考虑多点随机接触的触头接触温升建模方法

触头发热直接影响电气开关的运行性能,确定接触面的温升是很必要的。为了克服单点接触模型准确性较差的缺陷,结合传热理论,考虑触头接触热阻和多点接触的随机性,给出了一种通用的触头接触面温升建模方法。研究考虑接触热阻后的温升建模方法,和多点随机接触的结构建模方法,给出了具体计算模型和实现过程。实例测试结果表明:接触热阻能有效反应接触面和目标面之间的温差;多点随机接触的结构建模方法,能够正确反应斑点大小及斑点数量对温升的影响。该方法具有通用性,利用它可以自动生成斑点数量和大小可变的随机接触模型,并计算触头接触面上的温升分布。

接触表面的边界条件奇异性及其随机扰动

碰撞表面的随机边界条件反映了粘弹性材料在不同碰撞条件下的复杂性质.数值的不确定性和确定模型的渐近估计都可以利用计算机系统来计算.运用有限元方法来模拟碰撞表面的变形,得出远离接触表面部分的结构保持稳定.

水平振动式滚磨光整加工残余应力离散元有限元耦合仿真与实验研究

为探究水平振动式滚磨光整加工对零件表面残余应力的影响,提出一种适用于动态零件的离散元有限元(DEM-FEM)耦合仿真方法。分析了振动周期内颗粒运动状态以及颗粒间平均接触力的变化,构建了颗粒与零件间的随机接触模型,开展了不同振动参数下的残余应力仿真,并进行了实验验证。研究结果表明:随着振动强度的增大,容器内颗粒运动更加剧烈,颗粒与零件间有效法向接触力发生概率及均值增大,导致零件表面残余压应力呈增大趋势。残余应力仿真值与实验值对振动参数的响应趋势一致,误差在3.6%~11.3%之间。

基于钻头破岩钻进的下部钻具横向振动特性研究

针对横向振动引起下部钻具失效的问题,基于钻头破岩钻进,并考虑钻具纵横扭耦合以及钻具与井壁随机接触,建立了系统非线性动力学模型,研究下部钻具横向振动特性。结果表明:在常用的牙轮钻头单扶下部钻具组合钻进过程中,钻头横振表现出较强的随机性,根据贝克休斯公司对钻具振动的量化标准,其强度属于剧烈分区;钻铤横振强度随其与钻头距离增大而近似呈指数递减,并在距钻头约50 m以后趋于稳定;钻铤上接的钻杆与近钻头钻铤的横振强度相当;下部钻具横振强度随钻压、转速增大而增大。考虑了牙轮钻头破岩钻进与下部钻柱的交互影响,对进一步揭示下部钻具的横振特性以及参数优选具有积极意义。

细观混凝土数值模型对比分析研究

从骨料的随机分布考虑,假定骨料为球形,分别模拟界面层为实体单元和接触面单元,建立了随机骨料分布模型和随机骨料接触面模型;基于CT图像,应用MATLAB和MIMICS软件,建立了不同特点的混凝土三维重建模型,对比分析以上模型的优缺点,从CT图像的CT数考虑,建立包含混凝土骨料的形状、级配、孔洞等的重建模型,该模型更加接近于真实的混凝土试件,为混凝土的细观数值模型研究提供了一条全新的研究思路,具有一定参考价值。

Probabilistic analysis of random contact force between geomembrane and granular material

A probabilistic method based on principle of maximum entropy was employed to analyze the randomness of contact force between geomembrane and granular material.The contact force distribution is exponential according to the proposed method and the grain size is the most important factor that affects the distribution of contact force.The proposed method is then verified by a series of laboratory experiments using glass beads and cobbles as granular material and a very thin pressure,indicating that film is firstly used in these experiments which give a reliable method to measure the contact force at each contact point.

基岩与混凝土胶结面的剪切试验和数值分析

以赣江公路大桥重力式锚碇基础工程为依托,在弱微风化泥质粉砂岩的地质条件下,针对混凝土与基岩之间胶结面不同粗糙度的实际情况,开展现场大型剪切试验研究,分析锚碇基础混凝土与基岩之间胶结面的剪切作用机理、破坏模式、变形特性以及抗剪强度参数。同时,为能有效评估胶结面粗糙度对抗剪强度的影响,引入随机分布特征参数,对胶结面的粗糙度进行定量指标化,并采用蒙特卡洛模拟方法模拟胶结面的起伏形态。最后,借助剪切试验数值模拟分析的手段,对不同粗糙形态胶结面的抗剪强度进行研究,进而提出一种基于随机接触面数值计算的胶结面抗剪强度评估的新方法。此外,为验证该抗剪强度计算方法的准确性,将现场直剪试验结果与其进行对比,取得了较一致的结果。