水泥基复合材料中纤维拉拔的变位约束细观力学模型

从细观尺度研究受拉水泥基复合材料中倾斜纤维的桥联行为,以分析承受轴向拉伸的随机各向分布纤维增强混凝土的力学性能。将单根随机纤维的理论解在三维空间进行积分运算有效描述受拉纤维混凝土的受力过程。给出了拉拔力、拉拔总功与裂纹张开位移和纤维倾斜角的函数关系。结果表明,增加纤维的倾斜角度会降低纤维的裂纹桥联力,拉拔力和拉拔总功的理论计算结果与试验结果有较好的一致性。      

轮胎振动声辐射数值分析

以225/50R17光面和纵向刻槽子午线轮胎为例,利用有限元软件ANSYS和边界元软件SYSNOISE对在面荷载激励下的轮胎振动与声辐射做了数值计算和分析。在有限元模型中,分别计算了轮胎在受径向接触面力、切向接触面力和侧向接触面力时的位移频率响应。将有限元计算的节点位移响应结果传递到边界元模型中,作为边界元模型的速度边界条件,利用边界元技术分别计算了三种工况下轮胎的辐射声功率、辐射效率和远场指向性。     

测量线性压缩机活塞位移和PV功的新方法

提出利用激光三角法测量压缩机的活塞位移,结合压力传感器测得的气体压力,计算得到压缩机的活塞PV功;忽略活塞间隙的漏气损失,可计算得压缩机的输送PV功。设计了适用于激光测量活塞位移的带可视化窗口的压缩机外壳。针对一台特定压缩机,理论计算活塞与气缸之间的漏气量并通过实验验证了漏气量为小量。不同工况下对压缩机活塞位移进行测量,计算得到相应的活塞PV功和输送PV功,并与热线测量的输送PV功进行相互验证。利用激光测活塞位移的方法,观察脉冲管制冷机降温过程中压缩机活塞位移、压力、PV功及相位角的变化,给出相关分析。     

仪器化落锤冲击试验曲线分析

仪器化冲击试验机的发展使冲击试验过程可视化、定量化、数字化。通过对数千次冲击试验的曲线及数据分析，体会到除总冲击功外，还有屈服力、最大力、稳定裂纹扩展的出现、不稳定裂纹扩展起始力及终止力、试样弯曲位移、冲击过程的时间等大量数据，可供人们更准确、定量地进行金属材料力学性能的比较分析与评价。对金属材料制造技术的研究开发和最佳轧制工艺的确定，具有重要价值。     

便携式示功仪的设计

示功仪是一种测量抽油机运行过程中载荷和位移参数的仪器,在煤层气的地面开采中大量使用。目前现场使用的示功仪存在携带不方便,功耗较大的问题,设计基于低功耗单片机的便携式示功仪。硬件采用在仪表中广泛使用的的MSP430处理器和zigbee无线模块,软件增加自动关机功能。通过对样机进行现场验证,表明该设计实现预期的全部功能,并取得较好的效果。     

一种基于静力位移测量值的车辐式屋盖结构索力识别方法

该文从车辐式张拉屋盖结构的组成特点出发,提出了一种基于静力位移测量值的索力识别方法。首先通过测量屋盖结构的几何位形,建立有限元模型。然后给真实结构施加特定荷载并测量加载点位移。给有限元模型施加同样的荷载并计算其位移。通过比较计算和实测的位移值,修正并迭代有限元模型中拉索的预应力;当计算位移与实测位移一致时就获得了拉索的真实内力。该方法只需要测量加载的自由度所对应的位移,能够在通用有限元软件ANSYS上进行索力识别,计算结果准确。     

振动沉桩过程的动力学仿真分析

振动沉桩过程是一个非常复杂的过程,其复杂性源于土的动力性能和桩－土接触面的动力接触行为。应用Ｄ－Ｐ准则,借助ＡＮＳＹＳ软件,建立桩－土系统有限元模型,选取合适的桩－土系统参数,并得出在该参数下的桩位移曲线。改变激振力振幅、频率及土的内摩擦角、粘结力和压缩模量等参数值,得出相应参数下的桩位移曲线。通过对比原参数下的桩位移曲线与改变参数后的桩位移曲线,得出激振力幅值、频率以及土的刚度和阻尼对沉桩速度和沉桩量的影响。     

