基坑开挖支护力学性能分析

深基坑开挖过程中,支护结构的变形会对基坑整体稳定性产生不利的影响。本文以某基坑支护为例,利用ABAQUS有限元软件对基坑和开挖下的支护结构进行力学分析,研究不同支护结构的变形特点及规律,从而进一步得到基坑整体的变形,以获得支护结构对基坑整体变形的影响。同时,在结构整体安全得到满足的情况下,通过分析得到应力应变图,找到结构产生最大应力、变形的位置。根据ABAQUS有限元软件得到的分析计算结果,为实际情况下基坑开挖施工提供了理论依据和方法。

混合教学模式下理论力学一流课程建设与实践

根据建设适应新时代要求的一流本科课程目标和理论力学课程特点,基于混合教学模式,针对课程思政建设的核心目标“全面提高人才培养能力”,对理论力学课程进行试验性的教学改革建设和实践。教学团队通过总结课程建设与实施情况,提出以一流本科课程为目标的课程建设思路及课程实施路径。通过优化教学内容设计、建立立体化教学模式和改革考核评价模式等改革举措,对理论力学一流课程建设进行探索和实践。实践结果表明,改革后的教学体系有利于激发学生的学习主动性和积极性,学生的学习满意度增加,一流课程建设效果显著。

混合教学模式下理论力学课程思政的改革实践

基于混合课堂的教学模式,围绕“全面提高人才培养能力”这个课程思政建设的核心点,对理论力学课程进行了试验性的教学改革和实践。在理论力学的教学过程中引入混合教学的方法和课程思政的教学理念,将学生的价值观塑造寓于知识传授和能力培养的教学全过程,帮助学生塑造正确的世界观、人生观和价值观,旨在培养学生精益求精的大国工匠精神,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。通过对理论力学教学方法进行改革试验,试验结果表明,采用混合教学模式的教学方法能够充分发挥传统课堂与网络课程协同发展的混合教学双优势,而且能够激发学生的学习兴趣,培养学生的自主学习能力,有利于提升教学效果和课程建设水平,最终实现课程思政的“三全”育人目标。

未成年人骶骨形态与耻骨联合相对位置三维数字化测量及临床意义

目的三维数字化研究0~18岁人的骶骨形态与耻骨联合位置在不同年龄段及性别间的变化规律,为制定符合未成年人骶骨发育特征的摄影体位、优化骶骨X线图像及诊断提供参考。方法将收集到的0~18岁全腹部CT分为0~6岁、7~12岁、13~18岁3个年龄组,导入mimics21.0,利用三维数字化图像重组技术测量骶骨倾斜角(sacral slope,SS)、骶1~2倾斜角(S_(1~2)T)、骶骨后凸角(sacral kyphosis,SK)、S_(2)椎体前缘与骶4尾1倾斜线夹角(α角)、S_(1)上终板与S_(2)椎体前缘夹角(β角)、S_(4)Co_(1)倾斜线与S_(1)上终板夹角(θ角)、耻骨联合上缘与骶骨下缘连线和躯体长轴垂线之间的夹角(角B),比较各参数在不同性别、年龄段间的差异。结果骶骨解剖学参数性别间比较,角B女性大于男性(P<0.001),其余无统计学差异;年龄组间比较,0~6岁组与13~18岁组SS、SK、α、β、θ,以及7~12岁组与13~18岁组SS差异有统计学意义,其余无统计学差异。结论未成年人生长发育过程中骶骨形态无性别差异,女性骶骨下缘与耻骨联合上缘所成角度大于男性。随年龄增长未成年人骶骨上端倾斜程度逐渐增加,骶骨下端倾斜程度逐渐减小。为获得更加清晰的骶骨影像,需根据性别、年龄调整X线入射角度。

有限元方法在一流课程建设中的实践与思考

通过对我校工程力学专业有限元方法课程的建设实践与教学改革,使课程的学习过程从复杂理论推导转变为通俗易懂、学生更容易接受的课程体系。通过对我校在一流专业课程建设中存在的问题进行分析,并在此基础上提出促进专业课程建设的建议,力求对课程进行改革与实践来寻求适合我校工程力学专业课程建设的新思路。通过课程改革和实践来调动学生学习的自主性和积极性,加深学生对有限元课程的认识,全面提升有限元方法课程的教育水平和教学质量,旨在构建有限元方法课程的更有效教学方法和教学手段,为建设高水平一流本科课程搭建平台。

