碰撞事故中乘员头部组织形变有限元仿真计算

目的 建立人体正中矢状平面头部组织的平面应变模型 ,探讨脑组织变形与大脑损伤间的关系。 方法 参照人体CT图片 ,利用平面应变假设建立模型 ,采用有限元法仿真计算旋转惯性载荷作用下脑组织的变形。 结果 12ms时 ,顶叶附近的剪应变已达到 0 .14 8,最大正剪应力位于小脑白质中 ,为 80 88.0Pa。 2 8ms时 ,脑干中最大剪应力达 90 0 .9Pa。而脑脊液中剪应变始终比较大 ,白质和灰质的交界处同样存在绝对值较大的剪应力。 结论 在旋转惯性载荷作用下 ,脑组织中存在的剪应变 (应力 )会导致弥漫性轴索损伤 (DAI) ,剪应变 (应力 )分布的不均匀性可能致使脑组织撕裂。

基于有限元的500kV复合绝缘横担电场分布仿真分析

复合绝缘横担由于其绝缘性能好、质量轻、节约输电走廊等优点应用前景广泛,然而目前针对复合绝缘横担尤其是500 kV及以上电压等级的生产设计、试验验收、施工运维、标准规范等研究国内外尚属空白。高压复合绝缘横担在运行过程中的电场分布特性是复合绝缘横担设计、验收过程中必须解决的问题,针对此,本文建立了500 kV复合绝缘横担电场分布及电位计算模型,利用COMSOL有限元分析软件对500kV复合绝缘横担及其相连接部分杆塔进行仿真分析。此外,为了确保后续老化、绝缘实验的便捷性及可操作性,建立了500kV复合绝缘横担缩比模型,并确定缩比模型的试验电压。结果表明:复合绝缘横担表面最大场强出现在横担高压端,电场强度为3.82×10^(5)V/m,斜拉绝缘子表面最大电场强度为支柱横担的86.38%,最大电场强度为3.3×10^(5)V/m。确定了当缩比模型按照原尺寸的1∶5进行缩放时,使得缩比模型的表面最大场强达到预期电场强度的试验电压为60 kV,为复合绝缘横担的室内初期试验提供了理论依据。

钢管冷拔过程计算机有限元仿真研究

采用计算机仿真技术代替传统方法 ,对钢管冷拔过程进行了各种工艺参数下的500余次模拟 ,研究了钢管横裂、纵裂、尺寸变化等问题 ,得到了100多个各主要参量的数学模型 ,开发出了钢管冷拔过程的CAD系统。

计算机有限元仿真在缺陷漏磁定量检测中的应用

介绍了有限元基本理论,采用有限元方法分析了棒材表面有无缺陷以及缺陷尺寸变化时的缺陷磁场的分布。仿真结果表明,采用有限元方法可以非常好的对缺陷漏磁场进行分析,分析结果揭示了缺陷尺寸与漏磁场分布之间的关系,为缺陷的定量检测提供了很好的依据。

大型复杂结构件加工变形有限元快速仿真方法

针对大型复杂薄壁结构件加工变形有限元仿真效率低,不易实现全尺寸、完整结构状态下加工变形准确预测的突出问题,基于ABAQUS软件的有限元仿真及其二次开发技术,提出一种采用连续多个静态隐式分析步模拟三维动态显式有限元仿真的方法,研究了自动加载与卸载切削力载荷和分析及识别最大加工变形等关键技术,实现了大型复杂薄壁结构件完整结构全尺寸条件下、按照复杂走刀路径进行切削仿真的加工变形有限元快速仿真预测,通过切削测量实验,验证了仿真结果的准确性,为该类零件加工变形预测技术研究提供了新的技术手段。

运河大桥悬浇施工控制与结构有限元分析

以实际工程为背景,对预应力混凝土连续梁桥悬浇施工控制技术进行了分析研究,利用桥梁结构分析专业软件Midas/Civil建立了该大桥的有限元模型,通过现场实测值与模型理论计算值的比较提出了重要的施工参数,为该桥施工提供了技术支持,研究结果可为同类工程施工提供参考和借鉴。

轮轨接触应力对U71Mn钢轨磨损-疲劳劣化行为影响研究

利用实验室摩擦磨损试验与双盘接触有限元仿真计算,初步研究U71Mn钢轨材料在法向接触应力为900 MPa、滑差率分别为0.5%、2.0%、4.0%条件下,切向接触应力对钢轨材料磨损-疲劳劣化行为的影响。结果表明:轮轨试样间法向接触应力在900 MPa条件下,当滑差率由0.5%提高至2.0%时,轮轨试样间的切向接触应力、钢轨材料的平均摩擦系数、磨损率均呈增大趋势,钢轨材料的疲劳裂纹长度更长、深度更大,损伤表面起皮更为严重,此时轮轨试样间的磨损-疲劳竞争耦合关系中疲劳作用成为了劣化行为的主导;当滑差率由2.0%提高至4.0%时,钢轨材料的平均摩擦系数、磨损率均呈增大趋势,损伤表面起皮更为严重,但轮轨试样间的切向接触应力增加十分有限,钢轨材料的疲劳裂纹长度和深度均略有降低,此时轮轨试样间的磨损-疲劳竞争耦合关系中磨损作用成为了劣化行为的主导。

