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。

脊柱L3-L5段机械模型的力学特性分析

借助计算机辅助设计软件SolidEdge,根据人体解剖学数据建立了人体脊柱L3-L5段近似三维几何模型,并利用有限元分析软件ANSYS进行赋值,模拟了脊柱L3-L5段的结构特性、材料特性、接触特性。将椎骨划分为皮质骨、松质骨等结构,用接触连接的方法模拟了椎骨与椎间盘之间、小关节之间的连接情况,采用实体单元Solid187对其进行网格划分。对该三维有限元模型进行加载分析,得到其在200N轴向力作用下和100N侧向力作用下的应力和变形数据,该数据可以为脊柱生物力学的研究和侧凸脊柱的病因及矫正提供一定的参考依据。

骨组织钻削过程有限元模拟研究进展

近年来,基于力反馈的虚拟手术训练系统以安全、高效、灵活的优势,为年轻医师提高手术技能提供了全新的训练方式。其中,精确的钻骨力和逼真的操作手感是虚拟手术训练的关键,骨组织钻削过程的精确仿真依赖于建立精确的钻骨力预测模型。借助有限元技术建立力预测模型是虚拟训练系统开发中的关键部分。文章从骨模型重建、材料模型、网格模型、钻骨力预测4个方面梳理了骨组织钻削过程有限元模拟方面的研究现状,主要对骨组织材料模型的构建进行了详细论述,对几种重要模型加以总结,为该研究领域常用的模型提供相对完整的认识,以建立更加精确的钻骨操作力预测模型。

钢渣透水混凝土路面数值模拟及结构设计分析

基于静态力学试验测定钢渣透水混凝土的孔隙率、抗压强度以及弹性模量之间相关性,将透水混凝土路面孔隙分成上、中、下三层,采用ABAQUS软件建模,以迁安市某市政道路为背景,分析不同孔隙率和不同面层厚度下主应力变化情况,并研究了不同降水条件下透水混凝土孔隙率和面层厚度的选择要求。分析结果表明:钢渣透水混凝土材料抗压强度与孔隙率之间具有线性相关系,而弹性模量和普通混凝土一样符合受立方体抗压强度影响的规律,但相比较普通的混凝土偏小;钢渣透水混凝土路面结构设计厚度需要最大主应力满足抗折强度以及透水层的总厚度满足透水所需厚度,对于该路段最合理最经济的路面结构层钢渣透水混凝土孔隙率为17%,厚度为22 cm;而当降水条件发生变化时,在不同降水条件下都存在一个理想路面结构层厚度和透水混凝土孔隙率。

不同计算模型下输电导线载流量研究分析

深入开展不同计算模型下输电导线载流量研究分析,对提高输电导线载流量计算准确度和输电线路导线的选型具有重要意义。为此,基于有限元模型、IEEE 738计算模型和CIGRE WG 22.12计算模型开展了输电导线载流量特性研究。通过研究发现:不同海拔、不同风速下三种模型计算结果基本一致;在温升过程中有限元模型计算结果与试验数据较为接近,在热稳定情况下三种计算方法偏差不大;风速对输电导线载流量影响较大;随着海拔的升高相同条件下的导线热稳定时的温度也随之升高。

基于间断有限元模型的给排水干湿分离研究

针对给排水干湿分离难以确定运动交界的问题,该研究将利用离散格式有限元建立浅水方程模式,结合细分化单元内物理量进行线性重构,提出了一种新的给排水干湿分离方法。该方法保证了干湿交界处水体静止状态不被破坏,并且在水体非物理流动条件下的干湿处的过渡区域之间可连续。经过数值实验结果表明,采用间断式的有限元模式能够准确地模拟给排水的水体情形,计算过程中可精确计算间断间运动过程。