拓扑优化结构中棋盘格式的光滑及等面积处理方法

为了解决拓扑优化后出现的边缘棋盘格式问题,提出了用线性最小二乘法对边缘棋盘格式进行线性化处理。在拓扑优化棋盘格式边界线性化处理后,出现了小梁结构端面面积在长度方向不相等和不均匀等问题,对实际工程应用带来不便。针对此问题提出了首先用常规的单边中心分割等面积处理方法对线性光滑处理后的模型进行优化,使重构模型趋于均匀化、规则化,但是发现单边中心分割等面积法处理后重构模型的小梁中心出现了偏离。为了保证小梁结构端面面积相等、同时保证小梁中心线不偏离,又提出了双边中心分割等面积法,这种方法避免了小梁结构等面积变化后的中心线偏离问题,保证拓扑优化结构的完整性。通过计算对比分析,发现双边中心分割等面积法处理后的重构模型在静力学分析中的性能均优于其他两种方法,验证了双边中心分割等面积法处理的可行性。

曲线分幅共墩悬浇T构梁纵、横桥向不平衡控制方法

依托某特大桥主桥预应力混凝土连续刚构桥工程,对悬浇T构梁进行了受力分析,并分析了齿块荷载对主梁线形的影响,发现在大悬臂状态下,较小重量的齿块会对主梁产生较大力矩,且在监控计算中需要考虑预应力锚固齿块对主梁的影响;运用有限元分析方法计算出了不平衡力矩,再根据等弯矩配重原理给出了悬浇T构梁纵、横桥向的配重方案,并对横桥向的配重方案加以计算分析,验证了配重方案的可行性和准确性。

数字新质生产力对城乡高质量融合的影响与机制

数字新质生产力能够深刻改变城市与农村生产及生活方式,对城乡高质量融合具有重要意义。基于2009—2022年我国30个省份(未含香港地区、澳门地区、台湾地区及西藏地区)面板数据,利用固定效应模型、中介效应模型及门限效应模型,实证检验数字新质生产力对城乡高质量融合的影响和作用机制。研究发现,数字新质生产力能够显著促进城乡高质量融合、产业结构升级、公共服务均等化,特别是资源要素配置优化在数字新质生产力对城乡高质量融合的影响中起中介作用。数字新质生产力对城乡高质量融合的促进作用具有边际效应递增的非线性特征,产业结构升级、资源要素配置优化、公共服务均等化对这种非线性影响具有强化作用。数字新质生产力对城乡高质量融合的影响具有地区异质性,从线性影响看,在东部地区最强,在中部地区其次,在西部地区最弱;从非线性影响看,数字新质生产力的影响在东部和西部地区存在单一门限效应,在中部地区存在双重门限效应。为促进城乡高质量融合,应积极推动生产要素数字化转型,加快数字新质生产力形成;驱动产业结构升级,为城乡高质量融合提供动力;畅通资源要素流动渠道,优化资源要素配置;加强公共服务配套设施建设,助力公共服务均等化;结合地区特点,因地制宜培育数字新质生产力。

框架式玻璃幕墙结构优化设计与施工

项目依托课题研究,针对玻璃幕墙结构施工关键技术进行优化设计,借助ANSYS软件平台对结构进行了有限元分析,通过结构的最大等效应力和总变形量的结果,验证了框架式玻璃幕墙结构设计的安全性、合理性。该结构设计解决了常规框架式玻璃幕墙安装结构工序繁杂、安装精度低、施工周期长、安装费用高等施工技术难题。同时,将红外热成像技术成功地应用到了建筑节能的气密性检测中,极大地提高了工作效率,确保工程质量优良,经济效益、社会效益显著。

上偏心距对等通道球形转角挤压影响的有限元分析

等通道球形转角挤压(Equal Channel Angular Extrusion With Spherical Cavity,ECAE-SC)是集耦合剪切应变和正应变于一体的新型复合大塑性变形工艺,具有复合、连续、高效变形等优点。偏心距作为该工艺模具结构的重要参数之一,对金属的成形过程和变形行为有着重要影响。本文以塑性性能较好的工业纯铝作为研究对象,利用DEFORM-3D有限元软件对不同上偏心距条件下的ECAE-SC单道次室温变形行为进行有限元模拟,分析了挤压载荷、金属流动、等效应变、平均应力等场量的分布及变化规律。结果表明,上偏心距对挤压载荷变化趋势的影响不大,稳定变形阶段下坯料的最大挤压载荷约为3.15 kN。随着上偏心距的增加,金属的流动性得到显著提高,填充效果更好。当上偏心距增大时,坯料可获得较大的应变累积和良好的变形均匀性。同时,坯料保持高静水压力状态的时间更长,这对于提高材料塑性变形能力,获得理想的晶粒细化效果十分有利。本文模拟条件下,当上偏心距为2.5mm时,坯料整体成形效果最好。

