复合材料飞轮的三维应力分析

高速旋转的飞轮在给定外径和质量的情况下 ,轮缘采用先进的碳纤维缠绕 ,提高飞轮的转速 ,从而增大飞轮的储能密度 ,解决了飞轮轮缘因高速旋转而断裂破坏的问题。本文采用三维实体元分析计算复合材料飞轮工作时的应力分布 。

大跨度悬索桥的三维应力分析方法

根据悬索桥的受力特点 ,将空间杆系与三维应力仿真分析模型相结合 。

悬索桥偏心受压索塔三维应力分析

悬索桥的索塔是主要受力构件之一 ,为了保证索塔在施工和运营期间的安全性 ,有必要对其进行三维应力分析。本文以吉林蓝旗松花江自锚式悬索桥为工程背景 ,运用An sys软件对偏心受压索塔进行三维应力分析。

珠海淇澳大桥斜拉桥的塔梁墩固结处三维应力分析及三维光弹试验

为详细地了解珠海淇澳大桥斜拉桥梁墩固结处复杂应力状态，进行了三维应力分析和大比例尺三维光弹模型试验。较好地、全面地、定性和定量地了解该处复杂应力的分布，并就发现的问题提出了改进意见。

具有圆弧形槽孔层合材料三维应力分析

基于一种修正的余能原理 ,建立了具有一个无外力圆柱面的新型三维层合杂交应力元 ,它可高效地分析具有圆柱形槽孔的厚、中厚、及薄层合材料的自由孔边三维应力分布 .根据建立的应力分量的应力函数表达式导出的单元应力场 ,严格满足层内以柱坐标表示的平衡方程、层间界面上应力连续条件、及圆柱面上无外力边界条件 .元间反力连续条件通过Lagrange乘子进行松弛 .层间位移保持连续 ,同时计入了横向剪切变形影响 .数值算例表明 ,该元不仅可以提供远较一般假定位移元及一般假定应力元准确的孔边应力分布 ,而且计算效率高、收敛快 ,同时 ,亦可用于多种圆弧形槽孔的应力分析 .

两种材料桩钉对牙根应力分布影响的三维光弹应力分析

目的 :研究不同弹性模量材料桩钉对牙根应力分布的影响。方法 :根据加载方式和桩钉材料将模型分为四组 ,用三维光弹应力分析法分析FRC桩钉和金属桩钉在两种加载 (垂直和斜向 )方式下牙根内应力分布情况。结果 :桩钉材料对牙根应力分布有明显的影响 ,弹性模量高的合金桩钉组在两种加载方式下在桩钉末端牙体组织内均有较大的应力集中 ,而模量较低的FRC桩钉组牙根应力分布比较均匀。结论 :不同弹性模量材料桩钉对牙根应力分布有明显的影响 ,弹性模量与牙体组织接近的FRC桩钉有利于保护牙根防止折裂。

一体化小腿假肢的三维有限元应力分析

建立一体化小腿假肢和残肢的三维模型 ,应用有限元分析方法 ,计算此模型在模拟 Mid- Stance步态时相的载荷作用下各节点的应力 ,从而得到此模型内外表面的应力分布 ,为一体化假肢设计的 CAD\CAM系统提供理论依据。计算结果表明 ,接受腔的应力值较小 ,假腿的应力值较大 ,高应力区出现在假腿下端及接受腔与假腿的交界区域。

灰渣坝抗震稳定性的三维有效应力动力分析

本文采用三维有效应力动力分析方法 ,分析研究了某灰渣坝在 8度地震作用下的稳定性 .抗震分析中同时考虑了坝体的三维特性、震动引起的孔隙水压力对材料剪切模量的影响 。

