屋面预应力混凝土双T板端部腹板裂缝原因分析与加固处理

针对某单层工业厂房屋面预应力混凝土双T板端部开裂情况,利用有限元软件Abaqus进行计算分析,发现双T板支座端部存在构造不佳、易出现初始裂缝的问题,在施工过程中未按照构造要求施工、使用过程中温度变化等产生的不利效应对双T板受力影响不能忽略.针对双T板存在的问题提出处理措施,对已有开裂构件进行加固,处理效果良好.     

双折线多层缠绕卷筒动态受力分析及结构优化

对双折线卷筒钢丝绳缠绕过程卷筒的受力进行详细的理论分析,建立钢丝绳缠绕过程卷筒受力分布数学模型,编制卷筒动态受力分布及结构有限元计算自动分析软件.以某履带起重机卷筒为例进行结构分析和优化,结果表明：结构优化后的卷筒端侧面强度降低24%,解决端侧面经常开裂的问题,从而满足设计要求.     

基于细分粒子的刚体破裂动画

为了模拟固体在外力作用下产生的破裂现象,提出一种采用细分粒子的刚体破裂 的模拟算法。该算法首先将固体的四面体网格绑定到一系列离散的粒子上;再利用光滑粒子流 体动力学(SPH)对线弹性力学方程进行离散求解;并采用粒子细分的算法来进行开裂面的生成 和延展。最后实现了多个固体现象的模拟,如砖块碎落、砖墙受力倒塌等。文中算法可适用于 刚体脆性破碎的动画应用。     

某蓄电池支架开裂分析和优化

针对某车型蓄电池支架在路试过程中出现开裂的问题,利用有限元法对支架总成进行强度和模态分析,对开裂原因进行排查。分析结果表明支架总成1阶模态固有频率过低,且开裂位置存在较大的应变能集中,导致支架总成发生共振开裂。根据分析结果对蓄电池支架总成进行优化,其1阶模态固有频率明显提升,开裂处应变能集中情况显著改善。路试证明支架未再次发生开裂,优化后的支架总成满足车型开发要求。     

T形异形柱的非线性有限元分析

分析了T形异形柱的受力问题,利用ABAQUS有限元软件对T形异形柱进行了弹塑性非线性有限元分析.着重从混凝土的非线性本构关系和破坏准则,受拉开裂后的行为,钢筋的本构关系几方面进行分析,通过计算绘制出了梁柱混凝土的应力云图、裂缝图及钢筋的应力云图.用ABAQUS计算所得的裂缝图与拟静力试验结果裂缝进行比较,两者结果吻合.结果表明:应用ABAQUS对异形柱进行非线性分析是可靠的,从而论证了软件的实际应用能力,也为进一步进行更复杂的非线性分析打下了基础.     

基于ADAMS的人体膝关节运动力学研究

在对人体结构进行研究的基础上,分析膝关节的运动学和动力学特性.应用人体生物力学软件LifeMOD创建人体模型,创新性地对膝关节施以轴套力约束,并在ADAMS中进行动力学仿真分析,得到人体膝关节的作用力和作用力矩曲线,验证膝关节轴套力模型的准确性和实用性,为双足步行机器人、人工假肢和康复训练机器人的研究提供理论基础.     

一种三维柔性力传感单元的设计与实验

设计一种敏感单元为正四面体结构的三维柔性力传感器,对传感器进行受力分析,建立传感器单元受力的数学模型,利用有限元仿真验证上述分析过程的合理性,并通过试验系统对传感器进行标定和验证,测试结果利用BP神经网络进行解耦,结果表明该传感器能够实现0~11 N量程的三维力检测.     

城轨接地碳刷架受力仿真教学应用

ANYSYS软件是城轨专业教学中非常实用的软件.碳刷架作为接地装置重要部件,需研究其在列车运行工况下的变形受力情况.分别计算不同条件下碳刷架的受力大小,结合有限元分析方法,利用ANSYS Workbench软件对碳刷架进行静力学、动力学分析,确定碳刷架变形受力的影响因素,得到其变形受力情况.     

