城中心大型医院入口人行交通系统优化——四川省人民医院为例的Massmotion仿真分析

城市中心大型医院入口处的人行交通拥堵问题亟待解决,而现有方案缺少模拟分析及量化的数据支持。文章以Massmotion仿真模拟结果为定量方法,对现状进行仿真模拟,从多定量角度分析论述了方案的可行情况。

面向水下运载平台的氢氧燃料电池建模与仿真分析

以Modelica为基础,面向某型深海运载平台使用的质子交换膜燃料电池构建模型,主要包含氢氧燃料电池电堆模型、供氢系统模型以及供氧系统模型。针对该燃料电池模型分别进行了稳态验证,研究了氢氧气体压力、工作温度以及质子交换膜厚度对电池性能的影响,分析了该模型的动态性能。结果表明:该模型与实际运行数据具有良好的拟合度,能较为真实地反映燃料电池运行的氢氧气体压力、工作温度、质子交换膜厚度等关键参数对电堆性能的影响,较好地反映燃料电池动态输出特性。

基于GT-Power对汽油机不同负荷运行特性的仿真分析

为分析某款汽油机在不同转速下不同负荷运行特性对该汽油机功率、扭矩和燃油消耗率的影响,进一步提高发动机性能,利用GT-Power软件建立了该型号汽油机的仿真模型,并对全负荷状态条件下的发动机进行相应的台架试验,将得到的试验结果与GT-Power建立的发动机仿真模型的仿真结果进行对比,对比结果显示仿真值与试验值比较吻合,验证了所搭建汽油机模型的准确性。为进一步研究所搭建的汽油机模型在不同负荷运行特性的情形,通过调节PID控制器中的比例-积分数值改变节气门开度来进行仿真分析。最后对不同负荷条件下运行特性的仿真结果进行分析,为进一步提升发动机性能提供参考。

圆盘式甘蔗切割装置运动分析与仿真研究

提升圆盘式甘蔗切割装置的收割质量,减少切割过程中的甘蔗损失对于甘蔗机械化收获具有重要意义。在建立刀片刀刃上单点运动方程的基础上,利用Mathcad和Adams软件验证其正确性;从理论上推导出圆盘割刀不漏割条件、刀盘与甘蔗不接触条件及避免多刀砍蔗条件;通过Adams软件进行刀盘运动仿真,验证不漏割条件的准确性,同时分析甘蔗是否被多次切割。研究确定了不漏割条件下的切割速比和刀盘与甘蔗不接触时切割速比的影响因素,并确定了切割速比的合理取值范围。理论分析与仿真研究结果为圆盘式甘蔗切割装置设计与优化提供理论参考,有助于提升圆盘式甘蔗切割装置的实用性。

水下重力实时测量数据仿真及精度分析

重力辅助惯性导航是实现水下潜器长期、自主、隐蔽、精确导航的重要手段之一。水下重力传感器实时测量数据的获取以及测量数据误差补偿是将重力导航付诸实际工程需重点关注的问题。由于实施水下重力测量试验受诸多条件限制,因而缺乏符合实际物理特性的水下重力实时测量值,导致对其特性及其精度水平的认知偏差,进而影响重力辅助惯性导航的性能。海洋水下重力实时测量数据仿真依据现有海洋重力仪以及惯导元器件的性能特性对水下重力实时观测进行模拟仿真、数据处理以及精度评估,可在实验室环境下再现水下重力数据实时获取的物理过程。试验中分析了不同速度误差、纬度误差、方位角对重力测量在不同纬度处的影响,并仿真了一段24h的水下动态重力测量过程,结果表明在选定的惯性元器件和重力仪参数条件下,自由空间重力异常测量精度为3.5mGal,为进一步开展重力辅助惯性导航关键技术及算法模型的有效验证与优化提升提供了有效支撑。

基于UDF热源函数的热电池激活过程仿真分析

为研究热电池激活过程的内部温度变化及激活时间,考虑到热源点火间隔及放热反应区的移动对激活性能的影响,运用用户自定义函数(user defined function,UDF)编写相应热源函数程序来模拟激活过程中点火头、引燃条和加热片的顺序燃烧和热释放,对激活时间及开路电压进行预测。结果表明:忽略热源点火间隔时,各层电解质温度达到熔点的时间近乎相同;考虑热源点火时间间隔时,随着电解质层数的增加,各层电解质达到熔点的时间逐渐增加,热电池的激活时间由底层电解质达到熔点的时间决定;开路电压达到峰值需要一定的过渡时间;相较于忽略热源点火间隔,考虑热源点火时间间隔更符合实际情况。模型和仿真方法能够体现点火头、引燃条和加热片释放热量与热传导过程。

