矩形钢管混凝土中长柱轴压性能研究

为研究矩形钢管混凝土中长柱的轴压性能,基于合理的混凝土和钢材本构模型,采用有限元软件ABAQUS建立三维实体精细化足尺中长柱有限元模型,该模型考虑钢管与混凝土之间相互作用、初始缺陷。试验结果验证了该方法的准确性。在此基础上,全面分析了中长柱加载过程的变形规律,详细考察了中长柱破坏模式,进而揭示了矩形钢管与核心混凝土之间的相互作用。最后,探讨了混凝土强度、钢材屈服强度、截面含钢率、截面长宽比以及长细比对矩形钢管混凝土轴压中长柱稳定系数的影响。研究表明:长细比对矩形钢管混凝土中长柱稳定性影响较大,其次是截面含钢率,而混凝土强度、钢材屈服强度和截面长宽比的影响非常小,可忽略不计。

井间ERT电极阵列优化及监测实验系统设计与开发

为了开发用于地层中CO_(2)运移监测的井间ERT系统,研究了ERT电极阵列和工作模式优化设计方法并研制了井间ERT监测模拟实验系统;基于COMSOL平台构建了模拟井间ERT测量响应的有限元数值模型,利用数值模型分析了电极间距和宽度等参数对监测区域电场灵敏度的影响规律以及不同电极阵列工作模式下场域灵敏度的分布特征,确定了井间ERT实验系统中最优的电极参数,即电极间距、宽度与监测范围的比值分别为0.200、0.025,电极阵列的工作模式为AM-BN;在对实验系统进行功能需求分析、总体设计以及上述优化设计的基础上,分别对系统硬件部分和软件部分进行了开发,采用多路切换开关并配合精密电桥仪实现了对电阻抗参数的测量,利用以LabVIEW为平台开发的测控软件实现了对实验系统的自动化控制;以埋放绝缘物体来模拟注入地层CO_(2)的方式开展了实验测试,结果显示测量到的电阻抗数据可以灵敏地反映出监测区域电参数的变化且能够用于定位绝缘物体的位置,从而验证了所开发系统的可用性;所建立的电极阵列优化设计方法以及开发的井间ERT监测模拟实验系统为下一步深入研究基于复电导率参数的CO_(2)饱和度评价模型和开发现场适用的井间ERT监测系统提供了实验平台。

高速公路工程中水泥搅拌桩桩身合理设计强度研究

在公路工程的搅拌桩地基设计中,一般假设加固区桩土变形协调,从而采用复合地基理论进行设计。但是目前许多的工程实践表明在路堤荷载作用下,搅拌桩地基桩土之间存在差异沉降,桩身强度不能够完全发挥,为此需要对复合模量的表达式进行改进。本文采用有限元分析了路堤荷载作用下搅拌桩地基的变形响应情况,分析了加固区桩间土变形与桩身模量之间关系,得到了水泥土搅拌桩强度的合理范围。

基于点源的救援井探测模型分析与仿真

钻救援井是目前控制井喷事故的有效方法。为了研究救援井电磁探测方法,采用井地电流注入法,构建了基于点源的救援井探测模型,并利用有限元软件,分析了电极布局方式、电流大小、事故井与电极间距、套管长度对事故井套管汇聚电流密度的影响。研究结果表明:接地电极置于套管处更利于事故井套管的电流汇聚;电极与套管的间距越大则汇聚电流密度越小,且注入电流大小与套管的汇聚电流密度大小呈线性关系;汇聚电流密度大小随套管长度的增加而增大,但增大的幅度随着套管长度的增加而减小。验证了事故井套管汇聚电流模型的有效性与可行性,为研制救援井连通测量工具提供了一定的理论依据。

液压缸结构设计的有限元法

采用有限元方法对液压机中的主液压缸进行结构设计。得到了详细的应力、应变分布云图及应力集中和最大变形的位置。根据分析结果 ,优化设计方案 ,并重新进行数值模拟 。

六级分支井分岔装置的选材

多分支井目前已成为油气田开发的重要技术。在研发过程中发现,分岔装置的选材是影响六级分支井在油气田能否成功应用的关键。根据ASME锅炉和压力容器规范的两倍弹性斜率准则,采用有限元软件Marc研究了IF钢、10CrMnMoSi双相钢及2205双相不锈钢制备的六级分支井分岔装置的爆破失效与结构失稳问题。结果表明,IF钢不能满足六级分支井分岔装置打压要求,10CrMnMoSi双相钢及2205双相不锈钢都能够满足分岔装置设计及制作工艺要求,并且通过打压实验验证了模拟结果的可靠性。因此,应当优选高强度、高塑性的材料作为六级分支井分岔装置的设计及制备材料。

