快速、通用、巨型矿山巷道系统三维有限元模型系统的建立

阐述了巨型乃至超巨型三维有限元的建模思想,强调了水平应力的方向性对有限元应力分析的影响.这里所描述的系列模型是讫今为止世界采矿领域中模型规模最大、建模速度最快、通用化程度最高的三维有限元模型,它代表着有限元应力分析或其他数值计算在采矿工程上应用的新趋势.     

风力发电机叶片建模及有限元分析

选取小型风力发电机叶片为研究对象,根据翼型参数和叶片几何参数,利用相应的建模软件,生成三维模型.然后将其导入有限元分析软件ANSYS中,建立有限元模型.通过施加风力载荷,对叶片的多种应力及位移进行了分析,并与其材料拉伸强度和安全位移进行了比较,实验结果验证了叶片有限元建模的有效性及叶片在实际工作中的安全性.     

基于ANSYS的渐开线直齿圆柱齿轮仿真分析

利用有限元软件ANSYS的建模功能,建立渐开线标准直齿圆柱齿轮的二维和三维有限元模型,在此基础上对静载荷作用下齿轮的齿根应力和齿轮变形进行有限元分析,比较二维模型和三维模型的模拟结果,并与传统的齿轮强度计算方法作比较,指出传统计算方法的不足,为齿轮优化设计提供1种新的设计方法和理论依据。     

不同坡口形式平板对接焊接变形的数值分析

运用有限元分析,采用双椭球体热源模型,通过几何建模、初始与边界条件的定义等,对平板对接焊结构三维有限元模拟,求解得到焊接应力场.结果表明:焊接过程中等效应力都表现出随着温度升高而升高,温度降低而降低的变化趋势,且冷却时应力变化速率较加热时缓慢.Y型与X型坡口最大等效应力发生的区域相同,X型坡口产生的等效应力小于Y型坡口的值.     

斜齿轮三维弯曲有限元模型及应力分析

为了应用有限元法精确求解斜齿轮的弯曲应力,根据斜齿轮啮合原理,提出了斜齿轮啮合接触线确定方法.采用有限元ANSYS软件的参数化设计APDL语言,开发了自动完成斜齿轮三维弯曲有限元建模与应力分析程序模块.以某型货车变速器齿轮为研究对象,建立了相应的斜齿轮三维弯曲有限元模型,通过斜齿轮三维有限元分析与齿轮承载能力计算ISO标准结果比较,说明所建立的斜齿轮三维弯曲有限元模型不但可以准确反映斜齿轮的三维应力分布,而且可以精确求解斜齿轮不同啮合位置的齿根应力.     

股骨有限元建模及相应的生物力学分析

对建立的完整股骨三维有限元模型进行了有限元静态分析.选取新鲜猪股骨上3个点贴应变片,并获得实验应变值;然后用有限元法计算获得对应测试点的模拟应变值,并与实验数据进行了对照;最后进行了人体股骨三维有限元建模,获得了准静态下的应力分布.猪股骨有限元模型所得不同载荷下指定位置的模拟数据与实验数据吻合,建模的方法可信;所建人体股骨有限元模型通过模拟计算获得了不同载荷下股骨的von Mises(等效)应力.用灰度值与材料属性关系所建立的人体股骨有限元模型能模拟真实情况,可用于股骨治疗的临床模拟.     

基于有限元的角焊缝建模的探讨

利用有限元软件ANSYS,采用实体单元、壳单元、壳与梁单元组合等方法建立有限元模型计算箱形梁在均布载荷和集中载荷作用下的应力分布情况.通过计算结果比较分析各种建模方法的优缺点,提出针对不同的结构和载荷情况,选择合适的建模形式.     

南水北调工程七里河水闸的三维有限元分析

基于南水北调河北段工程实例,建立了七里河水闸三维有限元模型,并计算了3种工况的应力和位移.给出了三维应力及位移计算结果和典型断面应力分布图.为水闸的设计提供更加科学的理论依据.     

航空铝合金薄壁件加工变形有限元仿真与分析

综合考虑薄壁件粗精加工工序,建立了薄壁件铣削加工全过程三维有限元模型,系统地研究了残余应力施加、切削力建模及动态加载、材料去除等加工过程建模所涉及的关键技术.通过自行构建的加工仿真平台,对处在不同毛坯初始残余应力分布情况下的薄壁件分别进行了加工过程模拟.仿真结果表明,加工过程中残余应力对切削力引起的薄壁件加工变形具有重要影响,较大的初始残余应力导致薄壁件侧壁首末自由端附近产生加工变形波动,容易引起或加剧切削振动, 严重影响其加工精度及表面质量.     

大型铸件工作台底座的结构分析和优化设计

针对YK31350型插齿机工作台底座在使用过程中由于应力分布不均而导致断裂的问题,运用软件Inventer对此工作台底座进行三维建模,通过ANSYS-workbench有限元软件进行结构分析,经过建模导入、结构分析、约束分析、载荷分析后,得到此工作台底座的应力分布图和结构变形图.分析此工作台底座各处的应力和结果,进行优化设计,并通过重复多次的优化设计获得优化后的工作台底座结构.此分析方法可用于零部件的优化设计.     