模拟全髋关节置换后股骨假体的稳定性

背景:国内外关于髋关节置换后股骨的压缩力学实验研究较多,因此研究髋关节置换后股骨的扭矩、扭转角、载荷-位移关系非常重要。对比分析传统型假体和解剖型假体的压缩、扭转力学特性,对于髋关节置换及人工假体的稳定性研究具有重要意义。目的:通过模拟髋关节置换后股骨的轴向压缩和扭转实验,对比分析传统型和解剖型人工假体的稳定性,为临床提供生物力学参数。方法:取股骨左右侧标本共12个,其中左侧6个标本保留股骨颈作为解剖型钛合金人工关节假体组,右侧6个标本去除股骨颈作为传统型钴铬钼人工关节假体组。分别将两组标本置于电子万能试验机工作台上,以5 mm/min的实验速度对标本施加压应力,读取20,40,60,80,100 N时所对应的位移值。之后取两组标本,将标本两端置于扭转试验机夹头内,以1(°)/s的实验速度对标本施加扭矩,读取5,10,15,20 N·m扭矩时所对应的扭转角值。结果与结论:在100 N外力作用下,传统型假体位移为(2.03±0.06)mm,解剖型假体位移为(1.83±0.05)mm;在20 N·m扭矩作用下,传统型假体扭转角为(21.7±0.7)°,解剖型假体扭转角为(13.2±0.4)°。解剖型假体在100 N作用下的位移和在20 N·m扭矩作用下的扭转角均小于传统型假体组,差异有显著性意义(P<0.05)。提示解剖型假体和传统型假体具有不同的压缩和扭转力学特性,解剖型假体置入股骨后具有较好的稳定性。

CFRP加固钢筋混凝土梁的抗弯力学性能试验研究

对采用碳纤维增强复合材料(CFRP)加固的钢筋混凝土梁和未加固的钢筋混凝土梁进行了三点式弯曲加载试验,研究CFRP加固技术对钢筋混凝土梁的抗拉、抗压承载力以及抗弯性能等各方面的影响.试验表明,CFRP加固后能够有效延长梁的裂缝出现的时间,并能抑制裂缝的扩展,CFRP加固后的钢筋混凝土梁的极限承载力、抗拉和抗压能力以及抗弯性能均有较大提升,同时通过有限元软件对CFRP加固后的钢筋混凝土梁的力学性能进行分析,模拟结果与实验结果相一致.

内圆外方双层箍筋约束下的混凝土轴心受压力学试验研究

对12组不同形式的箍筋混凝土柱进行轴向受压力学试验,按照箍筋类型不同分为四组对比做其破坏条件和破坏状态,研究了不同配箍率对混凝土承载力的影响,以及箍筋形状对承载力的影响,得到应变-应力曲线。试验表明双层箍筋柱约束的混凝土强度明显优于单层箍筋,发现配箍率特征值的提升可以提高其延性,但效果不甚明显,内部圆形的箍筋形式更易提高承载力。同时通过有限元软件对箍筋约束下的混凝土力学性质进行分析,通过对约束混凝土轴心受压状态下的破坏极限及变形形式进行模拟,模拟结果试验结果相一致。

履带式起重机履带架的有限元分析

利用有限元软件ANSYS,对XGC28000型履带起重机的履带架建立了研究模型,根据履带起重机结构实验方法及履带架的受力特点,选取2个危险工况对模型施加约束和荷载,通过计算获得相应的应力云图,并对两种工况下产生的应力分布情况的原因进行分析,同时对模型进行强度校核,为履带架结构的强度设计和轻量化提供理论依据,具有工程实际意义.

云梯消防车梯架结构有限元分析

通过对云梯消防车梯架结构的载荷力学分析,得出梯架结构在其工作时的最危险工况,并且考虑梯架结构实际工作时的危险工况.将这两种工况作为梯架结构的典型工况,利用ANSYS软件对这两种典型工况的梯架结构模型施加约束与载荷,经过仿真分析得到梯架结构应力云图.同时对仿真结果进行数据分析,校核梯架模型的强度,验证模型是否满足强度与刚度要求,为梯架结构的设计与改进提供理论依据,具有工程实际意义.

新型装配式钢结构节点力学性能分析

对焊接和螺栓连接混合的梁柱连接钢结构进行强度计算和力学性能分析.柱与梁的翼缘采用全熔透焊缝,柱与腹板采用高强度螺栓连接.通过计算焊缝和高强度螺栓连接强度,用来保证加劲肋和节点域符合强度标准,利用有限元软件对梁柱连接钢结构模型进行计算,获得相应的应力云图和位移图,并对其结果进行分析.