154吨电动轮自卸车轮边减速器的设计与分析

以电动轮自卸车轮边减速器为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件对太阳轮和行星轮进行了仿真分析,得到了太阳轮和行星轮的等效应力云图,并对有限元分析仿真值与理论计算值进行了对比,结果表明,理论计算值与仿真值非常接近,表明采用ANSYS有限元分析软件分析轮边减速器的疲劳强度问题的可行的。

非等距多鞍座卧式压力容器的有限元分析

应用ANSYS有限元分析软件,以采用分析设计方法的非等距四鞍座大型压力水罐有限元分析计算模型为例,参照JB/T 4731—2005标准的相关规定对各部分结构进行确定性强度校核,为非等距多鞍座卧式压力容器的设计提供有益的探讨。

蜂巢式髓芯减压术治疗早中期股骨头缺血性坏死的有限元分析

目的应用有限元分析的方法对蜂巢式髓芯减压术(Honeycomb core decompression surgery,HCD)和单孔髓芯减压术(Core decompression surgery,CD)治疗早中期股骨头缺血坏死(Avascular necrosis of the femoral head,ANFH)进行比较研究。方法选择在我院住院治疗的股骨头坏死患者,FicatⅠ、Ⅱ、Ⅲ期各1例,按照成人股骨头坏死诊疗专家共识(2012版)标准进行纳入和排除。用GE 64排Light spead VCT工作站获取数据,以Dicom格式导入IBM w520个人笔记本电脑,用Mimics16.0软件进行建模。利用Mimics 16.0 CAD功能和3Matic3.0软件,建立Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期共6个单孔和蜂巢式髓芯减压模型。将6个模型在3Matic3.0软件内进行面网格划分和体网格划分,然后导回Mimics16.0软件中,并参照软件中材料公式及灰度值进行材料赋值。导入到ANSYS14.0软件中,进行有限元仿真实验。计算股骨颈和通道应力集中部位的应力,在应力集中部均匀选取10个节点,计算其均值。结果通过有限元数据分析,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期中,加载一定应力后,CD和5孔HCD分别比较股骨头应力,股骨头应变。股骨头和粗隆处髓芯减压术开口处等数据分析说明:股骨头缺血坏死不论Ⅰ期还是Ⅲ期,减压后,无论应力和变形,HCD均优于单孔髓芯减压术。多通道减压更稳定、安全。结论蜂巢式髓芯减压术治疗早中期股骨头坏死具有手术疗效肯定,创伤小,出血少,术后恢复快特点,易于在临床应用推广。

径向基神经网络模型的白车身轻量化设计

为了降低车身质量,以朗逸230TSI款轿车白车身为研究对象,采用Radioss求解器对车身扭转刚度、弯曲刚度、模态进行分析。通过模态试验验证了车身有限元模型准确性,采用Plackett-Burman实验设计法选取18个部件厚度为设计变量,建立白车身径向基神经网络近似模型,以车身质量,一阶扭转频率为优化目标,车身扭转刚度,弯曲刚度和一阶固有频率为约束条件对白车身进行多目标优化。通过近似模型与有限元模型结果对比,验证了优化结果的准确性。结果表明,车身质量减少18.3kg,一阶扭转频率提高5.24Hz,优化效果显著。

新型盾构机刀盘设计与有限元分析

为满足盾构机在复合型地层下掘进的需要,设计了一种新盾构机刀盘。刀盘主要由刀盘框架、滚刀、刮刀和泡沫管组成,可替代进口刀盘或可与其他进口装置组合使用。运用有限元软件对该刀盘在实际工况下的受力情况进行了分析,结果表明,刀盘能够满足实际工作要求,结构可靠性高。

螺旋槽气体润滑机械密封温度场有限元分析

应用有限元法计算了螺旋槽气体润滑机械密封的稳态温度场分布。计算了不同压力、转速及导热材料下密封环温度分布,并与实验值做以比较,并对计算结果进行分析。

钻井作业井喷抢险装置设计

针对目前钻井作业过程中出现的井喷失控事故,设计了井喷抢险装置。该装置在远程控制下能够与光套管连接并且能可靠封闭井口,提高了井喷抢险作业的安全性。井喷抢险装置主要由支撑系统、生根系统、起升系统、对中系统、封井系统和套管卡紧系统组成。作业过程:支撑架将井喷抢险装置支撑在井口,支撑架上的液压缸推动固定架向前运动,当到达指定位置后生根系统卡紧套管本体,实现井喷抢险装置的生根;在对中系统的作用下,封井系统在水平面内前后左右运动,使封井系统的轴线与套管的轴线共线;升降系统带动封井系统下降,到达指定位置后封井系统停止运动;关闭环形防喷器和全封闸板防喷器,分别封闭封井系统与套管间的环空空间和套管内孔。对各系统进行了详细的结构设计并且利用ABAQUS有限元软件对关键零部件进行了有限元分析。分析结果表明,装置的强度与刚度均满足要求,针对目前钻井井喷事故中抢喷时间长、作业危险性高的现状,井喷抢险装置能够快速与井口光套管连接,及时制止井喷,可封闭压力达35 MPa的井口。

