大型通用有限元分析软件ANSYS在天线结构力学分析中的应用

介绍了用ANSYS软件对一部五米天线结构所作的静力分析,给出了该天线在几种不同工作状态下的结构应力及变形,并对计算结果做了分析。

高功率密度包层的热结构力学分析与优化

高功率密度包层BFEB是以混合堆FEB的堆芯参数和真空室尺寸为依据,设计用于嬗变核废物的。在工程设计阶段的构件结构力学分析时,首先进行了热结构力学的分析与优化。对包层模件,采用Pro ENGI NEER2000i2设计制图编码建立模型后,用Pro MECHANICA2000i2功能编码进行热结构力学分析,即稳态热分析和稳态热应力分析。在机械构件材料和气氦冷却状态确定的情况下,通过优化分析,减小了作用于包层构件的表面热负载的分布起伏,即减小裂变功率密度沿包层各区的分布起伏。通过增大氦冷却管板屏的拱弧曲率与圆角以及对其与氦汇流腔的焊接采用优化的深度电子束焊接工艺等优化措施后,计算结果表明:采用HT9铁素体钢制作的包层构件的最高温度为350℃,最大剪应力 80MPa。包层机械构件将具有良好的热结构力学安全裕度。

基于PRO/E MECHANIC的压缩机Ⅱ级活塞结构力学分析

介绍了运用PRO/E的MECHANIC模块对压缩机Ⅱ级活塞进行静态结构力学分析的方法,运用该模块可有效提高压缩机活塞的设计可靠性,为零部件的优化设计提供必要的保障。

BFEB包层氦冷屏的结构力学分析与优化

通过Pro MECHANICA编码计算,对在静态氦压与稳态温度场的组合作用下的氦冷屏基元管道模型进行了结构力学分析与优化。强度校核采用材料力学第4强度理论———八面体剪应力强度理论。氦冷屏基元管道的截面从矩形薄壁截面(12mm×9mm×1mm)优化为外方内圆薄壁截面(9mm×9mm× 7mm或 6mm)后,可使基元管道在静态氦压下的最大计算应力σpm和最大位移Dpm均得到数量级的下降,从而使在静态氦压与稳态温度场组合作用下的最大计算应力σcm降低到小于HT 9许用应力[σT]。编码分析表明:氦冷屏基元管道的静态氦压计算应力σp为二向拉伸状态,而稳态温度场计算应力σt为二向压缩状态,它们的叠加组合具有一些相互抵消的效果。这导致外方内圆截面(9mm×9mm× 7mm)的基元管道模型较(9mm×9mm× 6mm)的具有更小的最大组合计算应力σcm。对于BFEB包层拟冷屏的拱形基元模型SC24-7和回弯形基元模型SC44-7,其最大组合计算应力σcm分别为95.6和134MPa,即HT 9[σT]的55%和77%;最大组合位移则分别为2.76mm和2 34mm。所以,氦冷屏基元管道的截面形状和尺寸优化后,其稳态结构力学强度具有一定的安全裕度。

水泥混凝土桥面铺装结构力学分析

随着我国公路交通事业的发展,水泥混凝土桥梁逐渐增多,桥面铺装层作为桥梁行车体系的重要组成部分,由于能大大缓和动载对桥面板的冲击,并满足行车平稳、舒适的要求,越来越受到重视。铺装层质量和使用耐久性直接影响到行车的安全性、舒适性、

