基于广义梁格法的整体化铺装加固空心板桥荷载横向分布系数计算方法

由于整体化铺装加固后的空心板桥的铺装层较厚、横向整体性更突出,因此荷载横向分布系数的计算必须考虑整体化铺装层的影响。基于此提出采用广义梁格法考虑整体化铺装层的影响,在足尺模型试验和有限元计算的基础上,对基于广义梁格法的整体化铺装层加固后的空心板桥荷载横向分布系数计算方法进行验证。结果表明,广义梁格法的计算结果可以准确考虑采用整体化铺装层加固空心板桥的荷载横向分布规律。不同宽度、不同跨径的空心板桥,铺装层的高度折减系数取值在0.5~0.8之间时,计算结果更加精确。桥越宽则折减系数取值越大,跨径越大则折减系数取值越小。

基于电机悬置优化技术的轻型火箭炮发射底盘减隔振技术研究

针对某轻型火箭炮发射底盘的低频异常振动问题,采用理论推导、仿真分析和试验验证相结合的方法,进行了轻型火箭炮发射底盘异常振动测试,构建了包括电机悬置参数在内的火箭炮发射底盘振动理论模型和有限元仿真模型,分析了火箭炮发射底盘电机悬置的隔振效果,结合试验结果和理论计算结果,完成了电机悬置的优化设计,并通过电机悬置优化前后的轻型火箭炮发射底盘在炮弹装载过程中的振动试验对比,验证了电机悬置优化的减振效果。试验结果表明:采用电机悬置优化方案后,载运装置的振动情况得到明显改善,装载导轨处的振动功率谱密度峰值由原来的0.67 m/s^(2)下降到0.33 m/s^(2),比优化前降低了50.7%,有效地改善了轻型火箭炮发射底盘的低频异常振动现象。

压电智能结构振动控制的数值模拟

文章考虑了压电传感器/激励器的刚度和质量对系统的影响,建立了压电智能结构的有限元动力方程;采用三维八节点实体压电耦合单元,运用ANSYS参数化语言(APDL)编写了压电智能结构振动主动控制的数值模拟程序;研究了系统在干扰荷载作用下P、PD和PID控制器的控制性能,分析了不同控制情况下的系统特征参数识别,并讨论了一对压电片和多对压电片对系统的控制效果,以数值算例对理论分析进行了仿真。研究所得结论对压电智能结构振动主动控制的实践具有一定的参考价值。

基于公理设计理论的滚齿机主轴组件改进设计

目的消除滚齿机主轴组件设计过程中不同设计要素之间的相互耦合,使设计过程遵循设计行业公认的公理进行,提高机床设计效率和滚齿机主轴精度.方法应用公理设计理论,对主轴各零部件作为一个组件进行设计,系统地分析主轴的功能需求,阐述功能域与物理域的分解过程;应用有限元软件对主轴进行静力分析和热分析进行验证.结果映射出与公理设计过程相对应的设计矩阵,经独立公理和信息公理优化后得到最终的CAD模型;经有限元软件仿真得到改进前后主轴前端的变形量.结论这种方法可以在设计初期预测出设计的结果,选出合理的设计方案,改善了设计,提高了设计效率和主轴精度.

复杂电场作用下换流变压器套管绝缘特性分析

换流变压器套管是高压直流输电系统的关键设备之一,在运行中需要承受各种类型的电压作用。为综合考量换流变压器阀侧出线套管的绝缘特性,笔者建立某干式直流套管数值分析模型,利用有限元计算方法计算套管在不同类型试验电压作用下的电场分布,分析套管绝缘性能。结果表明:换流变压器套管在交流电压下电场呈容性分布,且在环氧树脂主绝缘内较为集中;在直流电压作用下电场呈阻性分布,且在SF6气体内较为集中;直流电场下介质中积累的电荷造成极性反转时套管内电场突变,环氧树脂和硅橡胶中的电场在反转后瞬间均出现峰值;伞群中部硅橡胶中的峰值场强达到了直流稳态值的22.32倍,会对套管绝缘造成极大威胁。

JZ20-2NW平台抗冰性能的有限元分析

通过有限元软件LS-DYNA模拟了海冰与JZ20-2NW北高平台相互作用的动态断裂过程。模拟得到的海冰裂纹扩展情况与现场观测一致。基于数值结果可以确定海冰断裂长度,并获得了呈三角形脉冲形式的冰力时程曲线。模拟得到的动冰力峰值与Hirayama-Obara公式计算的静冰力结果相符。同时可以获得平台振动的位移和加速度的模拟结果。

大尺度U形板材工件鼓形翘曲缺陷分析及消除

为研究折弯成形工件翘曲的形成机理,提出了一种采用实验、数值模拟和理论分析相结合方法.以一大尺度半椭圆形工件成形为例,对该工件渐进折弯中非均匀回弹翘曲全过程进行ABAQUS有限元数值模拟.分析指出大折弯力、折弯机床身变形是工件鼓形翘曲的主要原因.实施了采用凹模大开口、折弯机床身变形反向挠度补偿的工件缺陷消除措施.工程应用结果表明,该方法对提高工件的成形精度及消除工件翘曲变形缺陷等均获得满意的效果.

