高低温下不同材料引起步进电动机轴承卡滞问题研究

基于有限元分析平台ANSYS Workbench,在高温95℃和低温-60℃下,分别对采用不同材料的步进电动机进行了仿真分析。仿真结果发现了高低温下由材料不同引起步进电动机出现轴承卡滞问题的主要原因,提出了改进措施,并通过实验验证了该措施的可行性,为类似步进电动机的结构优化提供了参考。

加载条件和粒径对颗粒材料黏结–滑移特征影响的研究

将自然断层中常见的黏结–滑移现象和颗粒材料特性相结合,采用玻璃珠颗粒材料开展室内直剪试验和离散元数值分析,通过改变法向应力、剪切速率以及颗粒粒径,探究了加载条件和粒径大小对颗粒材料黏结–滑移特征的影响。模型试验和数值模拟结果表明:玻璃珠颗粒在受剪状态下发生周期性黏结–滑移,摩擦愈合和黏结–滑移周期是表征颗粒黏结–滑移特性的关键参数;摩擦愈合随剪切速率的增大而减小,随颗粒粒径的增大而增大,而法向应力对摩擦愈合影响较小;黏结–滑移周期和摩擦愈合表现出正相关,黏结–滑移周期随剪切速率增大而明显减小;颗粒间的摩擦咬合作用是影响黏结–滑移行为的重要因素。

含摩擦界面复合材料输流管道非线性振动分析

针对含摩擦界面复合材料输流管道流固耦合动力学问题,基于Reissner薄壳理论和对流波动方程建立了纤维增强复合材料管道和流体介质的动力学方程,采用宏观滑移摩擦模型刻画管道摩擦界面上的非线性摩擦力分布,发展轴对称半解析有限元方法来构建含摩擦界面复合材料输流管道非线性动力学模型,研究了流体载荷和摩擦界面等对管道非线性振动响应的影响.结果表明,含摩擦界面复合材料输流管道摩擦界面上点的滞回曲线由两个对称的黏滞区域和两个对称的滑移区域组成,摩擦界面的黏滞-滑移切换导致输流管道振动响应除包含激励频率外,还包含一系列奇次超谐波;随着界面摩擦系数增大,输流管道基频处的轴向振幅减小,法向振幅增大,而3次超谐波处的轴向及法向振幅先增大后减小;随着界面摩擦刚度增大,输流管道基频及3次超谐波处的轴向振幅先减小后增大;来流速度主要影响含摩擦界面输流管道的法向振动,对管道的轴向振动影响很小.

基于Apriori算法和变权物元可拓模型的装配式建筑施工安全评估

为准确评估装配式建筑施工安全风险,提高施工安全管理水平,从事故致因角度出发,基于Apriori数据挖掘算法构建更为科学的装配式建筑安全风险评估指标体系。针对使用常权物元可拓模型会导致评估结果失准的问题,使用变权理论和贴进度原则对其改进,减少了评估过程中主观因素和等级边界模糊性导致的误差。最后以佛山某装配式建筑项目为例进行实证研究,评估结果表明:该项目施工安全等级为较低风险,有偏向中等风险的趋势,同时通过敏感性分析得到“违章作业”因素是最影响安全等级的指标。

基于五行辨证理论的耳穴贴压护理对脑血管介入致迷走神经反射的影响

目的:观察基于五行辨证理论的耳穴贴压护理对脑血管介入致迷走神经反射的影响。方法:选取2021年7月—2023年1月广西桂林市中医医院脑病科行脑血管介入治疗的患者80例作为研究对象,随机分为试验组和对照组,各40例。对照组给予常规健康教育及综合心理干预,试验组在对照组基础上给予五行辨证理论的耳穴贴压护理。比较两组迷走神经反射发生率、汉密尔顿焦虑量表(HAMA)和汉密尔顿抑郁量表(HAMD)评分。结果:试验组术后迷走神经反射发生率均低于对照组,差异有统计学意义(P=0.034);干预后,两组HAMA、HAMD评分均降低,试验组低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:运用基于五行辨证理论的耳穴贴压护理,可以有效减少脑血管介入致迷走神经反射的发生,改善患者负性情绪。

济南市早餐油条中铝含量检测结果分析

目的了解济南市早餐油条中铝的含量。方法按照国家标准GB/T5009.182-2003《食品中铝的检测》方法检测。结果46份样品中只有3份合格,合格率仅为6.5%。结论济南市早餐油条市场上存在着较为严重的明矾滥用现象。

外粘钢加固钢管技术的数值模拟

采用有限元方法对外粘钢板加固钢管柱受力性能进行数值模拟,并与试验结果进行比较. 结果表明,在胶层的作用下,外粘钢板能与原钢管有效地联合工作,且胶层不会发生脱胶现象,同时外粘钢板能提高原钢管柱的强度和刚度,从而间接地提高构架的承载力和整体稳定性,验证了试验结果的正确性,且合理选用有限元模型可以较好地模拟试验情况.