直柄单钩吊钩的模态仿真分析与试验研究

起重吊钩需要适应各类工作环境,为提高作业安全性,需评估其振动特性。首先,建立了起重吊钩的三维模型,在此基础上,根据实际工况条件,利用有限元软件进行模态仿真分析,获取了起重吊钩的固有频率和振型。第七阶至十二阶频率分别为:28.16、80.89、124.35、163.55、253.21、294.13Hz。然后,通过力锤法进行模态试验,得到了起重吊钩的第七到十二阶的固有频率分别为:30.81、86.93、135.36、172.72、263.91、302.27Hz,最后将仿真分析结果与试验结果进行了对比和分析。结果表明:仿真值和试验值的相对误差不超过10%,试验验证了仿真分析正确性,为起重吊钩的后续研究和安全作业提供了参考和理论依据。

基于CFD-DEM的种子联合收获机气流清种仿真分析

针对现有种子联合收获机在收获后籽粒输运搅龙、杂余搅龙和卸粮搅龙处会残留种子的问题,在上述部位添加了清种气流,并分析在这些机构内使用气流清理残留种粒的可行性。从螺旋搅龙转速和清种入口气流速度这两个因素对清种效果的影响进行研究,开展卸粮搅龙机构内气固两相流的数值仿真,并基于计算流体力学-离散单元法(CFD-DEM)进行耦合求解,获得了清种过程中气相与颗粒相的速度分布及运动轨迹。结果表明:螺旋搅龙的运动状态对清种气流的通过性有显著影响;当螺旋搅龙处在高转速状态时,清种气流衰减速度较快,此状态下难以有效地利用气流进行清种;气流速度对清种效果影响显著,余种数量和清种所用时间随气流速度升高而降低,但当气流速度过快时会使种子撞击在螺旋搅龙叶片上产生反流和飞溅现象,从而影响清种效果。仿真表明,最优清种气流速度为50 m/s。

线激光扫描热成像无损检测参数有限元仿真分析

为进一步研究线激光扫描红外热成像无损检测技术,探究检测过程中可调参数及被检材料参数对热成像结果的影响,以获取最佳缺陷检测效果。本文使用COMSOL软件建立线激光扫描碳纤维复合材料的有限元分析模型,选取缺陷中心处及无缺陷处表面最大温差作为衡量检测效果的特征量,分析线激光长度、缺陷大小及缺陷深度对CFRP(Carbon Fibre Reinforced Plastics)热成像结果的影响规律,并分别对3个参数与检测效果的关系进行拟合。研究可为搭建激光扫描热成像检测系统和制定准确可靠的检测标准提供参考。

胫骨内侧应力在跑步运动过程中的计算机仿真分析

背景:内侧胫骨应力综合征是困扰跑步者的一种常见的下肢慢性损伤,其损伤机制可能与“肌肉牵引”假说有关,然而这种假说还没有得到完全的证实。目的:使用肌骨仿真系统和有限元分析等方法,考察比目鱼肌、胫骨后肌、趾长屈肌在跑步过程中的收缩特征是否与跑步时胫骨内侧缘的应力水平存在相关性,从而影响内侧胫骨应力综合征的发生与发展。方法:将6名受试者不同速度跑步时的动作捕捉数据输入Anybody Modeling System骨肌仿真系统,对2.5,3.5,4.5 m/s三种跑步速度情况下的步态支撑期进行逆动力学仿真,将仿真得到的边界条件与有限元模型结合,考察胫骨内侧的应力分布情况。使用偏最小二乘回归方法分析自变量(肌力、弹性势能)与因变量(胫骨应力)之间的相关性。结果与结论:①胫骨应力水平在支撑期(1%-50%)存在速度间的统计学差异(P=0.044,F=3.834,η_(p)^(2)=0.040);②3种速度下,比目鱼肌的肌力与胫骨应力之间的平均相关性最高(r=12.999),其次胫骨后肌肌力与胫骨应力的平均相关性排名第二(r=-10.735),然后依次是趾长屈肌肌力(r=-9.751),胫骨后肌弹性势能(r=8.012),比目鱼肌弹性势能(r=9.076),趾长屈肌弹性势能(r=-4.782);③结果表明,跑步速度的增加,胫骨应力水平随之上升;比目鱼肌的收缩及吸收的弹性势能在跑步过程中的释放对于内侧胫骨应力综合征的发展将产生不可忽略的影响,而胫骨后肌和趾长屈肌的作用被高估了;综合来看,研究支持了“肌肉牵引”假说中比目鱼肌的收缩对内侧胫骨应力综合征发展发挥作用的推论。