等通道双转角挤压工业纯钛的剧烈塑性变形行为

针对难变形材料等通道转角挤压(ECAP)变形不均匀、表面易损伤开裂和模具内角磨损严重等问题,设计了一种新型等通道双转角挤压(ECDAP)工艺。采用Deform-3D软件对工业纯钛单道次ECDAP变形行为进行了三维有限元模拟,研究了坯料内部金属流动、挤压载荷、等效应变、平均应力、变形损伤以及模具应力的分布及变化规律,并将其与传统ECAP工艺进行对比。在此基础上,开展工业纯钛ECDAP工艺实验验证,对变形试样微观组织和力学性能进行了测试分析。结果表明,与传统ECAP相比,新型单道次ECDAP工艺实现了“一次挤压,两次剪切”的连续变形目的,可在保证坯料获得良好应变累积的前提下,降低工业纯钛挤压载荷,提高材料内部静水压力和变形均匀性,减小坯料变形损伤和模具内角磨损。单道次变形后,工业纯钛内部累积等效应变约为0.879,原始粗大晶粒受剧烈剪切发生明显细化,微观组织中存在大量的细小亚晶和一定数量的形变孪晶。同时,材料得到了显著强化,工业纯钛抗拉强度和显微硬度分别提升至433.7 MPa和174.1 HV,并表现出良好的塑韧性。

数字普惠金融、创新要素流动与共同富裕

选取2005一2021年中国31个省份面板数据,基于系统GMM、门槛效应模型对数字普惠金融、创新要素流动与共同富裕的关系进行探讨。研究表明:数字普惠金融对共同富裕包括经济协调发展、公共服务均等、绿色发展平衡在内的子维度均有正向推动作用。数字普惠金融与创新要素流动融合发展可推动共同富裕发展,且存在创新要素流动的门槛效应。另外,数字普惠金融与创新要素流动二者融合对不同地区精神共同富裕和物质共同富裕的促进作用表现出东部、中部、西部地区依次递减规律。据此,提出激发数字普惠金融新活力、构筑创新要素流动新格局、打造区域协同发展新局面的建议。

钛合金等通道转角挤压工艺的仿真分析

本文采用刚粘塑性有限元法对钛合金的等通道转角挤压过程进行仿真模拟,研究了挤压过程的流变变形分布、应变分布和应力分布的特点,给出了不同外弧过渡角时的详细分布结果。结果表明:经典的总应变量主要由沿转角对角线方向的切应变提供;计算公式仅在外弧过渡角较小时比较准确,外弧过渡角较大时,必须考虑应变的不均匀性和过程的复杂性;通过优化,作为难变形材料的钛合金的等通道转角挤压工艺是可以实现的。

无梁楼盖计算方法有关问题的探讨

介绍了竖向荷载作用下无梁楼盖的各种计算方法,并对无梁楼盖的手算方法和有限元法从内跨弯矩分配比例、计算跨度取值等方面进行了案例对比分析。结果表明,采用经验系数法或等代框架法计算时,内跨柱上板带与跨中板带的跨中正弯矩分配比例按0.55∶0.45较为合理;计算跨度取值,对于托板柱帽建议取L0=L-2/3C,对于斜柱帽建议取L0=L-bce;计算时可根据文中表格直接求出单位宽度的板带弯矩值。

等截面抗拔桩承载力现场试验与数值模拟分析

为了研究等截面抗拔桩工程现场承载力规律特征和土层性质对承载力影响,开展了上海铁路南站南广场地下工程C1型抗拔桩承载力现场试验,抗拔桩充分发挥抗拔承载力需要抗拔桩达到20~30mm的上拔量。采用ABAQUS有限元软件建立“桩-土”有限元计算模型,反演计算上海铁路南站南广场C1型抗拔桩现场试验结果,验证了有限元模型与现场实际吻合,能够较好地模拟抗拔桩的试验过程。并且分析了土体在弹性模量为10MPa、20MPa、30MPa,粘聚力为5kPa、10kPa、15kPa,内摩擦角为20°、14°、10°等不同参数情况下对抗拔桩承载力的影响,得出了土体的内摩擦角对抗拔桩的影响效果最大,抗拔桩的极限承载力和桩顶上拔量随着土体摩擦角的减小而显著增加的相关结论。

等强度梁弯曲特性分析

等强度梁在工程上应用广泛,探讨其振动特性具有重要意义。由于等强度梁的变截面特性,无法求解振动频率和模态的精确解。采用假设模态法、有限元仿真和实验测试的方法,求解了等强度悬臂梁弯曲振动特性,并对3种方法和结果进行了对比,研究表明等强度梁振动模态与等截面悬臂梁模态形状一致。

基于ANSYS的机床主轴有限元分析

主轴是机床的重要组成部分。利用有限元分析方法可以在设计过程中得到主轴的动态特性。利用ANSYS软件对主轴进行了有限元分析,主要考虑了有限元分析过程中等参元的运用和边界条件的模拟,以得到更准确的分析结果。

