大型跳汰机机体有限元分析

为更好地指导跳汰机大型化过程中的机体设计并检验当前设计的合理性,以现30m^(2)三段跳汰机为研究对象,通过理论计算得出机体空气小庙内的低压风风压以及机体的许用疲劳应力,并以此为基础进行了有限元分析。结果表明:考虑安全系数,空气小庙内的低压风风压为35427.6Pa,机体许用弯曲疲劳应力为214 MPa;此条件下,当跳汰机机体钢板厚度为8 mm,且间隔750 mm加设筋板时,机体最大等效应力为69.7MPa,最大变形为0.9mm,机体结构安全,满足强度和刚度要求;若跳汰机大型化过程中,机体受到的空气压力变化较小,那么只要间隔一定距离加设筋板,机体就可以满足强度和刚度要求。研究结果为跳汰机进一步大型化提供了一定的理论支撑。

形状记忆合金材料相变伪弹性有限元分析

形状记忆合金(SMA)的相变伪弹性是其智能功能的体现之一,对它的分析研究,有利于把SMA材料应用于土木工程并实现其指定的功能。针对形状记忆合金的Brinson本构模型中的相变伪弹性的热力学方程和求解特点,提出了一种新的求解方法,先将热力学方程变化为差分形式,然后采用对分法对相互嵌套的热力学方程和控制方程进行求解,最后利用MATLAB软件编制了SMA材料相变伪弹性恢复力本构关系的有限元分析程序,得出了能够反映其本构特征的相变伪弹性恢复力曲线。

缺口根半径对NiTi形状记忆合金缺口前应力-应变分布和马氏体相转变的影响

用有限元法(FEM),计算不同缺口根半径的NiTi形状记忆合金紧凑拉伸试样在加载-卸载单次循环载荷下缺口前的应力-应变分布和马氏体体积分数.计算表明:4个特征载荷,即加载时缺口尖端A向M转变开始和结束时的载荷以及逆转变M向A转变开始和结束时的载荷,均随着缺口根半径的增加而增大.在相同特征载荷下,缺口前端区的最大正应力yσy和等效应变ε以及相应于马氏体相变的应力平台的长度均随着缺口根半径的增加而增大.缺口前端的马氏体体积分数随着到缺口尖端距离的增加逐渐下降,在特征载荷下,随着根半径增加,马氏体体积分数增加,发生马氏体相转变的区域增大.

Be、Ni元素对Cu-Al系形状记忆合金性能的影响研究

利用Bridgemen定向凝固炉制备了不同成分的Cu-Al系形状记忆合金单晶。并对其形状记忆特性进行了系统分析。结果表明,Be元素与Ni元素同时添加的Cu-Al-Ni-Be形状记忆合金单晶具有比单独添加Be元素或Ni元素的合金单晶更优越的性能。Ni与Be元素的同时加入导致固溶淬火组织的变化,对改善合金形状记忆性能起了交互加强的作用。

齿啮式快开压力容器塑性载荷的5%最大主应变方法

通过接触单元数值模拟啮合齿的接触过程,采用5%最大主应变准则,建立了基于整体有限元分析的齿啮式快开压力容器塑性载荷计算方法。设计和工程应用表明,按该方法设计的容器满足结构强度和寿命要求。

最大应变记忆元件

本文介绍的新型的应变测试元件——最大应变记忆元件,具有记忆构件上曾经历过的最大应变值的功能。在不跟踪测量的情况下,可以得知构件上曾经历过的最大应变值,使用方便,灵敏度高。

新型等通道转角挤压模具优化设计

设计出一种新型的等通道转角挤压模具,推导出该模具下工件变形等效应变值的理论表达式,并应用3D有限元分析技术,分析了模具转角区的外倒角半径R和内倒角半径r的变化对工件变形的变形行为、应变分布和挤压所需的最大载荷的影响。研究结果表明,R和r的增大都可以减小变形死区面积,但r影响更显著;R的增大将导致最大载荷的迅速减小,而r对其影响甚微。

循环载荷下TiNi记忆合金涂层表面裂纹扩展驱动力分析

TiNi记忆合金在一定温度范围内具有超弹特性(SE)的重要力学特征。把TiNi合金作为涂层材料可以有效地增强涂层的抗裂能力,延长涂层的使用寿命,是一种具有良好应用前景的功能涂层材料。本文通过数值模拟分析了循环载荷下TiNi记忆涂层表面裂纹的力学响应,研究了裂尖应力应变场及相应的裂纹扩展驱动力,并与常规涂层进行了对比分析,为TiNi记忆涂层的工程应用提供了一定的力学基础。