下颌切牙牙槽骨骨吸收前后三维有限元应力分析

主要利用三维有限元应力分析的方法研究观察下颌切牙牙槽骨骨吸收前后在垂直载荷、15°斜向载荷、30°斜向载荷分别作用下牙槽骨骨组织表面的vonMises应力分布特点及牙齿的舌向位移值。在垂直载荷、15°斜向载荷作用下,牙周健康的下颌切牙牙槽骨骨组织表面vonMises应力最大值分别是13.171和14.315MPa,均位于根尖处牙槽骨,舌向位移值分别是0.056和0.197mm;在30°斜向载荷作用下vonMises应力最大值是15.262MPa,分布于根尖处牙槽骨和牙槽嵴顶,舌向位移值为0.324mm。而牙槽骨骨吸收达根长1/2时,在垂直载荷作用下vonMises应力明显增加,最大值位于根尖处牙槽骨;在不同的斜向载荷作用下,所产生应力继续显著增加,vonMises应力最大值可达牙周健康的下颌切牙的3～5倍,分布部位完全由根尖处牙槽骨转移到牙槽嵴顶,分布的面积也越来越小,发生了由面分布到点分布的转变,应力越来越集中于某一点。且牙齿已发生明显的舌向位移,可高达2.850mm。提示当牙槽骨骨吸收接近根长1/2或以上时,在牙周基础治疗过程中,应考虑进行调牙合、松牙固定术等治疗,分散牙合力以避免过大应力的产生和应力分布的改变,减轻对牙周组织的损伤。

灰渣坝抗震稳定性的三维有效应力动力分析

采用三维有效应力动力分析方法 ,分析研究了某灰渣坝在 8度地震作用下的稳定性。分析中同时考虑了坝体的三维特性以及地震荷载作用下孔隙水产生、扩散、消散作用对材料剪切模量和坝体滑动稳定性的影响 。

两种不同结构的用于下颌单侧游离缺失精密附着体义齿摘戴过程中的三维有限元应力分析

目的探讨两种精密附着体摘戴过程的应力特征,为临床选用附着体提供理论依据。方法以牙槽骨吸收C876缺失成年男性为研究对象,建立快套式和太极扣式附着体义齿修复C876缺失三维有限元模型,对两者的应力特征进行比较性研究。结果太极扣戴入后对第一磨牙基牙、牙周膜的Von Mises等效应力值为16.528 Mpa、3.086 Mpa,对第二磨牙基牙、牙周膜的Von Mises等效应力值为24.026 Mpa、3.713 Mpa,再次戴入对牙槽骨的Von Mises等效应力值3.048 Mpa,上述应力值摘戴前后变化幅度均小于快套式。结论太极扣式附着体义齿修复下颌单侧游离缺失的应力特征优于快套式,值得进一步推广应用。

Ti2448分裂型根管桩对上颌中切牙应力分布影响的三维光弹应力分析

目的:研究分裂型设计的低弹性模量Ti2448根管桩对上颌中切牙及其牙周支持组织应力分布影响的三维光弹应力分析。方法:分别制作铸造钴铬合金、Ti2448根管桩各12个,再取两种金属桩各6个切割出裂隙(高度4.5 mm,宽度0.3 mm)。分别制作牙根和牙槽骨的环氧树脂模型,将各部件组合后根据桩钉材料、形态设计与加载方式将模型分为8组。采用三维光弹应力分析法比较两种设计形式的钴铬合金和Ti2448根管桩对上颌中切牙及其牙周支持组织应力分布影响的三维光弹应力的差别。结果:同一种材料不同设计形式桩之间相比,无论是钴铬合金,还是Ti2448,牙槽骨各部位的应力值都是分裂型桩低于不分裂桩,差异均有统计学意义(P<0.05)。4组间应力值相比,各部位均以钴铬合金不分裂型桩最高,钴铬合金分裂型次之,Ti2448不分裂型再次之,Ti2448分裂型最低,各组间相比差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:不同弹性模量材料金属根管桩以及其形态设计都对牙根应力分布有明显的影响,弹性模量与牙体组织接近的Ti2448分裂型根管桩可以达到保护牙根防止折裂的效果。

前坪水库大坝设计及三维应力变形分析

前坪水库大坝坝型为黏土心墙砂砾(卵)石坝,大坝砂砾石覆盖层细粒缺失,F2断层顺河向穿过大坝坝基,右岸坝肩为陡峻岸坡。针对以上工程难点,文章提出了设计方案,并根据大坝的设计分区、地形条件以及覆盖层的土层分布,建立三维模型,根据对大坝的填筑及蓄水过程进行模拟,对各关键时刻包括竣工期、满蓄期大坝的应力、变形特性等进行了研究。计算结果表明,坝体应力和变形分布符合一般规律,大坝设计方案经济、合适。