基于仿真分析的复杂机械系统设计优化研究

文章分析了仿真分析应用原理、技术与流程,探讨了基于仿真分析的复杂机械系统设计要点,并结合实际案例分析准直参考网络系统准直板的优化过程,利用ANSYS仿真软件建立模型,对构件静力学进行分析,确定了最优方案,有效提升了构件性能,旨在增强国内机械系统设计水平,促进机械产业的良性发展。

多关节仿生机械手结构设计与仿真分析

介绍了一种仿人手指驱动器组成的三指软体机械手爪。根据手指的结构,设计的仿人手指驱动器由3个弯曲关节及4个软体指节组成,通过关节腔室变形弯曲协助手爪进行抓握,指节处用实体硅胶,每个关节通过单独的腔道分开控制,驱动方式为气压驱动,安全稳定。使用Solidworks设计仿人手指驱动器,将其导入ABAQUS对仿人手指驱动器进行有限元仿真,分析确定驱动器的关节处的结构参数。将仿真结果与传统连续式软体驱动器的仿真结果进行对比,仿人手指驱动器更具优势。

虚拟仿真技术在大型分析测试仪器开放共享中的应用初探

广东工业大学通过构建分析测试大仪智慧学习平台,依托虚拟仿真技术,将大型仪器设备的认知与培训环节进行仿真前置,有效减少了因操作不熟练、技术不扎实、应用不合理等原因导致的仪器损坏、机时占用、测试结果不理想、科研资源严重浪费等问题,促进了学校大型分析测试仪器开放共享的科学、高效、高阶管理。“虚实结合”的管理模式,使得大型仪器设备的机时利用更合理,测试效率更精准,仪器维护更长效。同时,也有助于大型精密仪器的推广学习,提升测试育人实效,让更多的学生认识、走近分析测试仪器,对理工类大学生的创新意识、实验技能起到了激发和引导作用。

地铁曲线地段扣件刚度对钢轨波磨的影响实测与仿真分析

钢轨波磨是地铁典型病害之一。为抑制钢轨波磨的产生,对某地铁线路的钢轨波磨特征、轨道刚度进行测试,并基于摩擦自激振动理论,研究了扣件刚度对钢轨波磨的影响。结合实测与仿真结果,提出了钢轨波磨控制措施,并通过后续测试对治理效果进行评价。研究结果表明:该线路存在40 mm~60 mm典型波长的钢轨波磨,并且内轨钢轨波磨更为严重。轮轨系统的不稳定振动主要发生在内侧轮轨之间,且频率为445.38 Hz。增大扣件垂、横向刚度可以抑制该不稳定振动,降低轨道结构在400 Hz, 800 Hz频率下的动态响应。波磨治理1年后,内外轨的不平顺幅值并未有明显增长,钢轨波磨发展速度得到明显控制。研究结果可为既有线路钢轨波磨治理以及新建线路钢轨波磨预防提供参考。

基于流场仿真分析方法的航空机载生物隔离舱负压控制系统设计

目的针对多名传染病患者航空转运过程易发生病原体扩散风险,为保证转运安全,提高转运效率,提出一种大型航空机载生物隔离舱负压控制系统关键技术研制策略。方法通过采用流场仿真分析方法,对负压控制系统风机条件参数和负压压差参数等设计变量进行了模拟验证,提出负压控制系统设计与自动控制策略。结果获得了舱内空气循环特性、风速参数和压差梯度等参数信息,验证了舱体风道和风机参数的可行性,为排风装置和压差自动控制装置的研制提供了技术支撑。结论最终建立的负压控制系统可实现换气次数≥10次/h和压差-50 Pa的性能要求,形成了良好的压力梯度分布,满足生物安全防护使用需求,降低了试验成本和研制周期;基于压差控制策略所建立的风量自动调节功能,可满足不同飞行工况下的航空环境使用要求。