某750kV联合构架有限元软件计算对比分析

为保证变电站750 kV构架计算结果安全可靠、经济合理,该文以某变电站典型多跨联合构架为例,选用工程上常用的3种结构设计软件,即SAP2000、STAAD/CHINA、MIDAS/Gen。之后对联合构架进行整体建模,对比柱顶位移、轴力、梁位移及应力比,分析3种软件的计算结果,为变电站联合构架采用有限元软件进行计算提供了可靠依据。     

超声珩齿圆锥形变幅器动力学特性

为获取非谐振单元超声珩齿变幅器动力学特性,根据Mindlin理论及建立的变幅杆和中厚圆环板的力耦合条件,推导了变幅器的频率方程和位移振幅方程,利用MATLAB软件求出了变幅器设计参数和位移振幅的数值解。有限元分析及动力学实验得到的谐振频率和位移振幅与数值解一致。     

分子泵动叶轮和芯轴的装配力计算

针对涡轮分子泵动叶轮和芯轴过盈装配问题,采用压力装配方法进行装配并对过程进行力学分析,建立了芯轴压装力和压入位移之间的函数关系,并利用ANSYS WORKBENCH软件,对装配过程压装力进行了仿真分析和实验验证。理论计算的结果、仿真分析以及实验验证的结果吻合良好。结果表明,压装力和压入位移之间的关系为成正比的线性关系,压装对动叶轮的叶片性能影响很小。装配力的分析对指导动叶轮装配具有一定的参考意义。     

组合式双圆锥耗能器的设计与性能模拟分析

设计了组合式双圆锥耗能器,阐述了其构造和耗能原理,采用有限元软件对18个不同尺寸的双圆锥耗能元件和3个不同组装方式的双圆锥耗能器进行了数值仿真分析,研究了不同设计参数对双圆锥耗能器的滞回性能和应力分布的影响。研究结果表明：对于双圆锥耗能元件,当其总高H一定时,其初始刚度和屈服位移取决于两个锥体中较大锥体的高度大小;屈服位移可设置在1mm以内,耗能系数值可达2.5。双圆锥耗能元件通过不同的方式组合成双圆锥耗能器时,双圆锥耗能器的滞回性能取决于所选用的双圆锥耗能元件和其上、下连接板的刚度,当连接板刚度较大时,双圆锥耗能元件的滞回性能与其组装后的双圆锥耗能器的相关滞回性能满足叠加关系,双圆锥耗能器的相关滞回性能可由所选用的双圆锥耗能元件的相关参数(初始刚度、屈服位移和耗能系数等)来确定。     

扁拱的面内非线性稳定与突变分析

通过位移、应变能突变分析扁拱结构受简谐荷载作用特性。采用谐波平衡法由扁拱非线性振动方程获得位移、频率关系尖点突变模型,据位移突变判别式分析扁拱非线性响应;用系统能量原理及有限元软件,借助突变理论导出结构失稳的应变能突变准则,并比较位移与应变能突变判别方式差异。结果表明,扁拱受简谐荷载作用的位移或应变能会发生突变,跨度、矢高及荷载对突变均有影响;用位移、应变能突变判别式计算结果基本一致,且各有优势及不足。       

基于形状记忆合金的X形板阻尼器的力学模型

根据超弹性形状记忆合金（SMA）的分段线性化本构关系,建立了X形SMA板式阻尼器的力学模型;通过MATLAB程序进行数值模拟,绘制了X形SMA板的阻尼力滞回曲线,并研究了位移幅值、温度、形状尺寸对阻尼器基本特征参数（等效割线刚度、单位循环消耗的能量、等效阻尼比）的影响。结果表明：X形SMA板式阻尼器具有“旗帜”形的滞回曲线,耗能较小,但复位能力好;随位移幅值增加,耗能力和等效阻尼比增加,等效割线刚度降低,温度的影响与此相反;阻尼器的特征参数随板高增加均呈降低趋势;增加板宽,单位循环耗能与等效割线刚度增加,而等效阻尼比不变。研究结果为X形SMA板式阻尼器的设计和工程应用提供了理论依据。     

基于SYSNOISE的建筑模板耦合振动及声辐射特性研究

基于有限元和边界元理论的结合，利用大型有限元分析软件ANSYS和声振分析软件SYSNOISE，建立了重流体介质与半封闭结构的耦合振动声辐射模态分析模型，并采用结构有限元和流体有限元相结合，以建筑圆柱钢模板的振动声辐射为例进行模态分析、振动响应以及声辐射特性分析，得到了在流体加载下模板的耦合模态振型、结构的节点位移、结构能量等等。还利用CAE软件结果的可移植性，考虑了半封闭加筋圆柱结构内外分布不同介质时，实现了双边耦合振动声辐射分析求解。这一求解方法的实现对今后该类振动声辐射分析提供了重要的参考。     