基于有限元理论的行人流社会力仿真模型改进研究

社会力微观行人仿真模型能够体现行人真实运动情况,但其在模拟拥挤状态下的行人运动时存在失真及运算效率低的问题。为此引入有限元分析方法,从模型和算法两方面对社会力模型进行改进,提出基于有限元理论的方法与求解步骤。最后应用该方法对通道内双向行人交通流进行仿真模拟,验证其可行性。

考虑固体域几何非线性的固液耦合系统瞬态有限元分析

本文基于理想可压缩流体压力传输方程及增量型ＴｏｔａＩＬａｇｒａｎｇｉａｎ列式，建立了考虑固体域几何非线性的固液耦合系统有限元方程，并开展了非线性分析工作。本文的方法可用于流体域远大于固体域，从而可仅仅研究固体域非线性响应的情况。由于流体域每个节点仅有一个未知量（压力），故流体域的计算规模得以大大减缩。同时，因为本文方法仅需对固体域进行非线性分析，故显著地简化了固液耦合非线性问题的求解工作。本文的方法亦可用于三维分析。

半通缝连梁剪力墙结构抗震性能分析

连梁是剪力墙结构中重要的耗能构件,小跨高比连梁通常具有延性差,耗能能力薄弱等缺陷,不能起到保护墙肢的作用。半通缝连梁可有效改善小跨高比连梁的延性[1]。为进一步探究带有半通缝连梁的剪力墙结构的抗震性能,包括:延性系数、耗能能力等抗震性能参数,以及验证半通缝连梁剪力墙结构的破坏机理。基于有限元软件ABAQUS建立3种不同连梁形式的单片双肢剪力墙结构数值模型,对结构的低周反复试验进行仿真,以分析3种截面形式连梁的单片双肢剪力墙结构在低周往复荷载作用下的承载能力、耗能能力和延性。研究表明:半通缝连梁剪力墙结构可以兼顾双连梁剪力墙结构的延性和深连梁剪力墙结构的开裂前刚度,耗能性能与双连梁剪力墙结构相近,承载力较双连梁剪力墙结构高,抗震性能良好。

基于Copula函数的桥梁失效模式相关性研究

针对复杂桥梁结构可靠度计算中各种失效模式之间只考虑线性相关性而忽略非线性相关性的问题,利用Copula函数模型,考虑失效模式相关性,求解失效概率。以西藏热当雅江大桥为研究背景,利用有限元分析软件Midas/Civil,对桥梁建立模型。采用拉丁超抽样方法,获取随机变量的样本点。根据获取的训练样本数据所对应的功能函数,利用Matlab,计算得到功能函数序列所对应的经验分布函数,并绘出二元频率直方图。根据绘制出的图形特征和尾部特征,选取合适的Copula函数,拟合原始数据的相关结构,对其中的参数进行优化处理。将支持向量机计算得到的应力和挠度失效概率带入推导出的二元串联体系Copula模型中,求解出跨中截面可靠度。

高拱坝施工期温控参数敏感性分析

在混凝土高拱坝浇筑过程中,影响坝体施工期温度场及温度应力的因素有很多,因此选用适当的浇筑方案对于节约工程成本及提高坝体安全性有着重要意义。以孟底沟水电站工程为例,选用多种施工方案,并利用三维有限元方法进行仿真分析,分析了浇筑季节、浇筑层厚、间歇时间及浇筑温度等因素对坝体施工期的敏感性。结果表明,低温季节浇筑、在防止热量倒灌的前提下尽量减小浇筑层厚度、缩短间歇时间、降低浇筑温度有助于降低温度应力,提高坝体安全性。

基于RBF-RS法的深基坑支护刚度可靠度研究

深基坑支护结构的安全性及其对周围环境的影响问题越来越突出,应用可靠度理论解决深基坑支护结构的安全性问题越来越受到重视。由于深基坑支护结构的变形值与其影响因素间的关系难以用函数显示表达,导致深基坑支护结构刚度可靠度计算上的困难。针对现有可靠度计算方法对于深基坑支护结构的刚度可靠度计算效率不高及精度不易保证的缺陷,在结合神经网络理论与可靠度计算方法的基础上,提出了利用有限元计算结果作为样本训练RBF神经网络来拟合深基坑支护结构的刚度可靠性分析的功能函数,进而利用最优化方法计算其可靠度。研究结果表明,该方法在保证精度的前提下极大的提高了可靠度运算效率,将为深基坑支护结构的刚度可靠度设计提供一定的借鉴作用。

