基于深海矿车-稀软土相互作用的矿车触底过程分析

多金属结核赋存在深海5.0 km左右的平原区域,该区域的稀软沉积物含水率高、承载力低。深海采矿车在触底过程中,矿车下方稀软沉积物受到冲击后易发生扰动破坏,从而极易引发矿车沉陷,这将严重影响矿车的正常作业,甚至会导致停机。矿车是否沉陷与其触底后的应力分布形式密切相关,但尚无理论对其进行分析。通过开展采矿模型车不同触底速度下的触底试验,揭示了矿车触底后下方土体竖向应力随时间的变化规律及分布范围。在传统理论基础上,推导并验证了一种考虑履齿影响的竖向应力值的理论公式。研究发现,触底后下方土体的应力值会快速增长并趋稳定,且达到稳定应力值所需时间与触底速度成反比。随着触底速度增大,矿车下方应力泡形状会从平滑单峰向单峰两侧有平台的形状变化,车体正下方的应力传播得最远。相对于平板,履齿板应力影响深度显著增加。经误差分析,改进的理论公式比传统理论与试验结果吻合效果更好,提升了深海矿车触底后应力计算精度。文中研究围绕矿车触底后的海床应力分布进行了一系列讨论,可为深海矿车低扰动、防沉陷设计提供理论参考。

液压支架关键部位应力监测分析

为提升液压支架使用寿命,利用数值模拟软件,以ZY1000/08/15型液压支架为研究对象,对顶梁、掩护梁、前后连杆、底座的8种工况下的应力分布情况进行分析,确定了液压支架在8种工况下的应力集中点,为后续液压支架的运行监测系统研发提供一定的参考,为矿井智能化发展作出一定的贡献。

基于多维云模型的深井岩爆倾向综合评价

研究岩爆倾向性对深井矿山的安全开采具有十分重要的意义。以某矿山为研究对象,采用一维云模型与多维云模型结合的手段,选取岩石应力系数、岩石脆性系数及岩石弹性应变能指数构建指标体系,对不同开采中段的3种矿岩进行岩爆倾向性评价。结果表明:该矿山设计开采范围(50 m~-450 m中段)内,顶板围岩整体为弱岩爆倾向,矿体整体为中岩爆倾向,底板围岩整体为弱岩爆倾向。

通用荷载作用下新型偏心装配式基础受力研究

提出了一种新型偏心装配式基础,该基础采用穿钉贯穿固定基础构件来满足受力要求。为研究新型偏心装配式基础力学性能,建立相同尺寸的现浇偏心基础及偏心装配式基础有限元模型,分别研究相同上拔荷载及下压荷载作用下两种基础云图及底板测点应力曲线,并对新型偏心装配式基础穿钉进行验算。研究表明:在相同荷载作用下,两种基础的应力云图及应力曲线变化趋势相似,新型偏心装配式基础各装配件荷载传递由穿钉承担,且能满足偏心基础力学性能要求。

钢结构中梁偏心布置对梁柱节点力学性能的影响研究

以工程中最为常用的梁柱栓焊混合连接形式为研究对象,采用有限元软件ABAQUS建立梁不同偏心率的分析模型,研究采用偏心布置的梁柱节点在单向荷载和低周往复荷载作用下的应力变化情况和力学性能指标。结果表明:偏心节点普遍存在应力集中现象,易造成节点伴随扭转的屈曲破坏;偏心节点的梁端塑性铰发展过程与无偏心时略有不同,并且更容易形成贯通的塑性区;偏心节点在一定程度上导致钢柱应力分布不均,轴压比越大,偏心节点的承载力越低;偏心节点对于耗能能力和滞回性能的影响较小,但偏心率过大后,会导致节点延性降低。工程中在应用此类节点时可允许偏心的存在,但应避免过大的偏心率。

不同滑坡推力模式下新型变截面抗滑桩数值分析研究

由于我国山区地带常发生滑坡等自然灾害,因此山区地带工程,如:道路边坡、公路路基等工程,常采取工程措施加固。抗滑桩作为防止滑坡的有效工程措施,具有较高的研究价值。近年来,由于机械施工的参与,出现了变截面抗滑桩,其悬臂段一半为矩形截面,锚固段则为圆形的抗滑桩。相较于传统等截面抗滑桩,变截面抗滑桩受力特性更为复杂,其在滑坡推力作用下的响应也有所不同。本文从不同滑坡推力模式出发,利用MIDAS GTS NX建立不同截面抗滑桩有限元分析模型对结构进行数值分析,以研究不同截面的新型抗滑桩的外表应力及钢筋应力、桩周土压力、桩体位移结果等荷载效应值及规律,为后续工程建设选择抗滑桩提供参考。

