆相对密度的提高明显增加。在实际施工中,泥浆相对密度1.05~1.20较为合适,确保旋挖钻孔桩的施工质量。

倒虹吸暗挖施工引起地下管线沉降的数值模拟分析

倒虹吸暗挖施工会引起地下管线沉降,过大的沉降会对周围的建筑、道路、行人及工程本身造成危害。为了预估暗挖施工引起地下管线沉降量、保证开挖时地下管线及工程的安全,文章采用有限元数值模拟分析软件(Midas/GTS)建立倒虹吸暗挖施工对管线影响的数值模型,得到了不同土层、采用不同支护形式下的地下管线沉降量。分析结果可为实际工作中类似工程提供参考。

泸西县平海子水库工程大坝渗流的数值模拟分析

以有限元分析软件ANSYS为平台,分析泸西县平海子水库工程大坝渗流的数值模拟结果,提升水库工程大坝的安全性。通过实例分析得出结论:基于ANSYS的平海子水库工程大坝渗流数值模拟结果极为接近解析解,计算了平海子水库工程大坝的渗流量并模拟了稳定运行期的大坝浸润线位置,渗流分析结果可靠、ANSYS分析结果正确。令泸西县的防洪抗险能力整体上提高了一个层次,从而保障了当地人民的安全。

苏州地铁深基坑自动化监测及数值模拟分析

文章以苏州地铁8号线娄中路站基坑工程为依托,通过安装自动化监测设备,实现了基坑的智能化监测。运用有限元软件ABAQUS对该基坑进行了数值模拟分析,并将数值模拟结果、自动化监测值与实际监测值进行对比。结果表明:自动化监测值与实际监测值基本一致,验证了自动化设备的可靠性;数值模拟结果与实测监测值基本吻合,地连墙深层水平位移均随着开挖深度的增加呈现出抛物线型变化曲线。

外罗二期海上风电场220 kV海缆整体系统数值模拟分析

海缆是海上风电场的重要构成部分,本文针对外罗二期海上风电场220 kV海缆与弯曲限制器事故状态、设计状态以及事故反演的敷设状态进行了数值模拟分析,通过静态与动态受力分布分析,为事故原因分析提供了理论与数值分析支撑。

大尺寸竖井开挖过程稳定性数值模拟分析

以某大尺寸矩形竖井施工为依托,使用PLAXIS3D软件,对竖井开挖过程井壁围岩变形、初支混凝土受力与变形、支护结构的受力与变形等进行数值模拟分析;结合模拟分析数据,对竖井施工过程的安全性进行初步评估。结果表明:竖井开挖产生的横向位移较小,对称分布,其变化规律与支护结构的应力和位移的变化规律一致,均随开挖深度的增加而增大;竖井支护结构能确保开挖过程的安全。

隧道开挖方式对建筑物桩基影响的数值模拟分析

运用岩石破裂与失稳过程分析RFPA^(2D)系统以及FLAC^(2D)程序对广州地铁二号线隧道通过电化教育学院录音楼引起建筑物桩基的变形与力学特性进行研究。RFPA^(2D)系统视材料为非均匀损伤材料,考虑修正后的Mohr-Coulomb准则(包含拉伸截断)作为单元破坏的强度判据,研究不同隧道开挖方式对建筑物桩基和地面移动的影响。分析表明,RFPA^(2D)系统是研究地表移动和破坏机理的适用工具。

岩质边坡破坏机制有限元数值模拟分析

岩质边坡的稳定性主要由其结构面控制,采用有限元强度折减法对岩质边坡破坏机制进行了数值模拟分析。计算表明,破坏“自然地”发生在岩体抗剪强度不能承受其受到的剪切应力的地带。分析表明,根据塑性力学破坏原理,采用有限元强度折减法有助于对岩质边坡破坏机制的理解。算例表明了此法的可行性。

H型钢轧制力的数值模拟分析

利用显式动力学有限元技术模拟了H型钢的热轧变形过程,给出了各变形参数对H型钢轧制力的影响规律,分析了这些主要影响规律的产生原因。研究结果表明:腰部绝对压下率、内宽、水平辊直径、温度以及腿宽等因素对水平辊的轧制力有比较明显的影响;腿部绝对压下率、腿宽、温度以及腿腰延伸比等因素对立辊的轧制力有比较明显的影响。

高层建筑全过程施工对临近既有隧道影响的数值模拟分析

结合某高层建筑施工实际工程,运用Midas软件建立真三维数值模型,模拟高层建筑基坑分块、分层开挖卸载和建筑施工加载整个施工全过程对临近既有隧道的影响,通过隧道洞周收敛、隧道竖向位移、水平位移、变形曲率和衬砌产生的附加应力变化,对隧道安全进行评价。结果表明,计算结果与工程实际监测结果基本吻合,得出隧道处于安全工作状态的结论。

三次梅雨锋大暴雨过程的数值模拟分析

我台以SGI工作站为计算平台，建立了中尺度数值预报系统（JMNFS）。本文则应用以系统对1996年6月28日、7月3日、7月14日三次梅雨锋上发生波动后发展成江淮气旋，在江淮地区造成大暴雨和区域性暴雨的过程进行了数值模拟分析，揭示了产生暴雨的天气系统结构特征、物理机制和一些预报上的启示。

地下水数值模拟分析中降水入渗补给强度及渗透系数不确定性评价

由众多因素造成的地下水数值模拟的不确定性,在很大程度上影响了模拟结果的可靠性,因此分析地下水数值模拟的不确定性十分必要。以假想地下水流问题为例,选择降水入渗补给强度和渗透系数为代表参数,采用蒙特卡洛模拟方法,基于拉丁超立方抽样和替代模型,定量分析了源汇项和水文地质参数不确定性对地下水数值模拟结果的综合影响。结果表明,地下水数值模拟源汇项及水文地质参数的不确定性对模拟结果有较大影响,基于概率统计方法对模拟结果做进一步分析,可有效提高结果的可靠程度;模拟结果的不确定性特征既取决于计算点的空间位置,又与模拟时间有关;借助替代模型进行基于蒙特卡洛模拟的不确定性分析,有效节省了计算成本,具有较大的发展潜力。

U型金属阻尼器受力性能和数值模拟分析方法研究

首先收集了17个U型金属阻尼器的试验数据,并对采用不同类型钢材的U型金属阻尼器的面内受力性能进行了分析和比较。在此基础上,研究了分别适用于构件层次分析和结构层次分析的U型金属阻尼器精细有限元模型和简化有限元模型的建模方法。结果表明:采用实体单元建立的精细有限元模型,既可较准确地模拟出U型金属阻尼器的荷载-位移滞回关系,又可以较好地反映其微观损伤模式;建议的U型金属阻尼器初始刚度和屈服荷载计算公式预测值与试验结果较接近,且偏于安全,可用于简化模型骨架参数的确定;采用建议的简化有限元模型分析得到的试件荷载-位移滞回曲线与试验结果吻合较好。

岩石试样弹塑性破裂过程的数值模拟分析

依据岩土类材料的非匀质性特性,并采用对材料参数进行随机赋值的方法研制了弹塑性破裂过程数值分析程序,并用实例证明了程序的可靠性。应用该程序对岩石试样弹塑性破裂过程进行数值模拟研究,分析表明:数值模拟结果与试验研究结果是吻合的。从而为工程岩体断裂分析提出了一种可能的方法与途径。