拱坝有限元分析及GTSTRUDL应用研究

本文介绍了目前国内外用有限元法分析拱坝的现状及水平,从单元类型、动力及非线性分析、应用软件的开发等方面论述了拱坝有限元计算的价值及应用前景.提出了便于应用网格自动生成技术的统一力学模型及离散化方案,这种模型充分考虑了坝肩与基础变形对拱坝应力分布的影响以及坝体与坝基的整体结构作用,使用了三维六(五)面体二次曲边块体单元,具有较高的计算精度.首次把GTSTRURUDL CAE系统用于拱坝有限元分析取得了良好效果.表明,GTSTRUDL是拱坝应力分析的强有力工具,采用本文所建议的统一力学模型及方法,可提高拱坝计算的水平及效率.最后给出了工程算例并与拱梁分载法的结果作了比较.     

燃气轮机拉杆转子有限元模型研究及临界转速计算

现代燃气轮机转子主要为拉杆转子,其形式分为中心单根或周向多根拉杆.无论哪种形式,拉杆转子已经不再是连续结构,轮盘之间的接触面将对转子动力学特性产生影响.首先分析了拉杆转子的受力情况,然后考虑接触面接触刚度对转子动力特性的影响,对传统的有限元方法进行了改进,并编写了相应的计算程序.最后计算了光轴、一对接触圆盘算例和某型真实燃气轮机拉杆转子的临界转速,并分别与传统有限元方法、三维有限元方法和测量值进行比较,验证了该改进有限元模型的正确性和有效性.     

跃洲水电站泄水闸结构稳定分析

针对跌洲水电站泄水闸闸基地质条件较差的问题,采用结构力学法分析了泄水闸的结构和抗滑稳定性,同时应用ANSYS结构分析软件建立了泄水闸三雏有限元计算分析模型,模拟了混凝土材料的弹性及岩体材料的弹塑性,分析了不同工况下泄水闸结构的应力分布情况及抗滑稳定系数,并对比了两种方法的计算结果.结果表明,跃洲水电站泄水闸应力和抗滑稳定性均满足现行规范要求,且有限元计算结果更符合工程实际.     

超超临界汽轮机低压缸有限元分析模型的研究

低压汽缸局部热应力是超(超)临界汽轮机安全可靠性评价的基础指标,有限元分析是计算汽缸热应力的基本方法.低压汽缸结构复杂,可视为板、壳、杆和体等结构的组合体,选择合理的单元结构是有限元计算结果可靠性的重要保证.采用MSC Nastran有限元软件,在简化的汽缸模型上,比较研究了不同单元结构计算结果的差异.其次,分别使用体单元和壳单元建立了超临界600MW空冷汽轮机低压内缸简化的有限元分析模型,通过热应力计算结果的比较,指出了壳单元的技术优势.     

气缸盖有限元计算网格布置形式讨论

通过对一些标准件进行有限元精度分析,结合理论计算值和实验数据确定了一些简单典型结构在达到计破算精度要求时网格划分所需要的合适密度,探索了网格密度与结构尽寸精度的情况下大大缩减了计算规模和时间.     

超高压输电线路工频电场分析的比例边界有限元方法

为精确研究超高压输电线路在复杂工况下的工频电场,采用比例边界有限元方法,在建立相应的电场计算模型基础上,利用变分原理并通过比例边界坐标变换,推导出工频电场的比例边界有限元方程、电位求解公式及电场求解公式,分析了超高压输电线路在穿越较复杂地形时的工频电场,探讨了超高压输电线路下存在介质块对工频电场的影响,并将算例计算结果与其他数值方法进行了比较.结果表明,比例边界有限元方法精度高、计算工作量小.     

风力机柔性叶片的混合多体模型研究

研究运用混合多体动力学方法建立风力机柔性叶片的动力学模型.应用超级单元(superelement)的建模方法,将柔性叶片离散为由带有力元弹簧和阻尼器的万向节连接的有限个刚体;基于多刚体动力学中的R-W(Rober-son-Wittenburg)方法,通过约旦变分原理,导出了叶片多体系统的动力学代数-微分方程;运用MSC.ADAMS的求解器求解微分方程.计算了一个1.5MW风力机叶片的动力特性,研究了超级单元的数量对计算结果的影响,将算例结果与有限元分析结果进行了比较.算例分析表明,混合多体动力学建模方法能较好地分析和描述柔性叶片弹性变形对其运动特性的影响,为风力机气动弹性稳定性分析和控制系统设计提供了实用的分析方法.     

