可视化技术在结构有限元方法中的应用

综述了计算机可视化技术在工程数值计算中的应用，介绍了可视化结构有限元的原理，方法，以及力学计算过程中的标量场，向量场，张量场的可视化方法。最后，指出力学计算中可视化技术应用的有待进一步研究的几个课题。     

垭口型微地形对输电线路风载荷影响的分析

风载荷是输电线路设计及运行中需要考虑的重要载荷,输电线路在跨越垭口微地形时风速得到显著提高,风载荷加大。采用ANSYS/FLOTRAN CFD软件对输电线路跨越垭口微地形的空气动力学过程进行数值计算,建立了以垭口微地形的地形参数为基础的数学模型,给出了风载荷的分布规律,并用数学公式拟合,确定了垭口微地形所引起的风载荷的修正系数。通过与现行荷载规范进行分析比较,说明了垭口微地形条件下风速的拟合公式具有更高的精确性,为输电线路的铁塔设计及安全性评价提供了可靠的理论依据。     

结构尺寸随机变异对叶片频率的影响

采用基于摄动技术的随机有限元方法推导了旋转叶片的随机有限元方程,并给出了固有频率对结构尺寸的灵敏度公式,为概率意义下叶片结构尺寸随机变异对叶片频率的影响提供了分析方法。最后以一实验台叶片为算例,详细研究了叶片结构尺寸分别处理为随机变量和随机场时,叶片静动频率对叶片结构尺寸的灵敏度,为叶片的设计、加工、运行提供了理论指导。     

特高压单柱拉线塔受力特性及拉线初始预应力对其影响的研究

特高压拉线塔具有良好的应用前景,拉线的初始预应力对拉线塔受力至关重要。建立了特高压直流输电线路工程中的单柱拉线塔非线性有限元模型,分析拉线的受力特点,提出了影响拉线塔力学特性的拉线临界预应力的概念,研究分析了拉线初始预应力对单柱拉线塔受力特性的影响规律。结果表明:在大风荷载状态下,当拉线初始预应力小于拉线临界预应力时,随初始预应力的增大,拉线塔节点位移减小,拉线工作应力、杆件轴力、主柱支座反力基本不变;当拉线初始预应力大于拉线临界预应力时,随初始预应力的增大,拉线塔节点位移基本不变,而拉线工作应力、杆件轴力、主柱支座反力等均线性增大;大风荷载状态拉线临界预应力约为仅迎风侧拉线受拉时工作应力的一半,拉线的初始预应力应在比临界预应力小的范围内选择。     

集中质量法模拟覆冰在架空线脱冰动张力实验中的适用性研究

覆冰架空线的脱冰动张力会对输电线路造成严重的破坏,研究架空线脱冰动张力的规律对冰灾区线路设计具有指导意义。目前架空线脱冰振动实验研究,对覆冰的处理主要采用悬挂或附着等效集中质量法。该文研究了等效集中质量方法对架空线脱冰动张力的影响规律,以确定悬挂或附着集中质量的模拟方法的合理性和适应范围。在实验室分别采用架空线真实覆冰和集中质量法来模拟覆冰,对孤立档架空线的脱冰振动进行了实验分析,对比研究了具有真实覆冰和等效集中质量模拟覆冰的架空线的脱冰振动特性。结果表明:两种实验方法得到的架空线脱冰振动张力时程曲线形状,在脱冰后初期阶段基本吻合;由于真实覆冰使架空线的刚度增大、阻尼增大,因此与集中质量法相比,真实覆冰法的动态张力峰峰值大、振动频率高、衰减速度快。     

配电线路带电异物清除工具的研制

悬挂在配电线路上的异物容易引起电气故障,现存方法难以高效去除异物。在分析了配电线路常见异物种类和目前异物清除方法的基础上,设计了一种配电线路带电异物清除工具。首先,阐述了主要基于剪刀原理和齿轮机构传动进行设计的设计思想;然后分析了工具的电气和机械性能要求;再给出详细的设计方案;最后采用Pro/E软件对工具进行三维参数化建模,并运用ADAMS仿真软件进行运动学和动力学仿真分析。结果表明,工具设计方案正确,可以有效去除异物。     

1 030t反应器支架结构的安全性分析

针对神华1030 t反应器支架受力大,支架内部筋板众多且具有结构形式相似的特点,以ANSYS为分析平台,采用参数化编程语言APDL(ANSYS Parametric Design Language)对该反应器支架进行参数化仿真建模,并对建模后的反应器支架在两种使用工况下的强度进行了有限元分析,确定反应器支架受力较大的部位,进行安全性分析与设计.结果表明,该反应器支架在两种工况下的最大应力均小于材料的屈服极限,该结构是安全的.     

无网格法在温度场中的应用

介绍无网格法的基本原理,推导二维温度场问题的无网格法计算公式,采用罚函数法满足本征边界条件;讨论权函数的选取原则,给出了二维温度场计算过程中的常用的权函数。基于MATI,AB编制无网格法的分析计算软件,通过对若干算例的计算分析,说明了无网格法具有计算精度高、后处理方便等优点,是一种具有潜力的温度场数值计算的新方法。     

根部约束为随机变量时汽轮机叶片静动频率概率分析

依据汽轮机叶片的实际工作情况，将汽轮机叶片根部约束简化为随机变量，该文提出了叶片静动频率的概率分析方法；应用能量法给出了叶根约束为随机变量时叶片振动频率的特征值方程；基于矩阵摄动分析技术推导小了叶片动静频率对叶片根部随机刚度的敏感度矩阵、叶片静动频率均值、协方差矩阵和变异系数（CCOV）公式，频率的变异系数从概率角度描述了频率的分散程度。最后通过实例研究根部约束刚度均值和变异系数对叶片静动频率的均值和变异系数的影响。