基于正向工程建模和CT灰度值赋予材料属性的人体股骨受力分析

按照股骨在站立位、膝关节先着地条件下进行分类,分析股骨在不同状态下的应力分布情况,并对股骨骨折的临床应用提供借鉴。利用MIMICS软件对志愿者股骨CT的DICOM数据进行三维重建模型,利用3-matic进行模型修复、光顺,利用有限元前处理软件SimLab进行有限元网格划分、并应用MIMICS基于股骨CT灰度值赋予材料属性,最后用ANSYSWorkbench结构静力学软件进行股骨应力模拟分析。计算结果表明股骨在站立位,应力主要集中在股骨的上中段,在膝关节着地时,股骨下段受力增大,且股踝间受力出现集中现象。计算结果说明不同受力状态下的股骨骨折的可能性。     

面向三维打印的壳状结构汽车及部件模型轻量化建模

针对壳状模型轻量化设计和模拟问题,提出一种基于热扩散的壳状汽车模型轻量化方法,并利用三维打印在个性化方面的优势建立具有数值模型模拟、三维打印,以及工程验证的一整套汽车轻量化建模系统.首先对模型进行特征分析和提取;然后在给定特征约束和受力工况(外力)条件下,通过热扩散对受力分布进行模拟,并将模拟数值与模型厚度进行对应,得到初步优化模型;进一步,通过三维打印得到实体实验模型,并对实验模型进行工程受力验证,进而根据工程验证情况调整热扩散程度,使得优化模型的厚度更加逼近实际受力要求;最后通过循环迭代方式得到满足受力要求的重量优化模型.实验结果表明,该方法能够在满足实际受力情况下减重达30%,并大大缩短了壳状汽车模型研发周期,是有效且高效的.     

半椭圆表面裂纹前缘应力强度因子的计算

在断裂力学中,如何求取应力强度因子一直是一个重要的课题.该文通过MSC.Marc提供的断裂力学模块,采用三维J积分法计算含有半椭圆表面裂纹前缘应力强度因子.首先通过MSC.Marc.Mentat建立特定裂纹体有限元模型,假设裂纹前缘处在平面应变状态下.由MSC.Marc计算出裂纹前沿的J积分,再由J积分计算出裂纹前缘的应力强度因子值.最后将计算结果与经验公式得到的结果进行了比较.仿真结果表明,通过MSC.Marc采用三维J积分法计算的应力强度因子具有较高的准确性和可靠性.     

MotionView及HyperStudy在全地形车前悬架设计中的应用

为解决全地形车大行程前悬架的悬架跳动与前束角变化的协调问题,研究一款全地形车前悬架的运动学模型.在MotionView中建立该全地形车前悬架的运动学模型,借助HyperStudy对悬架跳动与前束角变化关系曲线进行优化,获得与理想曲线较接近的结果.     

Three-dimensional J-integral calculations of part-through surface crack problems

In the field of nonlinear fracture mechanics, the J-integral is well known to play a significant role in predicting crack propagation and fracture strength. In this paper, we develop the three dimensional form of the J-integral using Eshelby's energy momentum tensor on any closed surface surrounding a crack front. Twenty-node isoparametric hexahedra elements in ADINA are used to calculate stress and strain distributions and Gaussian surface integration is used to evaluate J-integral values. Using the above method, we calculate the stress intensity factors for part-through surface cracks and verify the accuracy of these results.     

颠簸路况下3种结构形式平衡悬架强度分析

针对载重汽车上平衡悬架易产生局部微裂纹,甚至导致断裂破坏事故的问题,运用Pro/ENGINEER和ANSYS分别对直式、U形和圆弧弯形载重汽车平衡悬架进行几何建模、有限元建模和网格划分,结合车辆和平衡悬架的结构参数,施加合理的边界条件,分析平衡悬架关键部件心轴在水平路况和颠簸路况下的应力分布.这3种平衡悬架的心轴应力计算结果表明,直式平衡悬架的强度优于其他两种悬架结构.     