基于子元素排列组合的XML文档信息隐藏

分析XML文档的层次结构,提出基于XML子元素排列组合的信息隐藏算法。将待隐藏秘密信息转换成十进制整数,利用子元素的排列组合形成等价元素,根据等价元素与整数间的映射关系,采用等价元素置换方法将整数嵌入XML文档。实验结果和分析表明,该算法不改变XML文件大小,其隐蔽性和鲁棒性优于现有XML文档信息隐藏技术,且信息隐藏量较大,可以应用于XML网页保护和隐秘通信。

ECAP细化晶粒法的仿真与分析

ECAP(EqualChannelAngularExtrusion)方法 ,是实现材料纯剪切变形的有效方法。本文采用有限元 (FEA)分析软件ANSYS对A1的挤压过程进行仿真与分析。分析结果表明 :外切角 ψ、圆角半径、试样与凹模之间的摩擦系数、凹模本身的特性 (如弹性模量、泊松比等 )等等 。

等通道转角挤压下变形体长度对应力的影响及开裂判据分析

利用有限元软件ANSYS对2024铝合金等通道转角挤压((Equal-channel angular pressing,ECAP)过程进行计算模拟,得到等效正应力(VonMises应力)、切应力随变形体长度及下行位移的变化,结合ECAP试验,研究ECAP形变开裂的判据。结果表明,无论变形体长度及下行位移如何变化,等效正应力都小于材料的抗拉强度,而切应力则随着变形体长度的降低总体上呈下降趋势,当变形体的长度小于某一临界值时,计算模拟表明最大切应力小于材料的抗剪强度,样品开裂倾向大幅降低,二者相当吻合。研究结果不仅说明'最大切应力不大于材料抗剪强度'可以作为材料ECAP形变过程中不出现开裂现象的判据,而且也为材料的ECAP加工提供理性研究思路,即先实测材料的应力-应变曲线,然后基于上述判据对模具结构、材料预处理工艺及样品尺寸等进行优化设计。

结构构件静力分析的数值方法

文中介绍了适用于结构构件静力分析的有限元程序设计方法 ,其依据一般热弹性材料的本构方程、热传导理论和空间等参元理论。算例数值解与解析解相吻合。

滚子夹套式回转支承轮压均衡方法研究

针对大型回转式起重机械采用滚子夹套式回转支承存在的轮压分布不均衡问题,提出了改变回转支承上轨道不平度的解决方案,探讨了应用有限元分析软件模拟调整轨道不平度实现轮压均衡的具体方法,并设计了验证性试验对实物模型进行了现场测试。试验结果表明,通过调整回转支承上轨道不平度可以改善轮压分布,证明以文中提出的有限元方法指导调整回转支承上轨道不平度可行。

AZ31镁合金等通道转角挤压变形均匀性有限元分析

以AZ31镁合金为研究对象,通过对不同模具外角ECAP变形过程的有限元模拟,研究不同模具外角下AZ31镁合金ECAP变形的等效应变分布。利用微观组织观察以及硬度测试,分析等效应变分布对微观组织及力学性能影响。结果表明:当模具外角ψ为20°时,工件可以获得均匀的等效应变分布。AZ31镁合金经过ECAP挤压后,微观组织显著细化,力学性能明显改善,但平均晶粒尺寸及微观维氏硬度在工件横截面上分布不均匀,等效应变分布的不均匀性是导致材料微观组织和力学性能不均匀的主要因素之一。

Ti-6Al-4V钛合金等通道转角挤压有限元模拟

对Ti-6Al-4V钛合金的等通道转角挤压过程进行三维有限元模拟,分析不同的凸模下压速度对等通道转角挤压过程的影响,并结合实际的挤压过程考虑挤压后残留在模具出口通道内的残余试样对挤压下一根试样的影响。结果表明:挤压速度的提高对应力、载荷和温升的影响很大,对应变速率很敏感的钛合金应在有效细化晶粒的前提下降低挤压速度,试验中挤压速度取0.3 mm.s-1;残余试样的存在使变形更均匀,但增加了挤压下一根试样时的初始阶段的载荷。

特高压干式油气套管内绝缘结构的优化设计

针对使用经典解析公式设计套管电容芯子的局限性,改进了套管的传统等裕度设计方法。以特高压干式油气套管为研究对象,考虑杂散电容和温度对套管芯子电场分布的影响,建立了套管芯子改进等裕度设计方法的数学模型。在此基础上,联合有限元电热耦合计算和粒子群优化算法对该套管的内绝缘结构进行了优化设计。根据以上优化设计结构,试制了油气套管样机,并进行了全部型式试验,结果表明,提出的改进等裕度设计方法可实现油气套管芯子径向场强、轴向场强和极板间局部放电裕度的均匀分布,且芯子局部放电裕度值由0.925提升到1.155,验证了改进等裕度设计方法的实用性。