BFEB包层氦冷屏的结构力学分析与优化

BFEB包层内部是用10MPa气氦冷却竖屏来分区并冷却的。作者根据材料力学和结构力学,通过Pro/MECHANICA编码计算,对在静态氦压与稳态温度场的组合作用下的氦冷屏基元管道模型,进行了结构力学(Mechanics)分析与优化。强度校核采用材料力学第四强度理论———八面体剪应力强度理论。氦冷屏基元管道的截面从矩形薄壁截面(12mm×9mm×1mm)优化为外方内圆薄壁截面(9mm×9mm×7mm或6mm)后,可使基元管道在静态氦压下的最大计算应力σpm和最大位移Dpm均可得到数量级的下降,从而使在静态氦压与稳态温度场组合作用下的最大计算应力σcm降低到小于HT 9许用应力[σT]。编码分析表明:氦冷屏基元管道的静态氦压计算应力σp为二向拉伸状态,而稳态温度场计算应力σt为二向压缩状态,它们的叠加组合具有一些相互抵消的效果。这导致外方内圆截面(9mm×9mm×7mm)的基元管道模型较(9mm×9mm×6mm)的具有更小的最大组合计算应力σcm。对于BFEB包层氦冷屏的拱形基元模型SC24＿7和回弯形基元模型SC44＿7,其最大组合计算应力σcm分别为95.60和134.00MPa,即HT 9[σT]的55.0%和77.0%;最大组合位移均约为2.8mm。所以,氦冷屏基元管道的截面形状和尺寸优化后,其稳态结构力学强度具有一定的安全裕度。

转动刚度及传递系数在结构力学分析中的应用

通过多个典型算例体现应用转动刚度和传递系数应用于分析结构力学问题时的灵活性、思维性和趣味性特征。结果表明,转动刚度和传递系数两个概念不应被忽视,在分析特定情况下的超静定结构内力及位移时具有一定的便捷性和独到之处。

陕北窑洞的结构力学分析及破坏防治措施

根据陕西省延安市杨家岭附近现存窑洞的土质状况以及实地考察窑洞数据,建立有限元软件模型,得出窑洞结构变形趋势、窑洞结构最大应力位置以及窑洞结构最大位移位置,分析窑洞的破坏原因和特点,并总结窑洞的防治方法。

基于同步碎石下封层的沥青路面结构力学分析

相对水泥路面来说,沥青路面基层其承重作用更大,基层质量的好坏直接影响路面的使用寿命和服务水平。沥青路面基层一般分为柔性基层和半刚性基层两类,目前我国高等级公路路面结构主要采用以二灰材料和水泥稳定材料为主的半刚性基层沥青路面。

旧沥青混凝土路面加铺层结构力学分析

现分析了车辆荷栽和温度应力对加铺层受力状况的不同影响,根据计算结果对控制加铺层内力提出了一些建议。

球形环嬗变堆包层冷却管道热工设计与热结构力学分析

利用球形环托卡马克作为聚变中子源、处置裂变堆长寿命放射性核废料的嬗变堆作为聚变能早期应用的重要途径。因核废物的日益积累和已具备现实的技术基础而受到广泛的重视。也是目前国际聚变界研究的前沿课题。

基于有限元理论的混凝土桥面铺装结构力学分析

桥面铺装是用水泥混凝土或沥青混凝土为主要材料铺设在桥面板之上的一种层状结构，它既要起到提供车辆安全、顺畅、舒适运行的功能，又要起到保护桥面板，维持或延长桥梁使用寿命的作用。因此．就抵御外界对桥梁主体结构的侵蚀破坏而言，可以说，设计和施工良好的桥面铺装将是水泥混凝土桥或桥面板的一道“人工屏障”。对于沥青混凝土铺装．由于我国现行规范中桥面铺装及防水设计还是空白．在工程实践中，工程技术人员多凭经验进行设计和施工．为便于施工．桥面铺装结构类型一般均与正常路段一致。

高层建筑结构力学常见问题及分析方法研究

高层建筑结构力学分析已经成为行业关注的焦点。文章对高层建筑的概念、特点及设计要点进行了阐述,从力学分析和适用范围的角度分析了高层建筑的常见结构,结合当前高层建筑力学分析常见的水平荷载所造成的的影响较大、"框-剪"体系中连系梁刚度减弱等问题,研究了常微分方程求解器法、有限条法和样条函数等科学开展高层建筑力学分析的有效方法,以供参考。

约束动力系统的分析结构力学积分

约束保守系统导出了微分代数方程,其数值求解总是采用差分法.微分-代数方程的约束带来Lagrange参变函数转变而得的微分方程,有其指标问题,扩大了求解的规模.虽然已经注意差分的保辛,但沿切面积分再投影,仍带来许多问题.本文运用分析结构力学的方法,以节点处的独立位移为未知数且严格满足节点的约束条件,再将有限元近似用于区段作用量函数,在区段内部用简单插值求解.则按分析结构力学的理论,不但达到了积分的保辛且区段内部的约束条件也可在变分原理的意义下近似满足.数值结果满意.

