挖掘机动臂应力测试及优化

动臂是挖掘机的主要承力部件,在施工时会承受较大的交变复合应力和复杂的瞬态冲击载荷.基于CATIA软件建立挖掘机动臂的实体三维模型,并根据有限元分析结果制定动臂瞬时应力的检测方案.通过实测数据与有限元计算数据的对比,在验证有限元分析可靠性的基础上,优化动臂模型,指导实际生产.     

不锈钢箱形轴压构件整体稳定承载力计算方法

为研究不锈钢箱形轴心受压构件的整体稳定承载力,采用ANSYS软件对不锈钢轴压构件进行了非线性有限元模拟,将模拟结果与试验结果进行对比,验证了所建立有限元模型的准确性.采用经试验验证的有限元模型对具有不同几何初始缺陷、截面残余应力、材料力学性能、截面宽厚比以及长细比的不锈钢工字形构件整体稳定承载力进行参数分析,通过对比确定材料力学性能、构件长细比为影响承载力的主要因素.在参数分析的基础上,依据稳定承载力的数据拟合结果提出了整体稳定系数的三段式计算方法,并将该计算方法与试验数据进行对比,表明此计算方法可较准确地计算不锈钢箱形轴心受压构件整体稳定承载力.     

基于ANN的铅芯橡胶支座力学性能快速评估方法

在铅芯橡胶支座设计制造、性能评估中,传统试验方法与有限元方法难以实现支座力学性能快速评估,寻求最佳设计参数组合所需代价较大.为弥补传统方法的不足,本文提出了基于ANN的铅芯橡胶支座力学性能快速评估方法及参数寻优方法.首先,基于试验数据建立铅芯橡胶支座有限元模型,并通过试验数据与理论计算结果验证有限元模型的正确性与精度,...     

基于Ⅰ-DEAS的失衡转子系统有限元建模研究

基于转子动力学理论和有限元数值分析方法,在Ⅰ-DEAS10.0软件平台上建立转子系统简化的三维造型,用四面体单元对其进行网格划分,建立了有限元模型,并对该有限元模型进行了仿真以及动响应分析,实验验证了模型的准确性.     

重型数控机床静压导轨可动结合部动力学建模

提出用弹簧模型模拟静压导轨可动结合部,并通过理论分析计算,得出弹簧的刚度.建立了某工作台有限元模型,用弹簧单元代替静压导轨结合部进行有限元分析,得到其固有频率及振型.并通过模态实验,对所建立的模型进行了验证.     

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.     

持续荷载下混凝土抗压强度的时效模型

从现有混凝土棱柱体单调加载的应力-应变全曲线和混凝土徐变计算模型出发,综合考虑持续荷载下混凝土抗压强度的徐变衰减效应和龄期增强效应,构建混凝土抗压时效强度的估算模型并编制了相应的计算机程序.通过对C20、C30和C40混凝土在持续荷载下多个性能指标及其变化规律进行计算分析,并与以往试验观察数据和有限元数值分析结果进行比较,验证了模型的合理性和实用性.     

发动机排气歧管罩降噪分析与结构改进

建立了汽车发动机排气歧管罩的几何模型和有限元模型,然后进行模态分析,并通过实验验证了有限元模型的正确性.对排气歧管罩进行了谐响应分析,判断出排气歧管罩的自由边对噪声辐射的影响最大,并针对此提出了相应的改进措施.改进后的降噪效果较明显.     

ABAQUS塑性损伤模型非线性分析在双向板试验中的应用研究

塑性损伤模型是有限元软件ABAQUS中应用广泛的一种混凝土非线性本构模型.采用CDP混凝土本构模型并针对混凝土非线性行为进行有限元模拟,结合一个现浇双向板试验对比分析,验证了在ABAQUS有限元分析中CDP模型应用到混凝土结构中可以较好的为解决实际工程提供分析参考价值.     

组合式颈椎段整体三维有限元模型的建立

建立组合式的完整颈椎段三维有限元模型,进行生物力学分析。利用高度集成的三维图像处理软件MIMICS对CT图片进行预处理,导入大型有限元分析软件ABAQUS中三维重建后得到较为精细的三维有限元实体。颈椎段三维有限元整体模型包括节点35089个,壳单元21894个,4面体单元109746个,弹簧单元226个。模型较精确地模拟了颈椎的椎体,关节面,椎间盘,连接韧带。并针对下颈椎段的3种基本生理状态(轴向压缩,前屈,后伸)进行了有限元分析,并与实验数据及现有同类有限元模型的分析结果进行了比较,验证了模型的合理性。从模型的精细程度和计算结果的准确程度来看,该模型可以较好地模拟退行性颈椎的生物力学特性。     

基于液固耦合有限元分析的驾驶室液压悬置结构参数

通过材料试验确定了所研究驾驶室液压悬置橡胶材料的本构模型。分别建立了液压悬置的固体模型和液体模型,将其导入有限元分析软件中建立了液固耦合模型。利用准静态分析方法计算了液压悬置的静刚度,并与试验数据进行了比较。在动刚度分析中,液体流动参数采用K-Epsilon RNG紊流模型,计算了液压悬置的动刚度和相位角,并与试验数据比较。经过试验验证,表明所建立的驾驶室悬置液固耦合有限元模型是正确的。利用所建立的有限元模型分析了悬置主要结构参数对其动特性的影响。     

重轨UR万能孔轧制腿高增长模型研究

借助有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,在包钢现有重轨生产条件的基础上,对重轨在UR1孔万能轧制过程中的腿部变形进行了模拟研究.通过对实验数据的整理和分析,找出了影响重轨万能轨轧制过程中腿部变形的主要因素,建立了描述其腿高增长的数学模型,并对影响其主要因素进行分析.经现场生产数据验证的结果表明.用模型计算出的腿高增长量与实际生产数据比较吻合.     