碾压混凝土重力坝有保温层的温控计算

为降低温度荷载对大坝施工质量的影响,选取碾压混凝土重力坝引水坝段作为典型坝段,采用三维有限元软件仿真模拟大坝的施工过程,重点分析了施工期采取控制浇筑温度、在上、下游坝面和长间歇仓面布置聚苯乙烯泡沫塑料保温层等温控措施对坝体温度场及应力场的影响。结果表明:采用这些温控措施能够降低垫层处新、老混凝土的温差及冬季坝体的内外温差,减小坝体的主拉应力。

40kW永磁同步电机的铁耗分析和计算

电机转速正比与输入电源的频率,其铁芯内部的磁场变化频率较高,铁耗随着也发生较大的影响,而铁损跟电机性能密切相关,有必要针对电机的铁耗进行精确计算。本文中通过对材料的高频铁耗进行研究和分析,得到高频下的BP曲线并作为有限元仿真软件中已知材料特性,结合电机进行性能分析,以达到有效设计电机的目的。文中,基于电机性能要求,构建了新型的损耗数学计算模型,以及相关结构设计方法。最后,对一台额定功率为40k W永磁同步电机铁耗进行了计算,证明了此方法的可行性。

基于仿真优化的LNG加注船坞内强度试验技术

船舶舱室强度试验一般在码头阶段进行,借助外界水的浮力和压强平衡强度试验产生的压力,以提高试验安全性,却也大幅延长了码头周期。文章以18600 m³LNG加注船为例,以有限元仿真计算为基础,开展坞内强度试验技术研究。通过分析选定坞内强度试验的目标舱室,策划强度试验方案,编制坞墩布置图,并借助有限元仿真计算验证坞墩布置的合理性,最终实现了干船坞下的舱室强度试验,为围护系统的提前施工创造条件,有效缩短LNG加注船整体建造周期。

广东省独柱墩桥梁抗倾覆验算策略研究

近年来独柱墩曲线梁桥垮塌事故频发,急需通过验算复核独柱支承桥梁对存在的安全隐患进行排查,但国内对独柱墩连续梁桥偏载下的倾覆问题研究处于起步阶段,计算理论、设计方法及相关的规范要求尚不成熟。为研究独柱墩桥梁抗倾覆验算策略,搜集了广东省交通厅、广东交通集团及相关规范的独柱墩抗倾覆的相关理论及验算方法,对比了不同验算策略的验算内容、验算方法及安全系数指标,并引入广东省内某一独柱墩结构桥梁为工程实例,应用有限元仿真计算方法,对现有省厅指导意见及现行规范的应用进行说明。结果表明:广东省交通厅指导意见与现行规范的验算理论基本一致,广东省交通集团验算指导意见与现行规范在验算内容和验算方法上在验算指标和抗倾覆安全系数取值上存在差异。

核主泵用动静压波度机械密封机理

核反应堆主泵主轴密封形式多样,动静压结合型波度机械密封是Andritz核主泵主轴密封结构形式,其特征在于密封端面为径向锥度和周向波度的组合。通过对波形几何模型的数学处理,将膜厚变化引起的动压效应和静压效应进行解耦。在层流假设的基础上,基于稳态下二维Reynolds方程,针对核主泵轴封不同工况分别作考虑空化的流体有限元仿真分析,考察参数变化对密封性能的影响,从而揭示出动静压结合型波度机械密封的工作机理。研究表明,动静压结合型波度端面机械密封中,动压和静压效应并不始终同时起作用,在正常工况下主要依靠静压效应承载;而在密封间隙较小或密封出入口压差较小时,因为液膜发生空化,动压效应才起到承载作用,从而保证密封在特殊工况下保持非接触状态,减小碰磨的几率,提高了密封的工作可靠性和使用寿命。

轮式车辆变速箱换挡拨叉断裂的累积损伤研究

以轮式车辆变速箱换挡拨叉为研究对象，寻找拨叉在使用过程中突然断裂的原因和理论依据．从材料学角度观察断口形貌，确定拨叉是由于疲劳损伤而断裂；利用非线性有限元分析软件MSC MarC和疲劳分析软件MSC Fatigue对拨叉在理论设计换挡载荷1350N工况下进行校核，强度和寿命满足设计要求．对不同换挡力工况拨叉受力状态和使用寿命进行仿真计算，根据Miner疲劳累积损伤理论和拨叉使用时间推断，拨叉实际承受换挡载荷应在14001800N之间，超出设计载荷，则会由于累积损伤导致疲劳断裂．