超长桩施工中桩身稳定性的三维非线性有限元分析

随着海洋油、气开发活动逐渐由近海向深海发展,出现了大直径、超长、深贯入的打入桩,打桩施工中采用的桩锤也随之加重．由于桩的直径大,桩壁薄,在打桩施工前或施工中更换桩锤时,伸出海底面的接桩段在自重、锤重和环境荷载的共同作用下容易产生失稳破坏．借助三维有限元分析方法,考虑桩身变形的几何非线性特性,对实际工程进行了桩的自由站立稳定性模拟分析．研究了线性算法与非线性算法在结果上的差异,并对不同的桩身倾斜度、自由站立长度以及桩顶作用水平荷载等工况进行对比分析,总结规律性．研究结果表明,线弹性算法的计算结果偏于危险,桩身倾斜度、自由站立长度以及水平荷载的大小对桩的自由站立稳定性均有较大的影响．

机动飞行过载时操纵杆位置对飞行员操控影响的生物力学研究

目的从生物力学角度探讨操纵杆位置对于机动飞行时操控工效的影响。方法建立完整的人-椅系统有限元模型,该模型包括多体动力学假人、弹射座椅、约束系统以及惯性锁强制机构。对模型施加不同方向的加速度载荷,从生物力学的角度对比研究不同位置的操纵杆以及不同大小的椅背角对飞行员操控工效的影响。结果相比于中央操纵杆加17°椅背角,侧位操纵杆加30°椅背角能使得飞行员在加速度场中产生较小的躯干位移以及较小的手部惯性力。结论在机动飞行过程中,侧位操纵杆和较小的椅背角均有利于飞行员获得较好的操控工效,从而减小安全隐患。

基于有限元法分析超精密切削中的摩擦问题

基于更新的拉格朗日公式 ,建立了热 -机械耦合的平面应变大变形正交切削模型。根据此模型 ,对金刚石车削过程中的摩擦问题进行了仿真研究。对两种摩擦模型仿真所得的切削力与实验数据进行了比较 ,验证了前刀面上的摩擦状态应是粘结 -滑移摩擦同时存在 ,并研究了刀具摩擦系数各向异性对超精密切削中切屑变形、切削力、剪切角的影响。

高速金属切削的摩擦分析及有限元模拟

基于更新的拉格朗日方程,模拟了高速条件下金属正交切削的加工过程,并在刀-屑接触表面上分别建立了库仑摩擦模型和粘结-滑移摩擦模型,通过将切削力、吃刀抗力、切屑厚度和刀-屑接触长度的模拟预测值与相关文献的试验结果比较表明,粘结-滑移摩擦模型更符合实际的摩擦模型,即在金属切削过程中,刀-屑接触表面上同时存在滑移摩擦和粘结摩擦。

基于SolidWorks的液压挖掘机工作装置优化研究

液压挖掘机工作装置主要由动臂、斗杆、铲斗等部件组成,由于其为液压挖掘机的执行机构,其性能的好坏直接影响到挖掘机的工作性能。利用SolidWorks对工作装置进行建模,同时对关键部位进行有限元分析,优化结构,以提高其工作性能。

基于多孔介质模型的土壤风蚀风洞湍流涡发生器设计的数值模拟

该文针对土壤风蚀风洞中设计湍流涡发生器模拟大气边界层的需要,利用计算流体动力学(CFD)软件Fluent对NK-1可移动式风蚀风洞中典型农田风蚀地表风速廓线进行数值模拟,提出引入多孔介质模型的方法将原非规则几何结构的棒栅进行替代计算,最终得到棒栅加粗糙元的最优分布,并通过室内风洞试验进行验证。结果显示,风洞试验实测与模拟所得廓线的相关系数为0.974,模拟效果较理想。该方法使得计算网格数量减少,网格质量提高,节约了模拟成本,提高了计算的精确度和可信度,并且验证了用棒栅-粗糙元组合作为湍流涡发生器来模拟复现大气边界层是可行的,以期为风洞湍流涡发生装置的设计模拟提供一种新的思路和方法。

角膜移植中缝针刺入角膜的有限元仿真

利用微力材料试验机进行新鲜猪眼球角膜组织的力学性能测试试验。试验选用医用眼科2号缝针(直径0.2 mm),以1mm/s的临床手术平均刺入速度,在正常眼压下刺入角膜组织,得到了缝针针尖在刺入过程中的位移一针轴力关系。在此基础上,采用线性三角形单元建立角膜的平面有限元分析模型,并根据缝针与角膜软组织接触表面间相互作用的粘—滑理论,建立缝针刺入角膜的有限元仿真算法。以试验测得的针尖位移和针轴力的关系为边界条件,在Matlab环境下利用迭代算法对所建立的有限元方程进行求解,实现了缝针刺入角膜过程的实时仿真,同时得到缝针刺入角膜过程中节点的位移图和位移—针轴力的关系曲线,为角膜移植手术机器人的设计和缝合作业的任务规划提供了重要的依据。

不同温度场下断层黏滑失稳过程模拟

随着国家对深部工程开发的需求增大,深部高岩温条件下断层黏滑失稳过程的演化规律和形成机制亟待研究.为此,本文借助离散元数值模拟手段,构建热力耦合数值模型,对6种不同温度场条件下的断层黏滑力学行为进行了详细研究,探究了不同温度场对断层黏滑失稳过程的影响机制.结果表明:随着温度场的不断上升,断层黏滑的破坏形态以及破坏模式均发生改变;断层黏滑次数、启滑应力以及启滑应力降整体上随温度上升,呈现不断下降的变化趋势;断层黏滑能量耗散以摩擦滑动为主;断层启滑时,总应变能与温度呈正相关,耗散能与温度呈负相关.