建筑物上广告牌的检测与受力性能分析

以某建筑物上贴面式广告牌检测的实际工程为例,利用有限元软件MIDAS Gen对该广告牌进行模拟计算分析,并与实际工程检测数据对比,明确了有限元软件可以较为准确地计算分析广告牌的受力作用。在此基础上,利用MIDAS Gen有限元软件,建立坐落式和悬臂式广告牌的有限元模型并进行计算分析,对比它们的变形云图和应力云图,明确了设置在建筑物上的3种广告牌的受力性能,为建筑物上广告牌的检测和安全性鉴定提供了依据。

锚索加固方式的边坡受力及变形特点研究

自稳性较差的土体中,边坡开挖施工常常采用辅助加固方式来保证边坡的稳定。以某水利工程边坡为研究对象,通过Flac3D软件,对采用锚索加固方式的边坡稳定性进行分析研究。研究表明:(1)边坡内土体的最大位移为5.04e-2m,最大有效应力为2.81e5Pa;(2)锚索的最大速度为4.02e-16m/s,最大位移为2.13e-2m;(3)边坡上部土体的加固可参考下部的锚索布置形式进行。

双巷掘进留小煤柱护巷下深浅孔组合爆破卸压技术研究

为防控双巷掘进留小煤柱护巷布置下邻空巷道大变形及强矿压灾害,以赵庄煤业为工程背景,提出了深浅孔组合爆破卸压技术。通过开展小煤柱护巷顶板力学结构和深浅孔聚能组合爆破机制研究,揭示了邻空巷道挠度和采空区顶板L的关联性,并确定顶板倾向断裂位置,明晰深浅孔组合双层位爆破消冲护巷的作用机制和深浅孔组合导向力学作用机理;并通过铰接块体等理论计算和现场试验确定了爆破方案参数。工程实践表明:深浅孔组合爆破卸压技术能够弱化坚硬复合顶板介质的储能蓄力属性,优化采空区边界顶板三角块结构,同等尺度下顶板积聚能量密度降低4000 J左右;1313工作面回采后采空区边界顶板及时垮塌,降低顶板对煤柱挤压作用,煤柱不同深度测点处应力集中系数分别为1.38和1.29,应力集中程度明显减小;邻空巷道扇形窥视结果表明低位岩层裂隙发育明显,高位岩层呈现逐步损伤、断裂状态,在顶板倾向上组合爆破能够缩减岩块B悬顶长度,破坏基本顶铰接结构,减弱岩块的回转下沉作用;13163巷顶底板、两帮最大移近量分别为440 mm和205 mm,爆破措施有效抑制了巷道变形,且未发生片帮冒顶等动力现象,达到了深浅孔组合爆破施工目的。

基于FLAC^(3D)的巷道支护方案选择与优化

为了研究巷道锚杆支护参数选择问题,运用FLAC^(3D)数值模拟软件,建立三个锚杆支护方案巷道模型,对比其Z方向应力云图、Z方向位移云图、X方向位移云图,得到不同支护参数下巷道的应力集中、顶板下沉、两帮移进量等参数,进而确定最优支护方案,并在支护方案的基础上进行参数优化。

芒果浓缩汁的流变学特性

研究了不同质量分数的芒果浓缩汁在不同温度下的流变学特性。回归分析发现,在研究的温度和质量分数范围内,芒果浓缩汁表现为Herschel-Bulkley流体,温度对黏度的影响可用阿伦尼乌兹方程表示,质量分数对黏度的影响可用幂函数表示,推导出了温度和质量分数对浓缩芒果汁黏度综合影响的方程。随着芒果浓缩汁质量分数的提高,体系的静态屈服应力值也增大。

胸腰椎骨折伤椎置钉不同运动状态的有限元研究

目的构建胸腰椎骨折伤椎置钉的有限元模型,可以获得直观的不同运动状态下系统的力学效果,对于患者的康复、系统稳定性的评估及预后都有非常重要的意义。文中旨在采取有限元分析方法胸腰椎骨折伤椎置钉模型的不同运动状态的生物力学效应。方法选取2014年6月南京军区南京总医院骨科健康志愿者1名,通过健康志愿者胸腰椎CT平扫数据构建有限元模型,采用几何裁剪法进行骨折模拟和复位,装配伤椎置钉的后路矫形内固定系统,模拟不同的运动状态,获得钉棒系统上的应力云图和位移量图。结果对于经伤椎置钉后路钉棒系统的六钉两棒内固定系统,采用有限元运算的方法模拟了其在空间的不同运动方式下的生物力学特点,是由6个方向(前屈、背伸、左侧弯、右侧弯、左扭转、右扭转)的运动所组合而成的。背伸最大应力[(94.99±1.72)Mpa]、最大位移[(0.185 4±0.005 2)mm]较前屈[(126.82±5.56)Mpa、(0.250 2±0.005 0)mm]、左侧弯[(152.18±9.13)Mpa、(0.317 2±0.004 8)mm]、右侧弯[(159.58±13.54)Mpa、(0.331 5±0.005 1)mm]显著减小(P<0.05)。结论采用有限元分析的方法能够获得清晰直观的生物力学数据,为手术疗效的评估、术后康复方法的制定及评估胸腰椎内固定系统稳定性提供了有效的证据。