用于构建虚拟手术系统的几种平台比较

虚拟手术系统是复杂的系统,选择合适的虚拟现实平台会有助于实际系统的快速有效构建。本文阐述了虚拟手术系统中关键模块的功能:几何建模、变形计算、碰撞检测等,重点对几种构建虚拟手术系统的平台进行比较,分别对Open GL、Unity3D、Spring System、GiPSi System和SOFA等平台的特点进行了概述和比较。SOFA在涵盖了其他4种系统的优点的同时,还提供了快速便捷的开发环境,并且提供硬件加速和对力反馈设备的支持,是构建虚拟现实手术辅助系统的一个较好的选择。

基于有限元分析的GSFD6050雕铣机床身结构的优化与分析

数控雕铣机床身静刚度直接影响机床的加工精度。以GSFD6050雕铣机床身为例,提出该床身结构两种改进方案,并且对改进后的结构进行有限元分析。静力分析结果表明改进后结构在静刚度方面有所提高,并且改进后床身质量下降31%,实现GSFD6050雕铣机床身的结构优化。

某雷达转台翻转机构一体化设计与分析

介绍了一种雷达转台翻转机构的结构设计与分析。该转台翻转机构和方舱采用一体化设计,并利用有限元分析软件对转台翻转机构结构件进行了力学分析与设计优化;文中详述了该机构在运输状态和工作状态下各组成部分的受力分析方法和步骤,并给出了计算结果。经过对实物的实际测量和使用验证,证明该雷达的转台翻转机构和方舱一体化设计是成功的,完全满足雷达的使用要求。

四川盆地碳酸盐岩裂缝预测的新方法

本文提出了碳酸盐岩裂缝性储层的一种新评价方法——古构造应力场数值模拟法。在模拟的基础上,本文探讨了不同性质应力场的特征及其对裂缝发育的控制作用,总结了应力场特征与构造形迹的关系进而提出了预测裂缝发育区带的一些基本原则与方法,为优选探井井位、提高裂缝钻遇率、降低勘探成本提供了科学的地质依据。

三环减速器齿环板的有限元分析

齿环板是三环减速器的重要传动零件,既是平行四边形机构的连杆,又与输出轴上的外齿轮互相啮合,其结构和受力情况都比较复杂。对齿环板受力进行了分析,计算了7种工况下齿环板所受的载荷力,应用ANSYS软件对其进行有限元分析求解。结果表明最大应力和最大位移都出现在φ=120°时的工况位置,且出现在受啮合力轮齿的齿根处。计算结果表明三环减速器齿环板的强度满足要求,这对三环减速器的设计计算和结构优化具有重要的意义。

基于Berkovich压入氮化硅断裂韧性实验验证虚拟裂纹闭合法的有效性

依据Berkovich压入实验获得的压痕裂纹参数和加卸载曲线,通过有限元数值分析方法计算出氮化硅的弹性模量和屈服强度,然后采用虚拟裂纹闭合法计算其裂纹尖端应力强度因子KI,最终获得满足等KI准则的断裂韧性参数。结果表明,不同载荷下计算结果与氮化硅断裂韧性标准值之间的误差范围在-6.58%到-3.74%之间,因此本文所建立的Berkovich压入断裂韧性模型测试结果相对准确可靠,验证了虚拟裂纹闭合法的有效性,同时该方法可以为陶瓷材料的质量评价及工艺参数优化提供一定的技术手段和方法。

Postbuckling of Marine Stifened Composite Plates with Initial Geometric Imperfections Using Progressive Failure Analysis

This work explores the postbuckling behavior of a marine stifened composite plate in the presence of initial imperfections.The imperfection shapes are derived from buckling mode shapes and their combinations.Thereafter,these imperfection shapes are applied to the model,and nonlinear large defection fnite element and progressive failure analyses are performed in ANSYS 18.2 software.The Hashin failure criterion is employed to model the progressive failure in the stifened composite plate.The efect of the initial geometric imperfection on the stifened composite plate is investigated by considering various imperfection patterns and magnitudes.Results show that when the magnitude of the imperfection is 20 mm,the ultimate strength of the stifened composite plate decreases by 31%.Moreover,global imperfection shapes are found to be fundamental in determining the ultimate strength of stifened composite plates and their postbuckling.