巴彦喀拉及其周边地块现今地壳应变分布特征

利用中国地壳运动观测网络及部分测绘部门GNSS连续运行跟踪站近年来的GPS观测资料,获得了巴彦喀拉及其周边地块的现今地壳运动特征,并采用应变分析模型获得了该区域的现今地壳构造应变分布特征。

大厚度水泥稳定碎石基层层间有限元模拟分析

大厚度水泥稳定碎石基层分层施工使得基层由设计中的整体受力变为两薄层受力,层间接触的存在降低了基层的路用性能,从而降低了整个路面结构的使用性能。文章采用有限元软件ABAQUS,分别对两种不同工况下(分层施工和全厚式施工)的大厚度水泥稳定碎石基层路面进行路表弯沉、面层底面和基层底面的最大主应力、土基顶部最小主应变及面层底面最大剪应力等指标的有限元模拟,分析不同工况的大厚度水泥稳定碎石基层路面的荷载响应。

UHMWPE纤维缠绕铝内衬复合材料气瓶爆破压力预测

本文利用有限元强大的后处理功能,在复合材料气瓶的有限元模型上选取一条路径,使其能够代表复合材料气瓶模型上的所有点,然后在同一载荷下观察这一路径上的点的应变曲线,观察曲线规律,从中选取三个点做出载荷-应变曲线,找出最大应变点。然后做出环向纤维缠绕复合材料层的这个点在不同载荷下的载荷-应变曲线,根据最大应变准则,预测UHMWPE纤维缠绕复合材料气瓶的爆破压力。

头部旋转运动中儿童头部尺寸和几何形状对脑组织损伤指标的影响

外伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI)是引起儿童致死致残的主要原因,许多研究借助有限元方法探讨头部跌落过程中儿童颅骨的损伤风险,但少有研究侧重于儿童脑损伤及其损伤机理。作为儿童脑损伤的初步研究,有必要基于生物仿真度较高的人类头部有限元模型,首先考虑头部尺寸和几何形状对脑组织生物力学响应的影响。因此,本研究基于由天津科技大学开发的第50百分位成人、6岁儿童和3岁儿童头部有限元模型,重构了NFL(national football league,NFL)头部碰撞试验,推导出不同年龄的头部在形状和尺寸方面的差异,以及这些差异对脑组织损伤指标的影响。结果表明,脑组织最大主应变和累积应变损伤测量(cumulative strain damage measure,CSDM)随头部尺寸的增大而增大,但与头部几何形状不敏感。本研究作为儿童脑损伤的基础研究,全面阐述了开发儿童头部有限元模型研究儿童脑损伤的重要性。

基于多尺度模型的简支梁钢桥面铺装受力研究

开展简支梁钢桥面铺装受力研究有助于解决正交异性钢桥面铺装早期损坏的问题,而多尺度模型能够精确地计算和反映各构件的受力情况,可为钢桥面铺装的设计和施工提供参考依据。文章建立了简支梁钢桥多尺度模型,对比分析了在不同的横隔板间距和不同的钢桥面板厚度情况下,铺装层内最大应力、应变的变化规律。结果表明:随着板厚增加,桥面铺装内应力、应变减小较多,横隔板间距减小对应力应变影响不大;铺装层内最大应力一般随铺装材料弹性模量增加而增加,最大应变随铺装材料弹性模量增加而减小,而当铺装材料弹性模量<1 500 MPa时,会使铺装层内各向最大应变急剧增加;增加桥面板厚度,优化钢箱梁的尺寸能够有效地减小钢桥面铺装的各向受力。

利用四元件钻孔应变观测资料研究佘山地区主应变及主方向变化特征

为研究佘山地区应变场变化特征,采用“钻孔加衬模型”公式,使用2013~2018年佘山台观测资料的变化值及差分值,通过无校正、变化校正和差分校正3种应变换算方法,得到3组面应变年速率、最大剪应变年速率变化及应变主方向计算结果。对比发现,利用差分值进行应变换算,在计算应变主方向及提取面应变年速率和最大剪应变年速率特征曲线方面更有效。