基于ANSYS的1-3型水泥基压电复合材料力电响应分析

运用ANSYS有限元方法,分别对PZT5H压电陶瓷和1-3型水泥基压电复合材料的力电响应进行了模拟分析。分析结果表明:在位移约束和面载荷下,PZT5H压电陶瓷和1-3型水泥基压电复合材料上的最大位移和最大电势均发生在压电陶瓷(柱)上表面,且产生的最大电压均发生在最大位移处,陶瓷在垂直方向上的电势与位移分层明显且一致。

海底隧道大体积混凝土温度场及温度应力有限元分析

大体积混凝土的温度裂缝与混凝土的温度场和温度应力分布关系密切。重点探讨了应用有限元法求解大体积混凝土温度场和温度应力发展过程的模拟方法。以厦门南港海隧道为例,提出了大体积混凝土温度应力方程,编制了大体积混凝土温度场和温度应力计算程序。研究结果表明,采用有限元可以模拟大体积混凝土在温度场作用下的应力发展过程,计算结果符合混凝土浇筑过程中的温度应力分布规律。

超载高度及软土层厚度对卸载标准影响研究

根据"佛山一环"沉降观测数据和地质勘查资料,通过模拟分析不同预压载荷、软土层厚度下路基土的沉降变形规律,对排水固结法处理路段的卸载标准问题进行分析。结果表明,满载预压时间相同时,累计沉降量和沉降速率随超载高度、软土层厚度的增加而增大;增加超载高度能缩短预压时间,根据剩余沉降量确定卸载标准时应考虑载荷增加对路基计算深度的影响;排水体系正常工作条件下,等载预压满6个月、沉降速率小于5 mm/月,工后沉降通常小于300 mm;当欠载高度超过1 m时,单靠延长预压时间难以使路段的工后沉降量满足要求。

磁悬浮自由摇滚系统的研究

针对传统机械轴承、液浮轴承和气浮轴承支承的自由摇滚系统的缺陷,提出了一种磁悬浮自由摇滚系统,介绍了其总体结构和工作原理,并对磁轴承和电涡流位移传感器进行了设计。基于模态分析理论,对自由摇滚系统定、转子共振频率和振型进行分析。在此基础上,利用有限元法对自由状态下和电磁力约束下的定、转子部件进行了模态计算和分析。结果表明,约束状态下定、转子一阶共振频率分别为323Hz和401Hz,两者相差78Hz,避免了系统同时出现共振,从而为控制系统的研究奠定了基础。

微电极测井的三维有限元数值模拟

利用三维有限元法计算了微电极测井仪的电场、电流分布。为模拟微电极测井仪的电场分布,建立了低电阻率泥岩中存在高电阻率渗透性砂岩层时的三维有限元模型。为定量了解微电极系测井曲线与泥饼厚度的关系,建立了泥饼厚度在0.001～5cm变化的模型,并计算了相应的微电极测井响应。计算结果表明,当泥饼厚度小于1.08cm时,微电极测井曲线的正幅度差随泥饼厚度迅速增大,在泥饼厚度为1.08cm处达到峰值,之后正幅度差随泥饼厚度的增大而逐渐减小。为定量了解微电极测井曲线与泥饼电阻率的关系建立了泥饼电阻率在0.01～10Ω.m变化时的模型。在已知钻头程序和井径曲线的情况下可以精确确定泥饼的电阻率值,这对测井曲线的环境校正具有重要意义。

螺旋叉指电极式压电圆片换能器的有限元分析与实验比较

螺旋叉指电极式压电圆片换能器可以产生面内扭转运动,具有结构简单、加工方便、性能可靠等优点,可用于超声马达、光学扫描、黏度测量等领域;但表面螺旋叉指电极间陶瓷材料的极化方向变化复杂,给换能器的机电耦合分析和优化设计带来极大的难度。利用坐标变换思想与有限元方法,将压电圆片分割成若干子体,通过极化电场分析确定子体局部坐标系以定义材料参数,从而实现复杂极化情况下压电换能器的耦合仿真分析。利用ANSYS有限元软件,优化仿真分析过程,研究了该压电圆片换能器的静态扭转位移径向分布特性和动态导纳频率响应特性,并与实验结果相比较,证实了该方法的可行性和有效性。

高职院校开展有限元仿真分析课程的必要性研究

随着经济的不断发展,社会对人才的要求也愈发严格。为适应社会发展对人才的新要求,提升学生在就业过程中的竞争力,高职院校在教学内容及教学方式上必须紧跟形势作出调整。有限元仿真是工科学生所必备的一项技能,在高职院校中开展有限元仿真分析课程是十分必要的。基于课程特点、课程可行性、教学改革等方面,探讨高职院校开展相关教学内容的必要性。