基于演化博弈理论的医疗机构制剂监管研究及仿真分析

目的探究医疗机构制剂监管的博弈策略,为后期监管提供决策参考。方法本文构建了药品监管机构与医疗机构的演化博弈模型,分析了双方的稳定性策略选择,并运用Matlab软件对不同策略进行仿真分析,同时,还探究了部分参数的变化对系统演化结果的影响。结果药品监管机构和医疗机构的策略选择是一个动态的过程,在不同参数条件下,选择不同的稳定性策略,其中政府奖惩力度对医疗机构积极负责具有正向激励作用,产业及地方经济的发展和上级政府的奖惩也会影响药品监管机构的选择。结论建议政府制定合理奖惩机制,同时药品监管机构需要综合考虑、因地制宜、精准施策,医疗机构也要转变观念、加强培训、主动创新,共同助力医疗机构制剂的高质量发展。

基于有限元仿真技术的可分体落地电源车车厢结构力学性能分析

探讨了分体式电源车在现代社会中的重要性,强调其在为现代工业提供电力后勤保障中的关键作用。随着专用车行业的发展,电源车的设计正朝着高效、环保和智能化方向发展,其中可分体设计成为提升灵活性和维护便利性的创新方案。基于有限元仿真技术,分析了可分体落地电源车车厢的结构力学性能,旨在为电源车的设计优化和材料选择提供科学依据。通过有限元仿真技术评估了其在不同工况下的力学表现,提出了优化建议,推动电源车技术的进步与应用。研究结果将为电源车的创新发展提供理论支持和实践指导。

激光诱导击穿光谱(LIBS)分析虚拟仿真实验

虚拟仿真实验作为大型仪器分析实验教学模式的新兴趋势,有效地将虚拟仿真技术与实物仪器教学相结合,最大限度地提升了学生对于大型仪器分析的综合应用能力。本文以激光诱导击穿光谱(LIBS)虚拟仿真实验系统为例,完整地模拟了LIBS系统的样品处理、光谱采集、定性分析和定量分析等实际实验场景,通过虚实结合实验教学模式对实验过程进行实时跟踪与综合考评。该实验有助于提高学生自主探究能力和创新意识,培养具有独立思考与实践能力的拔尖人才。

基于VL Motion的装载机工作装置耦合仿真分析研究

针对装载机工作装置系统响应缓慢、液压缸位移跟踪效果差等问题,借助Virtual Lab Motion中内嵌的Catia软件,根据HT25-J装载机具体尺寸建立了工作装置三维模型,在VL Motion中定义了构件、添加运动副和耦合仿真相应驱动接口,形成了机械系统动力学模型。通过对装载机工作装置电液系统进行分析,利用AMEsim建立了工作装置电液系统模型,同时添加了相应的VL Motion无缝集成应用接口,最终通过两者间的接口进行变量的数据交互,实现了在VL Motion耦合仿真分析平台上进行耦合仿真分析。通过采用经典PID闭环控制系统控制改善了工作装置液压缸性相应速度和位移跟踪效果等性能。仿真结果表明,借助VL Motion和AMEsim耦合仿真分析平台,在PID闭环控制下的装载机工作装置综合性能较之前有较大的提高,响应迅速,并且跟踪位移误差可以控制在2%以内。

自适应机载式临时支架设计及仿真分析

在井下掘进工作中临时支护是必不可少的一环,但由于掘进巷道临时支护智能化的失调,导致机载式临时支护无法根据打锚杆锚索所产生的围岩变化进行有效的顶板控制,同时根据国家煤矿安全监察局发布的公告《煤矿机器人重点研发目录》,研制开发一种自适应的机载式临时支架,利用SolidWorks软件对其中关键零部件进行设计以实现对不同倾斜顶板的贴合支撑功能,并建立三维模型,通过理论力学原理分析出支护装置在不同支撑姿态下顶架和各液压缸的受力符合支护强度,同时设计相应的液压系统,利用AMESim仿真软件进行仿真分析验证支撑力可以随顶板压力变化进行自适应调整。