三维纺织复合材料准静态拉伸实验的有限元模拟

对三维机织角联锁结构复合材料进行了准静态拉伸测试,并通过有限元软件ANSYS/LS-DYNA对拉伸过程进行了有限元模拟.为了验证模拟结果的准确性,将模拟得到的结果与实验结果进行对比,结果表明:两者具有较好的一致性,材料的破坏模式也与实验结果相符,说明建立的有限元模型及设定的模型参数是正确的.     

基于荷载试验数据修正桥梁结构有限元计算模型的研究

以浙江省长兴县上莘大桥为对象,采用一般方法建立桥梁分析的初始有限元计算模型,根据桥梁交工验收荷载试验采集的静、动载试验数据,通过建立考虑变形、频率及振型等静、动力信息的多目标函数对初始有限元模型进行修正,得到能够反映桥梁结构真实状况的基准有限元模型.修正后基准有限元模型计算结果与不同静载试验工况下实测数值、动载试验工况下实测振动频率、模态等响应结果进行了对比,结果表明:利用桥梁荷载试验实测数据对桥梁有限元计算模型修正后,有限元计算模型计算结果与荷载试验实测响应结果均能保持一致,利用荷载试验数据修正桥梁结构有限元计算模型是可行的.     

血管软组织物理建模仿真

随着虚拟血管介入手术训练系统研究的逐渐深入,介入手术过程的力学特性分析成为众多科研工作者的研究热点。为了提高虚拟手术中导丝介入过程的精确性,设计了血管软组织轴向拉伸实验,以实验数据为基础,计算其生物力学参数并进行有限元仿真。将血管软组织视为线弹性模型,模型参数主要取决于杨氏模量和泊松比。通过对仿真数据和实验结果进行对比可知,基于有限元的软组织拉伸仿真数据和真实结果基本一致,验证了有限元法对软组织建模的准确性与可行性。     

不同鞋跟高正常足与扁平足纵弓角比较研究

为了探明不同鞋跟高度(0、30、60和90 mm)对内侧纵弓结构的影响,采用平面定点摄像法,针对24名女大学生(正常足、扁平足各12名)4种跟高状态下的内侧纵弓角,使用SPSS软件进行数据统计分析.与正常足组相比,在各跟高状态下扁平足组内侧纵弓角均明显增大(p<0.05);跟高从0 mm增至30 mm时,正常足组纵弓角小幅度减小,而扁平足组纵弓角显著增大(p<0.05);跟高从30 mm增至90 mm时,两组纵弓角均显著缩小(p<0.05),鞋跟高度与纵弓角存在显著线性关系.30 mm跟高是正常足与扁平足内侧纵弓结构与功能改变的临界点,为女高跟鞋结构设计提供参考.     

新疆国际会展中心屋面张弦桁架铸钢节点承载性能试验

为研究新疆国际会展中心屋面张弦桁架支座铸钢节点的承载性能,对该铸钢节点的1/2缩尺试件进行了加载试验.试验结果表明,在最不利设计工况组合下,节点满足设计的承载能力要求.对节点试件进行弹塑性有限元分析,结果表明有限元分析结果与试验结果吻合良好,验证了有限元数值模型的可靠性.对铸钢节点的承载性能指标和安全储备进行了综合评估,为张弦桁架铸钢节点工程设计提供试验数据和参考.     

实空心钢管混凝土抗剪承载力统一计算方法

抗剪承载力是钢管混凝土在复杂受力设计时需要考虑的关键问题之一,但是目前实心和空心钢管混凝土的抗剪承载力公式不连续.为了建立统一的计算方法,首先建立了钢管混凝土在纯剪作用下的有限元模型并进行了试验验证,在此基础上分析了空心率对钢管混凝土抗剪承载力的影响规律.基于极限平衡方法推导了实空钢管混凝土在纯剪下的承载力理论公式,并结合有限元对理论公式进行了参数标定.最终给出了实空心钢管混凝土完全统一的抗剪承载力计算公式,并收集了相关试验数据对公式进行验证,证明了统一公式的有效性.该工作将为实空心钢管混凝土的统一设计提供参考.     

无黏结部分预应力混凝土变截面公路桥的有限元分析

在通用有限元分析软件ANSYS中施加预应力的2种方式:分离式和整体式.文章针对整体式详细讨论了建立有限元模型的2种方法:实体分割法和独立建模耦合法.最后,针对平顶山市X017线王村Ⅱ号桥上部结构一变截面无黏结部分预应力混凝土梁,应用整体式施加预应力和独立建模耦合法建立有限元模型,分析其受力全过程.结合实测数据,对计算所得荷载-挠度曲线、截面应变及混凝土应力进行对比,通过对比可知误差在5%以内,验证了本方法的可行性和适用性.     

具有杆间扭转约束的轴心压杆稳定性研究

针对具有杆间扭转约束的轴心压杆稳定性问题，进行理论推导.简化工程模型为理论模型，求解两端固定压杆的稳定承载力，提出稳定承载力与杆间扭转弹簧刚度的关系公式.以理论模型为基础，用横梁代替扭转弹簧，使用杆间横梁支撑压杆进行失稳试验，调整横梁截面以改变横梁抗扭刚度.进行6组不同抗扭刚度下的杆件稳定承载力试验，试验结果验证了理论解的正确性.建立有限元模型，依据试验结果对模型可靠性进行验证，基于经过验证的有限元模型进行12种工况下的算例分析，并与理论曲线比较.试验和有限元结果验证了理论解的正确性，提出了可供工程设计使用的计算公式.