基于有限元的区域分解方法在永磁聚焦系统仿真中的应用

随着计算机技术以及并行求解技术的发展,区域分解方法越来越多地应用于计算电磁学的各个领域.针对微波管中的永磁聚焦系统仿真,该文提出一种基于有限元的非重叠区域分解方法,其引入一种新型传输条件,并采用内罚的方式推导出有限元弱形式.该区域分解法的最大优势是不需要引入多余的未知量,并且最终集成的有限元矩阵满足对称正定性,适合采用预处理共轭梯度法进行矩阵方程的求解.该文仿真了多个微波管永磁聚焦系统,并与商业软件Maxwell进行了详细的对比,结果表明所提出的区域分解方法和Maxwell精度相当,却拥有着更加优越的计算性能.     

基于Midas civil的箱梁现浇支架安全评估

以白泥沟特大桥箱梁现浇支架为例,基于Midas civil软件中屈曲分析方法,建立了整体支架的三维有限元模型。通过结构荷载计算、边界条件处理、组合荷载的施加方法,从强度、刚度和稳定性三个方面对整体桥梁支架的安全评估问题进行了全面评价。研究表明,钢管立柱支架各杆件的强度、刚度和稳定均满足受力要求,初步评价结构是安全的,可为类似工程的稳定性计算提供参考。     

海上井喷抢险“三分支”引火筒结构设计

针对目前海上生产平台出现的井喷失控事故, 设计了“三分支”引火筒装置。在从源头控制井喷抢险作业时能够借助“烟囱效应”将流体/火焰引至上方，降低井口区温度，提高井喷抢险作业的安全性。“三分支”引火筒装置主要由引火筒、悬挂筒、主轴及悬挂装置、锁定及支撑装置组成。作业时可根据井口分布调整3个引火筒之间的角度和高度，配合钢丝绳和绞车进行井喷抢险作业。对各部分结构进行了阐述并且对结构强度及恶劣工况下的吊装进行了有限元分析。分析结果表明:装置强度满足要求；在200×104 m3/d气井井喷环境下最大等效应力为492 MPa，最大偏移量为348.02 mm，在6级风环境下最大等效应力为495 MPa，最大偏移量为353.12 mm，均满足抢险作业需求。研究结果可为生产平台井喷抢险引火筒研发提供参考。     

考虑光照和风速影响的1000kV柱式CVT温度分布特征研究

建立了温度场三维仿真模型,通过正常运行时仿真结果及现场红外测温图谱的比对,验证了仿真模型的正确性,并对不同光照和风速对1000kV CVT温度分布的影响进行了研究分析.     

肉桂树剥皮机及关键部件设计

针对目前肉桂树手工剥皮难的问题,设计开发出了一款可用于桂树自动剥皮的机器.该机器主要由刀具、夹具、滚珠丝杆、电机以及PLC控制部分组成.使用SolidWorks软件对机器零部件进行建模,并利用有限元分析软件Ansys对剥皮刀具进行力学分析,发现刀具在200N载荷的作用下,最大应力为0.0012 MPa,最大变形为14.7μm,应力和形变均在合理范围.采用3台PLC分别控制刀具与桂树的运动轨迹.最终搭建出一台专用于肉桂树剥皮的机器,并通过实验验证其剥皮效果.结果表明:剥皮刀具强度足够,能够在桂树的轴向和周向两个维度上适应尺寸的不规则,剥皮时间相较于人手工剥皮节约87.5％.