Fracture testing of bulk silicon microcantilever beams subjected toa side load

A custom experimental system was developed to fracture silicon microcantilever beams in side loading (i.e., the load was applied in the noncompliant direction), and the resulting force/deflection (stiffness) characteristics were obtained. A finite element model of these structures was analyzed using ABAQUS, and the resulting model stiffness correlated well with the experimental data. Fracture types were divided into two categories, {111} and {110}, according to the type of silicon crystalline plane along which fracture occurred. The initiation location of each fracture type was identified. The fracture stress (strength) in the beam was obtained from the stress produced in the model at the fracture initiation site for a load equivalent to the experimental fracture force. Numerous beams were tested, and the statistical results were compiled. The distributions and statistical data from each of the fracture types were compared to each other and to previously acquired results from front/back loading (i.e., loading in the compliant direction) of these same structures. Side-loading results indicated that the {110} fracture type had a greater fracture strength than the {111} type. Based on a comparison of the side loading data with the front/back loading data, it was concluded that side wall roughness and especially the edge roughness greatly affected the fracture strength of the silicon micromechanical structures     

Genetic-based fuzzy control for half-car active suspension systems

In this paper, a fuzzy controller is designed for automotive active suspension systems. A half-car model is used in order to consider the pitch angle of the body and the coupling dynamics of front and rear wheels. It is assumed that the three measurements of body acceleration, front suspension deflection and rear suspension deflection are available. The fuzzy control rules are separately designed for each measurement. After the fuzzy control rules are determined, a genetic algorithm is applied to tune the membership functions of these control rules. To measure the performance of the designed genetic-based fuzzy active suspension system, three road disturbance models are designed to simulate actual road conditions. The performance of the designed system is evaluated with respect to these disturbance models, and it is shown that the designed active suspension system provides good performance in improving ride quality and maintaining vehicle maneuvrability. It is also shown that the designed active suspension system shows robust performance with system model uncertainties.     

基于Adams/Car的汽车前悬架仿真分析及优化设计

针对某车型的麦弗逊前悬架系统,用车辆多体动力学仿真软件Adams/Car建立该悬架的虚拟样机模型,对其进行双轮同向跳动激振仿真分析,并综合评价该悬架的车轮定位参数、主销后倾拖距和转向角随轮跳的响应特性.在仿真分析的基础上,针对不合理的结构设计参数,利用Adams/Insight模块进行基于设计变量灵敏度分析的优化设计.优化后的悬架参数能很好地满足设计要求,从而达到提高该悬架系统整体性能的目的.     

微型多功能车双横臂独立悬架优化设计

微型多功能车双横臂前独立悬架设计的好坏对车轮跳动时前轮前束和轮距的变化有很大的影响.运用虚拟样机技术,在ADAMS环境下建立了微型多功能车SX2526的前双横臂独立悬架刚-柔耦合模型,进行了运动学仿真.在此基础上运用"主要目标法"进行了以前轮前束和轮距变化为目标的悬架多目标优化设计,得到优化后的悬架空间结构的几何形式.经过悬架优化设计,前轮前束和轮距随车轮跳动时的变化范围大大减小.极大地改善了微型多功能车行驶过程中的操作稳定性.     

列车横向半主动悬挂模糊控制策略研究

针对17自由度列车横向半主动悬挂,提出以横向振动加速度最大值和均方根值作为评价指标,分析了列车横向悬挂模糊控制策略。列车横向半主动悬挂广泛地采用模糊控制调整阻尼值,减少横向振动,提高横向平稳性。因此,利用simulink建立列车横向悬挂模型,设计模糊控制策略直接法和间接法,进行了仿真。仿真结果显示,由于横移和摇头加速度的相互作用,使得前端横向合成加速度大于后端;通过加速度功率谱密度函数值分析对比,直接法综合控制效果好,好于间接法和被动悬挂控制。     

某型汽车悬架衬套有限元与试验分析

选取某乘用汽车悬架与导向杆之间的橡胶衬套为研究对象,在有限元软件Abaqus中建立该衬套的CAE模型,采用适当的橡胶超弹性计算方法模拟该衬套的静态加载过程,得到该衬套的静态刚度特性和应力云图,并与试验数据进行对比研究.结果表明选用合适的本构模型和超弹性参数可以得到与试验吻合度很高的数据,可以提高橡胶衬套的设计开发效率,减少试验成本.