上犹江溢流坝段闸墩裂缝成因和结构安全影响研究

采用材料力学和有限元数值仿真计算法,对始建于1955年的上犹江重力坝溢流坝段闸墩上的竖斜向和水平向裂缝的成因进行了研究。仿真计算表明,这些裂缝除了当时冷缝施工处理不好和墩内设置母线洞的设计缺陷外,主要是由施工期温度应力和运行期寒潮冷击与夏季低温库水泄洪冷击所致,并认为至今裂缝开裂程度基本已经稳定,对结构静力安全没有明显影响,但鉴于结构耐久性考虑,需要尽早进行灌浆加固处理,并要特别强调裂缝处理的防渗要求,防止墩内钢筋锈蚀所引起的混凝土破坏。

大型泵站裂缝成因分析及处理

结合南水北调工程中某大型泵站的设计、施工情况,从结构设计、原材料选用、温度控制、混凝土超强、施工工艺及方案等方面对裂缝成因进行了定性分析,并利用三维有限元仿真计算成果对裂缝成因进行了定量分析。总结出大型泵站容易产生裂缝的部位、类型及原因,认为进水流道混凝土降温过程中出现的较大温度应力是早期裂缝出现的直接原因,采用的施工方案和泵送混凝土工艺是导致裂缝出现的间接因素。由于后期养护和保温措施不力产生较大的收缩应力和温度应力是引发中后期裂缝的主要原因。提出了从工程设计、原材料选用、温度控制、施工工艺及方案等方面采取综合防裂措施和处理裂缝的方法。

矿用救生舱舱体结构设计与分析

针对我国煤矿巷道尺寸狭小的实际情况,提出了救生舱舱体模块化分段式设计的理念,然后提出了3种不同的设计方案,并对不同方案进行了有限元仿真计算分析与比较,确定了最佳方案为冷冲压瓦楞面板舱段结构,为矿用救生舱舱体结构的研制提供了一种抗冲击、抗压、高强度的新型结构。

高面板堆石坝面板脱空影响因素分析

目前对于在实际施工过程中高面板堆石坝出现的面板脱空现象的影响因素仍缺乏较全面的研究.以云南某高面板堆石坝为例,给出了影响面板脱空问题的3种因素,同时对这3种因素进行了详细的三维非线性有限元计算分析.计算结果表明,通过增加已填筑坝体超高、延长坝体预留沉降时间、坝体临时断面充水预压等措施可以在一定程度上防止或减小面板脱空现象.同时结合实际工程对如何防止或减小面板脱空提出了一些建议.

巴基斯坦某护岸大体积混凝土开裂风险评估及裂缝控制技术

热带海洋环境条件下,为防止护岸大体积混凝土发生开裂导致结构外观和耐久性下降,通过对结构进行开裂风险评估分析,确定外约束引起大体积混凝土开裂风险较小,导致护岸大体积混凝土开裂的主要因素是混凝土的内约束;在不能降低混凝土入模温度的情况下,通过加密冷却水管布置并采用有限元仿真计算,确定该措施可以抑制混凝土的开裂;混凝土浇筑后采取严格的保温、保湿、防风养护措施,拆模后半年内混凝土未出现任何裂缝。

防爆型三相异步电机中高精度多物理场耦合模型的研究和分析

防爆型电机正常工作过程中存在着电磁场、温度场、流体场以及应力场等多物理场,现阶段针对该方面的研究较多不足之处,如仅基于电磁场而实现电机的设计和制造,因此有必要对电机中的多物理场之间的耦合关系展开深入研究,满足多个技术指标要求。考虑防爆型三相异步电机实际应用性能指标要求,本文提出一种基于多物理场分析理论的防爆型三相异步电机的优化设计方法。首先,围绕电机实际安装尺寸大小,构建电机的几何模型和有限元计算模型;其次,考虑电机的磁场、热传递和流体分析等物理场之间的耦合,为满足通风冷却性能要求,得到电机的温度分布规律、电机热应力和变形分布;最后,对一台1000kW-2p-6kV防爆型三相异步电机进行样机试验,根据试验结果验证了本文提出方法的有效性。

太湖隧道敞开段侧墙混凝土裂缝控制技术

针对大尺度隧道侧墙受混凝土不同步收缩应力引起的开裂问题,通过有限元仿真计算分析等方法,研究利用缩小隧道侧墙和底板之间混凝土温差以降低侧墙混凝土开裂风险的技术措施,并在太湖隧道敞开段混凝土施工中进行应用。结果表明:提出的新老混凝土温度场自平衡系统,即利用后浇筑侧墙混凝土自身水化热通过水管联通加热下部先浇筑底板混凝土,及其他温度控制技术,在夏季高温35℃左右时,可将侧墙混凝土最高温度降低至55以内;底板混凝土温度提高至40℃以上;侧墙和底板结合面温差降低至6℃以内;侧墙最大收缩应变控制在120×0^(-6)之内;无裂缝产生。