后装压缩式垃圾车刮板受力性能的有限元分析

刮板是后装压缩式垃圾车用以收集垃圾的主要工作部件,因受力而发生的刮板变形问题对压缩式垃圾车整车的工作性能影响较大。建立简化模型,划分网格,添加载荷与约束,得到刮板的应力应变云图;分析应力应变云图发现,刮板的最大应变出现在刮板下半部分的中部,最大应力出现在零件间接缝处。刮板受力性能的有限元分析为压缩式垃圾车刮板结构的优化设计提供了理论基础和指导。

LT245/75R16轻型载重子午线轮胎不同覆胶厚度带束层应变的有限元仿真分析

以LT245/75R16轻型载重子午线轮胎为研究对象,应用Abaqus有限元分析软件仿真分析带束层覆胶末端不同厚度和不同位置的最大主应变变化趋势。结果表明:带束层覆胶的最大主应变随着与中心带束层骨架距离的增大而减小;不同方案在同一位置的覆胶,最大主应变随着带束层整体覆胶厚度增大而减小;带束层不同覆胶厚度对于最大主应变变化的敏感程度不同。

缺血性脑卒中取栓支架优化设计与有限元分析

目的 机械取栓术(mechanical thrombectomy,MT)是治疗急性缺血性脑卒中(acute ischemic stroke,AIS)的有效方法。取栓支架在临床上的使用是一个复杂的力学变化过程。有研究发现,取栓支架的结构及力学特性对临床并发症的产生有重要影响。为了提高取栓支架的安全性和有效性,本研究对取栓支架的压握和释放及与血管接触过程进行模拟,分析不同筋厚大小的支架结构在模拟过程中的力学性能。方法 首先采用数值分析方法,建立筋厚值为0.04 mm、0.05 mm、0.06 mm的3组取栓支架模型和血管有限元模型,利用非线性有限元分析软件ABAQUS 2021建立压握工具,对支架压握和支架自膨胀释放及与血管接触过程进行有限元模拟。通过取栓支架和血管的Mises应力、取栓支架最大主应变以及径向支撑力指标分析支架的安全性和有效性。结果 筋厚值为0.04 mm、0.05 mm、0.06 mm支架的最大主应变峰值均位于支架支撑单元的弯曲处,分别为2.827%、3.403%和4.768%,远远小于断裂极限。取栓支架的径向支撑力在压握到最小内径时达到最大值。筋厚值越大,对应支架的径向支撑力越大。支架展开与血管接触时血管最大Mises应力数值是9.164×10^(-3) MPa,在血管安全范围内。结论 不同筋厚数值的支架在压握和释放过程中均是安全有效的,支架支撑单元的弯曲处最易发生支架疲劳失效。支架的径向支撑力和最大主应变峰值随着筋厚的增加而增加,支架筋厚数值对血管表面Mises应力影响不大。研究结果在理论上可为取栓支架的优化设计提供一定的依据。

TiNiCuNb合金力学性能仿真分析

本研究运用有限元分析软件对(Ti_(51)Ni_(36)Cu_(13))_(90)Nb_(10)合金进行了研究,并与已有实验进行对比以验证模拟的可靠性。研究表明,合金在力-热耦合作用时,低温卸载马氏体体积分数保持最大值不变,残余应变值最大,高温卸载时马氏体体积分数从最大值减小至消失;温度越高,合金由弹性过程向塑性变形过程转变的应力值也越大;进行局部循环加载-卸载循环应力大于屈服应力后,应力-应变加载路径与第一次相同,马氏体体积分数逐渐增加到最大值,卸载后可减小至消失;低温下增加应力至马氏体相变完成,高温时可产生形状记忆效应。

单孔式传感器最佳贴片位置的理论计算和有限元分析

本文从理论上推导了单孔式传感器弹性体应变梁上最大应力点即应变片最佳贴片位置的理论计算方法,并进一步用有限元方法来进行论证,从而解决了长期以来对这类传感器贴片定位的难题。

几何尺寸和材料特性对头部转动特性的影响

本研究为了探讨头部尺寸及脑组织材料参数对头部转动响应的影响,采用实验设计的方法,应用已验证的3岁、6岁儿童和第50百分位成人头部有限元模型进行转动仿真。研究结果表明:在相同的转动载荷条件下,头部尺寸及转动方向对头部转动响应不具有显著影响,脑组织黏弹性材料的各个参数对头部转动响应的影响也不显著,但相对于衰减常数和体积模量,头部转动响应对脑组织剪切模量最为敏感。所以,在研究转动载荷条件下的脑损伤标准时,脑组织材料参数的选取对仿真结果的准确性尤为重要。