柴油机球墨铸铁飞轮应力与断裂损伤失效分析

球墨铸铁飞轮是柴油机中结构形状相对简单但起重要作用的零件之一。对于圆盘状球墨铸铁飞轮,其结构破坏行为往往与飞轮在高速旋转时所引起的包含径向、轴向及环向等复杂的三维应力状态有关。此外,还与其表面摩擦损伤有关。为了分析飞轮高速旋转时的复杂应力状态与其断裂损伤失效之间的关系,用有限元方法分析了球墨铸铁飞轮在高速旋转时径向应力、轴向应力及环向应力的分布情况,预测飞轮的极限转速及断裂损伤形式,同时用实验的方法进行验证分析,实验所得结果与有限元分析结果具有很好的一致性。该方法对飞轮失效分析及飞轮结构优化设计具有重要的理论指导意义。

变宽度板在拉伸和弯曲作用下的三维应力集中

根据一种修正的余能原理 ,建立了具有一个无外力圆柱面的三维杂交应力元 ,元内假定应力场满足三维柱坐标表示的平衡方程及无外力圆柱面上的外力边界条件 ;当元退化为二维时 ,也满足协调条件。单元位移场选择与相邻单元协调。数值算例表明这种特殊杂交应力元在相当粗的网格下 ,能十分有效地分析变宽度薄 厚板在拉伸与弯曲作用下的三维 (及二维 )

分析层合材料槽孔应力的新型特殊层合杂交应力元

基于一种新的非匀质材料的扩展Hellinger-Reissner原理,及当一个单元域划分为不同材料特性子域,其元内位移及应力沿子域表面不连续时有限元刚度列式的简便方法,建立了新的具有一个无外力圆柱表面层合杂交应力元。单元各层内以整体坐标表示并以自然坐标插值的应力场,通过以非协调位移为权函数使齐次平衡方程变分满足的理性方法得到,此应力场同时严格满足给定圆柱面上无外力条件。单元间及各层间位移连续条件分别通过Largrange乘子进行了松弛。数值算例表明:在相当粗的网格下,新型元可提供较一般假定位移元及一般假定应力元更为准确的槽孔层板孔边应力。

不同基牙牙周状况下双侧游离缺损冠外附着体义齿的三维有限元分析

目的:探讨不同基牙牙周状况下,下颌后牙双侧游离缺损冠外附着体义齿支持组织的应力分布情况。方法:建立下颌双侧67游离缺损冠外附着体义齿修复时基牙牙周健康和基牙牙周吸收的三维有限元模型,分析垂直载荷下基牙牙周状况不同时,基牙牙周组织及缺牙区牙槽嵴的VonMises应力分布。结果:与牙周健康的模型相比,当第二双尖牙牙周吸收1/3时,远中基牙牙周膜和牙槽骨的最大应力值均增加了两倍多;当第一和第二双尖牙牙周均吸收1/3时,远中基牙牙周膜和牙槽骨的最大应力值是基牙健康时的四到五倍。随着牙周吸收的基牙数目的增加,缺牙区牙嵴的最大应力值增加了47%。增加基牙数目可显著降低远中基牙的牙周组织和缺牙区牙嵴的应力,使义齿支持组织的应力分布更为均匀。结论:冠外附着体义齿修复下颌双侧后牙游离缺损时,若两侧只有第二双尖牙牙周吸收1/3时,修复设计时可考虑增加基牙数目,若第一和第二双尖牙牙周均有吸收则不建议再选作附着体义齿基牙。

高架桥中异形桥墩的三维仿真分析

城市桥梁建筑景观需要使许多高架桥桥墩设计成异形构件,而一般的梁单元方法只能近似分析其力学性能。以天津东旭路桥的异形桥墩为工程实例,利用ANSYS的三维实体单元,正确仿真异形桥墩的整体结构,分析其在恒载和组合工况作用下的三维应力分布情况;并利用ANSYS的钢筋混凝土非线性分析功能,计算桥墩混凝土开裂区的钢筋应力,分析混凝土裂缝的分布情况。这里分析为保证结构的耐久性设计提供技术支撑。