梁腹板开孔低温冻结光弹性实验

应用光弹性原理及方法,根据“混合几何相似原理”对研究对象进行缩比、模型设计,模型由低温环境冻结树脂材料制作而成,对简支梁中心大尺寸腰圆形腹板开孔和固支梁近支座圆形腹板开孔及其不同补强方式进行了光弹性实验,利用估判主应力迹线的方法,确定零级条纹,通过应力冻结、切片获得了12个模型的孔边条纹图和应力集中系数,并与数值计算结果作了比较,为优化设计和调整数值计算提供了有价值的依据。     

圆弧形底面扁平钢箱梁局部应力分析

采用从整体到局部、从粗放到精细的两阶段两尺度分析方法,对国内首个圆弧形底面扁平钢箱梁在运营状态下的局部应力进行分析。用大尺度单元建立全桥模型,用小尺度单元建立梁段模型。通过分析全桥模型获得梁段模型的边界约束力。在此基础上,利用梁段模型研究钢箱梁在恒载和活载作用下顶、底板的应力响应。研究表明：圆弧形底面扁平钢箱梁顶、底板均存在剪力滞现象,U肋对跨中截面应力分布的影响大于墩顶附近截面。圆弧形底面钢箱梁的底板正应力不均匀程度略大于折线形底面钢箱梁。     

振动时效及其对残余应力的影响综述

残余应力对金属材料的使用性能影响很大，消除构件中的不利残余应力，保持其尺寸的稳定性，提高产品质量，是工业技术中的一项重要课题。本文将就近年来国内外开展的振动时效技术与对残余应力的影响作一个综述，并指出当前的研究所存在的问题。     

发电机叶片的应力分析

本文采用3-D有限单元法,对发动机叶片进行了应力分析计算。在形成单元刚度矩阵时,采用了不协调位移模式和协调位移模式。本文还给出了叶片在危险截面处的应力变化面线以及应力集中因子,为叶片的寿命估计、可靠性分析提供了依据。     

An investigation of machine learning techniques to estimate minimum horizontal stress magnitude from borehole breakout

Borehole breakout is a widely utilised phenomenon in horizontal stress orientation determination, and breakout geometrical parameters, such as width and depth, have been used to estimate both horizontal stress magnitudes. However, the accuracy of minimum horizontal stress estimation from borehole breakout remains relatively low in comparison to maximum horizontal stress estimation. This paper aims to compare and improve the minimum horizontal stress estimation via a number of machine learning (ML) regression techniques, including parametric and non-parametric models, which have rarely been explored. ML models were trained based on 79 laboratory data from published literature and validated against 23 field data. A systematic bias was observed in the prediction for the validation dataset whenever the horizontal stress value exceeded the maximum value in the training data. Nevertheless, the pattern was captured, and the removal of systematic bias showed that the artificial neural network is capable of predicting the minimum horizontal stress with an average error rate of 10.16% and a root mean square error of 3.87 MPa when compared to actual values obtained through conventional in-situ measurement techniques. This is a meaningful improvement considering the importance of in-situ stress knowledge for underground operations and the availability of borehole breakout data.     

Research on Mechanism of Rock Burst Generation and Development for High Stress Rock Tunnels

Through the investigation and analysis of high stress distribution in surrounding rock during the excavation of rock tunnels,the key factors to cause rock burst and the mechanism of rock burst generation and development are researched. The result shows that the scale and range of rock burst are related with elastic deformation energy storied in rock mass and the characteristics of unloading stress waves. The measures of preventing from rock burst for high stress rock tunnels are put forward.     

子模型法在车身静态分析中的应用

叙述了子模型法的基本原理和分析步骤，并成功地将于模型法用于车身的静力分析，使用该方法对汽车车身进行有限元分析，可以大大提高车身局部应力计算结果的准确度，而不会增加计算的规模，为汽车行业进行汽车车身静态应力分析提供了一个新的方法。     

复合型三维裂纹应力强度因子计算方法的研究

介绍了一种计算复合型三维裂纹应力强度因子的单元初始应力法,该法采用退化的1/4节点奇异单元,通过近裂尖最佳应力点应力进行应力强度因子的求解。由该法计算的含有内埋倾斜圆形裂纹圆柱体受远场均布拉力作用下的应力强度因子与手册解相比,KI的最大相对误差为1.44%,KⅡ的最大相对误差为-2.30%,KⅢ的最大相对误差为-1.22%。这种单元初始应力法使用简单,精度高,对于复杂三维裂纹的计算具有较强的实用性,值得推广。     

Caving performance through the integration of microseismic activity and numerical modeling at DOZ-PT Freeport, Indonesia

This article describes an undergoing research at PT Freeport,Indonesia,in which the main goal is to use the microseismic information recorded as a result of mining to analyze cave propagation and stress performance on the actual production and fixed in-frastructure.At the moment,several numerical experiments have been conducted to correlate the mining activity with the microseis-mic events using the data collected during year 2005 and 2006.As a result of the preliminary analysis a micro-and a macrocracking envelop were proposed on the basis of computation of stress behavior at the location of the events.Stresses have been computed us-ing standard elastic continuous boundary element models.The correlation between the average source radius and the stress perform-ance has provided a method to propose a macrocracking criterion.Several techniques have been tested to nucleate the microseismic activity around different geological features.This last attempt was aimed to look at potential overstresses induced over the undercut and extraction level drifts.A method was devised to integrate the microseismicity into a 3-dimensional ride distribution model.This model has shown to be very effective to quantify the overstress induced as a result of computing volumetric microseismieity density.The volumetric microseismic model showed to induce overstress up to 10 MPa over a period of two months.The future work will concentrate on the calibration of the integrated model with actual damage observations made at the current mining infrastructure.