X射线荧光元素录井在南堡油田潜山卡层中的应用研究

随着PDC钻头、大位移井和欠平衡井等钻井工艺的广泛应用,随钻录井中的岩屑变得细小、混杂,难以识别,给卡准潜山界面带来很大困难。针对这一现状,以X射线荧光元素录井技术为基础,对南堡油田岩石元素特征进行了分析研究,结合实钻岩屑元素资料,制作了岩性解释图板,划分了两种钻遇潜山类型,揭示了风化壳残积层元素发育规律,介绍了元素曲线随钻应用实例,总结出一套适用于南堡油田的潜山卡层新方法。现场试用表明,该方法是可行的,是常规潜山卡层方法的补充,为安全、快速钻井提供了重要技术支撑。

硬质合金刀具前刀面刀屑粘焊形成及元素扩散理论模型

结合菲克第二定律描述了前刀面刀屑的元素浓度分布,采用半无限长模型,建立考虑温度影响的刀屑元素扩散方程;通过分析切削过程中粘焊的形成过程,利用夹紧件和焊接件在不同温度下的扩散分别近似模拟粘焊未产生和产生时在不同温度下的元素扩散情况,探究温度和粘焊对元素扩散的影响;同时,结合扩散试件在不同温度下的元素浓度分布,采用数据拟合软件进行数据处理及参数的确定。研究表明:粘焊的产生并不影响扩散的最终浓度,但在一定程度上影响扩散的进程;随着温度的升高,扩散速率及扩散距离都有相应地增大。研究结果对于从微观层面揭示原子运动规律,进而提高刀具抗粘结破损性能具有重要意义。

基于单齿破岩有限元模拟的黏滑振动机理研究

油气勘探开发中深部复杂地层具有孔隙压力高、温度高、岩石硬度高、塑性强及可钻性差等特点,给钻井作业带来了诸多困难,为此,进行了钻头齿破岩黏滑振动机理研究。通过单齿切削数值模拟及试验,研究在破岩过程中钻头齿与岩石的作用方式、破碎微观过程,以及在不同钻压及岩性条件下钻齿切深、破岩载荷及破碎效率之间的关系。研究结果表明:在不同模拟条件下,切削载荷波动随钻头齿切削深度的增加而增大,切削深度变化会改变岩石的塑-脆性破坏形式;钻头齿切深突增导致钻柱扭矩不足以克服岩石阻力,钻头转速的低频振动终止,动态平衡打破,从而导致黏滑振动的发生。研究结果可以为提高钻井效率及高效开发深部油气资源提供理论参考。

桩核粘结剂的有限元优化设计分析

目的:利用Ansys的Design Xplorer模块分析桩核粘结剂对牙根牙本质应力状况的影响。方法:将桩核粘结剂的弹性模量(变量W)和粘结,层厚度(变量H)同时设为优化目标,进行双目标稳健分析,研究其对牙根应力峰值(EQV)的影响。结果:W在7.5-14.5GPa之间变化时,EQV变化幅度为0.8%;W在1-7.5GPa之间时,EQV变化幅度为8.3%;W在14.5-20GPa之间时,EQV变化幅度为4.5%。当W取中间值,H在0.01-0.30mm之间时,EQV变化幅度仅为3.0%。W对牙根EQV应力峰值的敏感度为96.5%,H敏感度为3.5%。结论:桩核粘结剂对牙根的应力影响主要取决于其弹性模量;当桩核粘结剂的弹性模量在7.5-14.5GPa之间时,牙根应力值较小。

散料在锥仓中的静压接触状态与影响因素

为研究散料属性与锥仓结构对散料与锥仓之间接触状态的影响,建立了自由开接触、滑移闭接触、黏着闭接触等状态的接触条件与数学求解模型;以葵花籽、玉米、煤粉、圆砾石、小麦为实例,进行了散料在不同倾角锥仓中的静压接触状态有限元分析,给出了5种散料在倾角分别为20°、33.7°、45°的锥仓中的接触状态。结果显示:散料堆积密度、弹性模量、泊松比、膨胀角、内摩擦角、内聚力等属性对散料在锥仓中的接触状态影响程度不同,其中膨胀角和内聚力有较大影响,膨胀角很小时,可能会有开接触状态,内聚力越大,则黏着接触区越小;锥仓由深向浅过渡时,开接触区域会消失,滑移接触区会变小,黏着接触区会增大。当散料黏着接触区增加时,不利于锥仓卸料;滑移接触区增加则对锥仓表面摩擦损伤大。通过散料在锥仓中的接触状态研究可从力学特性上评价锥仓设计与储料效率。