三重檐攒尖顶仿古楼阁的结构设计及仿真分析

楼阁式古建筑因其精巧的设计和优美的造型已成为中国古建筑的典型象征.以第八届全国大学生结构设计竞赛为题,对三重檐攒尖顶仿古楼阁进行结构设计并对其结构进行力学特性分析.以质量轻、结构合理为设计目标,对结构进行选型,并利用有限元软件模拟地震作用,分析模型的受力状态并且不断优化模型结构.对模型的结构设计及其力学分析,可以为同类古建筑的抗震修缮与补强提供现实的理论依据,也具有工程实际意义.

一流课程背景下理论力学课程思政的探索与实践

按照建设符合新时代要求的一流课程的教育教学目标,并结合我校理论力学课程的特点,围绕“全面提高人才培养能力”这一课程思政建设的核心目标,以新理念引领理论力学一流课程建设,从优化教学内容、改革教学模式以及完善考核模式三个方面入手,探索理论力学课程思政的具体实施路径并应用于教学实践。实践结果表明,教学改革后的教学模式能够有效调动并激发学生的学习主动性和积极性,学生对教学的满意度增加,理论力学课程建设和教学改革效果显著。

含多裂纹结构的断裂可靠性分析

基于随机有限元法和可靠性设计理论,建立了一种含多裂纹结构的断裂可靠性分析模型。首先,根据最小二乘法则建立应力强度因子的表达式,然后将影响结构断裂的不确定因素视为随机变量,通过一阶二次矩法和随机有限元法求出每条裂纹的可靠度指标,最后将含多裂纹结构看作一个由所有裂纹组成的串联系统,求出各裂纹之间的相关系数,并得出多裂纹结构失效概率的Ditlevsen界限值。数值算例表明,本方法具有较强的适用性。

摄动随机局部正交无网格伽辽金法

通过研究局部正交无网格伽辽金法和二阶摄动技术,构造了摄动随机局部正交无网格伽辽金法。该方法只需节点信息,不需将节点连成单元,随机场离散点与离散节点无需重合,不受单元制约。因此,结构离散随机变量个数的增加不会增加求解方程的个数,并保留使用正交基函数本解时的优点,避免了矩阵求逆,且导数具有通式,简洁明了,易于编程实现。采用罚函数法施加本质边界条件,不会增加未知量个数,收敛速度快。对含随机参数结构静力学问题进行了分析,算例证明了该方法的正确性与高效性,为解决结构随机响应问题提供了一种新方法。

基于径向基函数神经网络响应面法的装载机动臂疲劳可靠性

采用解析法与有限元软件ANSYS相结合的方法对装载机的工作过程进行计算,根据雨流法建立工作过程中装载机动臂的应力及应变的时间历程,通过局部应力应变分析得到结构的疲劳寿命。运用神经网络响应面来拟合结构的极限状态函数及其偏导数,利用可靠度理论分析了装载机动臂的疲劳寿命可靠性。

基于神经网络的结构疲劳可靠性优化设计

研究了人工神经网络在结构疲劳可靠性分析和结构优化设计中的应用。结构的疲劳寿命与各影响因素之间呈高度的非线性关系,或隐函数关系,传统的结构可靠度分析方法计算困难。采用神经网络响应面法模拟结构的极限状态函数及其偏导数,从而进行疲劳可靠性分析,在此基础上采用神经网络法对结构进行疲劳可靠性优化设计,通过算例说明其适用性及可行性。

基于EFGM-ANN的含多裂纹结构的断裂可靠性分析

基于无网格伽辽金法(element-free Galerkin methods,EFGM)和人工神经网络(artificial neural network,ANN)理论,提出用EFGM-ANN方法进行可靠性分析。采用无网格伽辽金法计算含裂纹结构的应力强度因子,通过使用带权正交函数作为基函数,提高计算效率;又将影响结构断裂的不确定因素视为随机变量,通过径向基(radial basis function,RBF)神经网络响应面法模拟结构的极限状态函数及其导函数,对含多裂纹结构进行断裂可靠性分析。计算结果表明本方法具有广泛的应用前景。

理论力学混合教学的应用与实践

项目组设计了在信息化环境下理论力学混合课堂的教学环节,开展了教学实践,并对混合课堂的实施效果进行了反思和总结,探索如何充分尊重学生学习的主体性的现代教育方法。

局部正交无网格伽辽金法的研究及其在含多裂纹多孔结构中的应用

通过对无网格法中正交基函数的研究,提出局部正交无网格伽辽金法,局部正交基函数保持原正交基函数的性质,但其导数具有了通式,简洁明了,易于编程实现,计算效率高,并将其应用到求解含多裂纹多孔均匀拉伸板的应力强度因子中,计算结果与用正交无网格伽辽金法和有限元法得到的结果进行比较,证明了局部正交无网格伽辽金法的可行性和正确性。