状态空间控制理论与计算中的几个问题——分析结构力学的观点

应用近年来发展的分析结构力学理论及保持哈密顿体系结构特征的精细积分算法,可以精确高效地求解最优控制和H∞控制中的系统设计和仿真问题。文中介绍了分析结构力学的基本内容、线性定常系统最优控制和H∞控制问题的求解以及输出反馈控制问题的变分原理和分离性原理。在此基础上,进一步介绍了非线性系统、时变线性系统、时滞系统、输入饱和系统的最优控制及分散H∞控制等方面的理论与计算问题。本文主要内容取材于作者最近完成的《状态空间控制理论与计算》一书,文中所讨论的问题都可以在基于精细积分的控制系统设计程序库(PIM-CSD)基础上求解。

分析结构力学与有限元

分析力学历来是在动力学范围内论述的,结构力学与最优控制模拟关系的共同基础就是分析力学. 这表明在结构力学与最优控制理论的架构内也应有分析力学的整套理论.本文就结构力学讲述分析力学, 称分析结构力学.保守体系可用Hamilton体系的方法描述,其特点是保辛.保辛给出保守体系结构最重要的特性.有限元法是从结构力学发展的,有限元的单元刚度阵应保持对称性,其实这就是保辛.根据区段单元变形能只与其两端位移有关,就可通过数学分析得到Lagrange括号与Poisson括号,展示了其辛对偶体系、正则方程、正则变换等的内容.

定性结构力学在高职教育教学中的研究与实践

高等职业教育的课程要以工作过程为导向。结合高职学生的应用要求及所具备的工程实践能力,指出定性分析在实际工程中的重要性,并因材施教地尝试定性结构力学的教育教学实践,训练学生定性分析问题的能力,掌握正确的学习方法,提高教与学的效率。为生产一线管理所具备的发现问题、解决问题的能力奠定基础。

平行小净距黄土隧道施工力学分析

为同时满足双线正常行车和右线停车线扩大断面的工程功能需要,西安轨道交通工程一号线枣园北路站-汉城路站一区段成为非等大断面盾构法与新奥法小净距黄土地铁隧道。针对断面不等、盾构法与新奥法组合施工方案、小净距黄土地铁隧道的特点,进行了左线小断面盾构法与右线大断面双侧壁导坑法或CRD法双线依次先后贯通共4种施工方案的数值模拟与比选分析。计算结果表明:与先贯通小洞后开挖大洞方案相比较,采用先双侧壁导坑法贯通大断面隧道后采用盾构法掘进小断面隧道的施工方案对围岩扰动较小,能够更有利于减小拱顶下沉,控制地表变形和中间土体应力。结合西安地铁隧道工程实践开展的数值模拟分析研究,可为今后在黄土地区修建地铁隧道提供宝贵的工程实践经验。

基于力学特性与灵敏度分析的防爆车车身轻量化研究

在建立基于板壳单元的半承载式车身有限元模型的基础上,结合防爆运人车的行驶工况,对防爆运人车车身进行了静力学分析;同时对车身构件进行灵敏度分析,为车身轻量化设计提供了必要的数据。在灵敏度分析的基础上,确定车身质量最轻为目标函数,车身部分构件的厚度为设计变量,车身扭转刚度不超过要求值为约束条件,对车身进行轻量化优化设计。轻量化优化设计后,车身减重78kg,占车身自重的8.83%,达到了预期的轻量化效果。