双轴椭圆柔性铰链的设计计算

利用矩阵论、能量法、卡氏第二定理和微积分的知识推导出了双轴椭圆柔性铰链设计计算公式,并用有限元分析方法对所推导的公式进行了验证。实际应用和ANSYS软件分析的结果表明了所推导的双轴椭圆柔性铰链的柔度计算公式是正确的,是可以用于实际双轴椭圆柔性铰链的设计计算的。     

车辆撞击作用下泡沫铝防撞桥墩的动态响应特性

针对车辆撞击桥墩问题,设计了一种采用泡沫铝材料的桥墩防撞装置。采用LS-DYNA软件分别建立有无防撞装置的桥墩三维实体单元模型,分析了车辆撞击作用下各桥墩的动态时程响应。对比了两种情况下车辆对桥墩的撞击力、桥墩位移和应力等特征参量,并从能量传递的角度分析了泡沫铝防撞装置的耗能能力和撞击车辆损伤。结果表明:采用泡沫铝防撞装置后,车辆对桥墩的撞击力、桥墩位移和应力都明显减小,撞击过程中大部分能量被防撞装置吸收,泡沫铝防撞装置可起到同时保护桥墩与车辆的作用。研究结果可为车辆撞击桥墩相关研究和桥墩防撞设计提供参考。     

V型折叠式夹层板横向压皱吸能特性研究

金属夹层板具有优越的力学性能,良好的吸能特性可用于船舶耐撞、抗爆防护结构设计。以V型折叠式夹芯结构为研究对象,通过试验分析夹芯层结构变形模式、压皱力历程曲线等,得到了夹芯层结构横向压皱力学性能,采用有限元软件Abaqus对其在横向受压时的力学行为进行数值仿真分析,分析结构压皱动态渐进屈曲过程、变形模式、吸能效率、平均压皱强度等。对比分析表明,V型夹芯层结构在横向压皱载荷下发生屈曲、褶皱变形模式,变形模式决定了压皱力学行为及其性能,其中单元变形模式I的吸能效率较高。采用合理的模型化技术得到的有限元计算结果与试验结果两者吻合较好,验证了有限元数值仿真的计算精度。     

10kN载荷下钢丝绳拉伸模拟及其声发射特征分析

利用Solidworks软件对材料为AISI 316的6×7IWS型钢丝绳在拉伸过程中伴随的声发射特征进行三维建模,并对其进行约束、网格划分和施加载荷.通过有限元分析得到了钢丝绳在10kN载荷下的应力、应变、合位移的大小及分布情况,并根据应变结合拟合的损伤因子方程可以得到钢丝绳中的声发射累积能量的相对值.结果表明,应力分布沿轴向、径向近似对称,应变ε最大值为0.105 102 1,最小值为0.001 180 06,损伤因子D可以间接地反映钢丝绳的声发射累积能量.     

基于复杂三维有限元模型和鱼群算法的平面不规则结构中位移型阻尼器参数和位置的优化方法

平面不规则结构在水平地震作用下由于结构刚心和质心不重合而引起的结构扭转耦联使得结构位移比不满足规范要求。在平面不规则结构中布置位移型阻尼器能有效的减小结构的位移比,但阻尼器的参数和位置直接决定了对结构的扭转反应控制效果。首先设计简单的双向偏心框架结构算例,研究位移型阻尼器布置位置和参数对平面不规则结构扭转响应的控制规律。在此基础上基于基本人工鱼群算法结合有限元软件SAP2000API开发一种针对偏心结构中位移型阻尼器布置的优化模型,模型面向多维多自由度实际有限元结构模型,可同时对结构各层位移型阻尼器的布置位置和参数进行优化。最后,利用该文建立的优化模型对某位移比超限的多层不均匀偏心实际结构中的位移型阻尼器进行优化布置,结果表明该文优化模型计算出的位移型阻尼器布置方案使结构的位移比得到了有效的控制。     

基于Simulink的非线性振动系统仿真

基于Simulink仿真软件建立了双折线迟滞恢复力的仿真模型,并对非线性振动系统进行仿真。结果表明,Simulink软件编程简单,可靠性高,利用其对非线性迟滞振动系统进行仿真,能够很容易地得到系统的位移、速度及加速度时域曲线,方便、髙效。