平板电脑缓冲包装件设计及其力学性能分析

针对平板电脑在物流过程中由于包装不当造成的破损问题,设计了平板电脑的缓冲包装件,并对其力学性能进行了分析。先利用Solid Works软件建立缓冲包装件模型;再通过ANSA软件对缓冲包装件模型进行网格划分,并建立刚性跌落目标面的有限元模型;最后在LS-DYNA中进行跌落高度为0.9 m的自由跌落仿真分析,得到缓冲包装件在接触地面瞬间和反弹瞬间的等效应力云图及其跌落过程中的加速度曲线图。仿真结果表明,所设计的缓冲包装件在跌落过程中的最大加速度为58g,该值满足产品的脆值要求,缓冲包装件可以达到很好的缓冲效果。

基于ANSYS的四圆弧齿轮齿形优化

利用有限元分析软件ANSYS对新设计的四圆弧齿轮齿廓参数进行了优化,得出了四圆弧齿轮基本齿廓参数表。并且找出了四圆弧齿轮齿面最大应力发生在齿腰连接圆弧处。

矩形钢管柱与矩形钢管桁架螺栓连接节点力学性能分析

为了研究未在柱上设置加劲肋的矩形钢管柱与矩形钢管桁架螺栓连接节点的静力性能以及影响因素,采用通用有限元分析软件ANSYS,针对3种柱截面高度及两种连接板厚度组合出的6组节点进行非线性分析。结果表明,此类节点通过在柱上局部外包加厚钢板,能有效得桁架上荷载传递到矩形钢管柱上,桁架下弦与矩形钢管柱连接处未出现明显局部失稳的现象,在充分加载后出现的两种主要破坏模式为下弦连接板平面外失稳及矩形钢管柱形成塑性铰,当下弦连接板厚度较薄而矩形钢管柱截面高度较大时,出现的破坏模式为下弦连接板平面外失稳,而当下弦连接板较厚而矩形钢管柱高度较小时,出现的破坏模式为矩管柱出现塑性铰。

基于可信度的可靠性度量云模型

进行可靠性度量时,为了能综合处理实际工程中常见的随机性、模糊性和源信息的不完全可信性,在云理论的基础上提出了可靠性度量云模型。首先在应力-强度干涉模型的基础上推导出可靠度的可能性分布,然后以此为基础建立了可靠度的可信度云模型。该模型不仅能将多种不确定性综合地体现在可靠性度量结果中,而且在常规可靠性和模糊可靠性之间架起了一座桥梁。通过利用该模型计算继电器吸合可靠度的具体实例,进一步验证了该模型的实用性。

大型回转窑支承部位应力与应变有限元分析

回转窑由筒体、轮带、托轮、挡轮、传动装置等组成。其重力全部作用在托轮上。回转窑经常因为支承结构设计缺陷导致系统生产事故。回转窑是水泥生产的核心设备,筒体长、跨距大,重载荷、大扭矩、多支点、是复杂的超静定运行系统。针对回转窑支承部位传统计算结果精确性差的问题,提出以水泥回转窑为研究对象,利用传统力学方法计算出支承点应力,再用ANSYS分析应力分布状况,依据筒体变形图和应力图,确定危险截面。依据应变云图,确定变形最大档位,调整跨距支承,保证筒体性能,以期为回转窑优化设计提供参考。

DIC技术分析玄武岩纤维混凝土单轴受压应力应变曲线研究

基于DIC技术对玄武岩纤维混凝土在单轴受压过程中的全场位移和应变进行采集,分析混凝土在不同纤维掺量、不同受力阶段下应变云图的变化特征和变形参数的变化规律,并拟合出玄武岩纤维混凝土单轴受压的应力应变曲线。结果表明:掺入玄武岩纤维可减小混凝土的变形,0.2%纤维掺量的混凝土整体变形性能更好。不同玄武岩纤维掺量混凝土的应力-应变曲线上升段几乎重合,下降段表现出不同的变形性能。掺入纤维可以降低峰值应变到极限应变下降斜率,掺入0.2%玄武岩纤维更有利于提高本试验条件下混凝土的延性性能。

基于ANSYS不同截面悬臂梁性能的有限元分析

通过ANSYS有限元软件,分析了等截面、变截面各向同性悬臂梁的强度和刚度,通过应力云图显示了悬臂梁不同截面位置的应力分布情况,且与理论值吻合,为工程中设计变截面梁和解决强度等问题提供了参考。

直齿圆柱齿轮ANSYS仿真分析

应用ANSYS软件对38SiMnMo调质直齿轮进行仿真分析,并与试验结论进行比较验证仿真分析和试验结论的一致性,同时验证理论计算的合理性.