模拟水环境下的压紧弹簧刚度试验及计算模型的研究

在模拟水环境下，对堆内构件压紧弹簧的缩比试样进行了刚度试验，并与有限元模拟、基于小扰度理论模型和大扰度随动模型的分析结果进行比较分析。结果表明，当摩擦系数按文献实验测值0.189取值时，有限元模拟、基于小扰度的理论模型和大扰度随动模型计算所得的刚度值均与试验所得的相近；卸载稳定段的刚度均明显小于加载稳定段的，是加载时的0.6倍左右。有限元模拟分析进一步阐明，在压紧弹簧变形过程中，压紧弹簧的截面存在转动，它与垫板之间的接触点并不是固定的，在加载和卸载过程中存在来回的径向位移。并且压紧弹簧接触面上的摩擦力方向是相反的，使得压紧弹簧在加载和卸载过程的刚度存在较大的差别。较小扰度理论模型、考虑压紧弹簧截面转动和接触点径向位移的大扰度随动模型所得的结果与有限元模拟更为接近。      

氯丁橡胶胶管内层胶热油老化前后的扣压应力-应变模拟

以氯丁橡胶为胶管基胶,采用非线性有限元分析软件ABAQUS对胶管扣压内层胶进行有限元分析,并建立胶管扣压模拟,模拟热油老化前后内层胶在扣压后不同路径下Mises应力、应变能密度(SED)、应力集中单元SED及扣压过程中静刚度的变化。结果表明,同一路径下,老化前Mises应力及SED均大于老化后;当扣压位移量相同时,老化前的静刚度大于老化后,同一单元老化前的SED大于老化后。     

气动软体机械臂模块变刚度性能分析

根据现有的气动软体机械臂的特征,为解决软体机械臂存在的结构刚度不足的问题,提出了一种软体机械臂模块。该模块采用耦合变刚度原理,由上下两端连接板、位于两连接板之间的外部弯曲硅胶气囊和中部变刚度硅胶气囊组成,可实现连续软体机械臂的模块化和变刚度,提升软体机械臂的负载能力。基于硅胶的超弹性材料特征,建立了新型软体机械臂模块的非线性力学模型并通过该模型完成了变刚度性能分析。在充分考虑各硅胶气囊的驱动力矩和模块的弯曲运动的基础上,设计了静态拉伸试验,对模块的变刚度气囊通过施加冗余驱动力矩来实现变刚度的效果进行了分析。通过试验与论证,总结出了模块充气压强与模块结构的刚度之间的变化规律,为气动软体机械臂刚度的计算和这种模块的实际应用提供了理论支持。     

基于复合相变材料的梯级组合蓄热特性研究

针对潜热蓄热装置内部相变材料（PCM）导热系数偏小，蓄热速率过低的问题，对基于复合相变材料的两级串联式梯级蓄热装置的相变过程进行了数值研究。通过对不同热物性PCM工况的对比与分析，得到了装置在不同工况下的蓄热特性。结果表明，存在最佳的热扩散系数，使固定熔点的PCM实现“均匀等速相变”。同时，增大PCM的热扩散系数可以有效降低加热面温度，但随着热扩散系数的增大，加热面温度降低幅度减小。通过分析Stefan数，得到了装置最佳的参数，使工况蓄热效果最佳。最后，通过Stefan数为2.88时的实验工况验证了相关规律的正确性。     

射流曝气机内部流动三维数值模拟与关键结构参数分析

为了探究射流曝气机关键结构对其引射气体性能的影响规律,利用Fluent软件,采用控制变量的方法对不同喉嘴距、喉管长径比以及面积比下的射流曝气机内部流动进行了三维数值模拟,得到了射流曝气机内部压力、流速以及湍动能的仿真结果。通过对比分析可知,喉嘴距、喉管长径比、面积比等都对射流曝气机引射性能有一定的影响。在设计的结构尺寸范围内,当喉嘴距为1.5D、喉管长径比为4、面积比为4.84时引射系数最大,曝气机引射气体性能最好。研究结果可为新型射流曝气机的设计提供理论和实际参考。     

施工期变约束刚度对混凝土楼板温度应力的影响研究

混凝土楼板由于温度作用产生变形,且受到周围梁柱的约束不能产生自由变形,从而产生温度应力导致结构开裂。针对梁对混凝土楼板温度应力分布及发展状况的影响,通过改变约束混凝土楼板梁的宽度角度,建立了梁宽分别为200、250、300、350 mm的有限元模型,并对其进行数值模拟,以研究施工期变约束刚度对混凝土楼板温度应力的影响情况。数据及研究表明随着梁宽度增加,约束刚度增强,楼板温度应力会呈现整体增长,并由板角高应力区逐渐向板中底应力区域扩散,达到混凝土抗拉强度的区域面积因此逐渐增大。梁宽度为200 mm时,角柱及边柱的各自梁约束处楼板板角底面和顶面均达到混凝土抗拉强度,中柱及梁约束处板角应力则没有达到混凝土抗拉强度。随着梁宽度不断增大至350 mm,中柱及梁约束处板角顶面会逐渐达到混凝土抗拉强度,但是板角底面仍为弹性。     

用修正淬透性系数法对反应堆压力容器锻件RTNDT数值的预估

分析反应堆压力容器（RPV）锻件制造过程中关键化学元素含量及基准无塑性转变温度（RTNDT）数值，通过引入修正淬透性系数，建立了反映RTNDT变化规律的修正淬透性系数函数表达式，并给出了实例验证，结果表明，通过本文建立的修正淬透性系数函数式可以比较精确地预估RPV锻件的RTNDT值。      

新型装配式冰场受力性能试验与模拟分析

为在2022年冬奥会期间将国家游泳中心泳池场地改造为冰壶场地,结合临时场地的新型制冰方式,提出了一种全装配式的冰壶场地及支承结构体系的构造作法.对此装配式冰场进行了现场试验测试和有限元受力性能分析,研究了装配式冰场的自振频率和振型特点,分析了冰场在使用荷载作用下的整体变形和各组件的应力水平,探讨了极端荷载作用下冰面受力、变形及开裂等关键问题.研究表明,所提装配式冰场方案具有较大刚度和承载力,能够满足冬奥会冰壶比赛对冰面的要求；此类冰场宜使用轻型浇冰车作业,大型浇冰车轮压引起的弯矩和剪力作用下冰面存在开裂的可能.