基于薄膜比拟和克里金插值的软组织扭转模型

建模速度快和高精度的软组织模型能提高虚拟手术仿真的真实感,提出一种基于薄膜比拟和克里金插值的虚拟软组织扭转模型。该模型采用薄膜比拟法求出棱线上任意关键样本点的变形量,利用克里金插值计算任意棱线内任意一点的变形量。在PHANTOM OMNI力触觉交互设备上,搭建实验仿真系统,实现了虚拟小肠的扭转变形仿真。实验结果表明,该模型运行速度快、计算精度高、形变逼真、力触觉反馈准确可靠。

基于薄膜比拟的任意截面杆件抗扭惯性矩计算

为计算任意截面杆件抗扭惯性矩,从应力函数方程出发,应用薄膜比拟方法,将抗扭惯性矩计算问题转化为一维有限元分析问题,推导了三角形薄膜单元刚度矩阵与荷载向量的表达式。基于C#编程语言实现本算法,结合算例证明其通用性与准确性。

箱形截面扭转刚度的计算方法分析

在工程应用中,采用箱形截面承受外力偶的作用,在极限状态设计中要对箱形截面的扭转角及扭转剪应力进行校核,但箱形截面的抗扭刚度采用经典的弹性力学解析解比较困难。采用有限元软件ANSYS和弹性力学薄膜比拟计算方法及材料力学简化计算方法分别针对矩形截面及箱形截面的抗扭转刚度进行了分析性对比,并绘出相应的曲线图,相应提出了三种计算方法的使用性范围,同时给出了相同厚度条件下ANSYS及弹性力学解析解计算扭转刚度比值δ随a/b的变化曲线,对工程的应用具有指导性意义。

梅花接轴扭转强度分析的光力学方法

应用光力学方法中的光弹性法及影像云纹法对两种轧辊梅花接轴在受扭状态下的强度作了分析评判。梅花轴为非圆截面,没有剪应力理论解,作者应用了薄膜比拟理论证明三瓣状的梅花接轴在强度上比四瓣状的要强,而且也提供了一种零件强度分析的有效方法。

压力水箱中平板壁的变形分析与研究

平板壁是压力水箱中最薄弱的环节。基于弹性力学中薄膜比拟理论提出了采用横向增加加强筋的方法来提高平板壁的强度与刚度,其方法简单、实现方便、通用性强,并利用ANSYS软件对该方法进行了仿真验证,其结果表明该方法较为理想。

椭圆形等直杆自由扭转的加权残值法力学分析

针对椭圆形等直杆的自由扭转问题，建立了加权残值压力学分析的基本理论，并用最小二乘法推导出了应力计算的公式。经实验检验，理论值与实验值能较好吻合，表明该理论也可用于解决椭圆等直杆的约束扭转问题。

多层楼式截面剪力流的计算

针对液压支架结构件一种常用的具有１４个闭室的多层楼式薄壁截面，推导了在剪力和扭矩作用下，计算剪力流的详细过程，为支架强度计算提供较精确的依据，给出了算例及剪力流分布的图示结果。

FRP约束混凝土轴心受压短柱承载力计算分析

本文通过采用混凝土三轴应力Ottosen破坏准则及本构关系对FRP约束混凝土柱受压过程进行计算及分析 ,发现当组合构件应力超过混凝土抗压强度不多时核心混凝土已达到破坏条件。但由于FRP的约束作用整体承载力仍可有很大提高 ,此时混凝土主动承载力对组合承载力的贡献应小于 fc,故引入混凝土抗压强度折减系数k1 。

ABAQUS在等直矩形截面杆扭转中的应用

材料力学作为研究杆系结构的经典,在基于连续性假设、均匀性假设、各项同性假设、小变形假设的基础之上,对于很多问题给出了精确的解答。但是对于真实的感性认识,在材料力学中还是有所欠缺,对于翘曲问题(如矩形截面的扭转),在材料力学中还是无法解决的,虽然弹性力学给出了理论解,但是其正确性有待验证,所以应用ABAQUS进行模拟仿真,使得材料力学中的问题变得更加形象化,使弹性力学的解得以验证。

截面含切口圆柱体自由扭转的弹塑性分析

对于截面含切口圆柱体的弹塑性自由扭转问题的分析,可按受力特点分为三个阶段:全弹性阶段、全塑性阶段和弹塑性阶段。每一阶段对应的分析方法不同,其中,在全弹性阶段可以采用有限差分法分析;在全塑性阶段可以按沙堆比拟的方法采用等倾曲面模拟;弹塑性阶段可以结合上述两种方法的结果和思路进行分析。利用差分法可以求出自由扭转截面内各离散点应力函数的数值解。本文推导了自由扭转的应力函数与J积分之间的关系,得出了自由扭转的应力函数与III型裂纹的J积分之间的关系式。数值计算结果验证了本文方法的有效性和精确性。

用加权残值法解凸多边形截面杆的扭转——加权残值法在材料力学中的应用之三

加权残值法是一种求解微分方程的方法。它不是严格地求微分方程的解析解,而是直接从微分方程得出问题的近似解。由于此法原理简单、方法简便、计算工作量小,因此,它在流体力学、热传导、化学工程及结构分析等方面得到广泛应用。关于加权残值法的原理,前二文已进行了介绍,不再赘述。仅将加权残值法的分类简述如下。