汽轮机末叶片叶根强度分析与优化

针对某"215mm"汽轮机封口末叶片,应用有限元方法对其强度进行分析,对有限元计算的结果进行了验证,结合分析结果,对其结构进行了优化,并对不同的优化方案进行了对比,提出了结构优化的最佳方案。     

风力机叶片动力学响应分析

该文发展了一种适用于风力机叶片的动力学响应计算方法,该方法考虑到叶片的实际工作状况及计算量的大小,选用修正的动量叶素理论和梁单元作为流体和结构模型,并将动态失速模型与动量叶素理论结合计算气动力;以Marc通用有限元计算程序为基础平台,将气动力计算程序写入子程序中,并根据子程序的调用特点,实现了在每个增量步中气动和结构边界条件的相互交换。最后给出计算算例,得到的计算结果与实际使用情况相符合。     

叶轮机械三元流动函数的变域变分有限元解

根据流函数的变分原理,应用有限元方法对叶轮机械内部流场进行了求解,并应用变域变分的方法对叶栅下游周期性自由尾涡面进行了计算。理论计算与实验结果进行比较,结构表明理论计算和实验结果是相互吻合的。     

C63A型敞车整体上心盘裂纹问题的研究

通过整体上心盘静强度测试和有限元分析计算,对C63A型敞车整体上心盘裂纹问题进行了研究和分析。     

水内冷发电机内冷水流量不均匀时转子振动特征的计算与分析

应用计算温度场、应力场位移的有限元计算程序和不平衡响应程序，计算分析了水内冷汽轮发电机在冷却水流量不均匀情况下的转子振动特性，并总结出一套判别规则，可直接运用于现场机组振动的分析-故障诊断。图5表5参6     

新型中速柴油机的振动响应计算与测量分析

建立了6L16/24型中速柴油机的几何模型,划分了有限元网格,计算了轴承力和侧推力等主要激励力,定义了边界条件,并应用有限元法进行了振动响应分析计算,进行了6L16/24型柴油机的振动测量,有限元振动响应分析结果与振动测试结果对比分析表明:建立的有限元模型合理可行,可用于柴油机的研发。     

接触热阻的方法在活塞组耦合模型有限元分析中的应用

在有限元分析中,与单件模型相比,耦合模型的分析结果更加精确。本文建立了活塞、活塞环、活塞销、缸套的耦合模型,采用接触对、设定接触热阻的方法对耦合模型进行了二维和三维瞬态温度场的分析。通过计算结果与测量值的对比,表明耦合模型的瞬态分析通过设定接触热阻的方法能够精确地反映活塞组的热负荷分布情况。     

New Type of Basic Functions of FEM in Application to Solution of Inverse Heat Conduction Problem

The work presents the application of heat polynomials for solving an inverse problem. The heat polynomials form the Treffetz Method for non-stationary heat conduction problem. They have been used as base functions in Finite Element Method. Application of heat polynomials permits to reduce the order of numerical integration as compared to the classical Finite Element Method with formulation of the matrix of system of equations.     

基于高精度模型的热气机振动响应计算分析研究

主要介绍了基于高精度模型的某型热气机振动响应计算分析研究。对比分析了热气机曲轴箱不同网格尺寸、不同连接方式对模态频率计算的影响,通过模态试验确定了其网格尺寸和连接方式。建立了该型热气机的有限元模型,将多体动力学计算的激励力施加至有限元模型,计算得到关键节点的振动加速度值,并基于时域和频域对比了关键节点振动响应的计算值与实测值,验证了计算结果的准确性,为进一步优化热气机的结构提供了依据。     

基于磁传感技术的活塞环磨损监测方法研究

在分析国内外活塞环监测技术的基础上,将磁阻传感器引入活塞环的磨损监测。以YC4108D柴油机为研究对象,构建试验平台,模拟活塞环磨损。通过对活塞环磨损引起周围磁场变化的有限元分析计算,并与试验结果进行对比,表明通过磁阻传感器可以检测活塞环经过传感器时的磁场变化,活塞环的磨损量与磁阻传感器的输出电压存在一定的对应关系,即利用磁阻传感器检测磁场的变化可监测活塞环的磨损状态,这对大型低速二冲程船用柴油机活塞环磨损的在线监测具有借鉴意义。     

陶瓷基点阵夹芯结构等效导热系数的数值模拟分析

为了评价陶瓷基点阵夹芯结构的热防护效能，选取陶瓷点阵夹芯结构的胞元作为研究对象，给出了表征其传热效能的等效导热系数计算方法。建立了点阵夹芯结构胞元的导热-辐射稳态耦合传热的有限元模型，通过对模型施加不同的边界条件，利用数值模拟的方法求出了点阵夹芯结构稳态温度场分布和等效导热系数，并对其换热机理和影响因素进行了分析。研究表明：点阵夹芯结构的辐射换热是结构热传导的主要方式，且随温度的升高其作用效应就越强；相对较小的材料发射率和较大的芯杆高度能够降低结构的传热效能；减小芯杆直径会降低结构热防护能力；芯杆倾角对结构的热防护性能影响较小。     

内燃机油底壳加强板声学优化

对内燃机油底壳的加强板安装位置和长度进行了声学优化。优化目标函数取辐射声功率级和增加的质量两者的加权值。采用有限元方法和边界元方法建立了复杂结构辐射噪声预测模型，用于计算辐射声功率级。结果表明，对内燃机薄壳结构进行声学优化，可以大大减小噪声辐射。     

柴油机单位曲柄扭转刚度有限元计算法研究

以6S35MC-C9.2曲轴为计算分析对象,比较分析了部分经验公式计算单位曲柄扭转刚度的误差;论述了有限元法计算单位曲柄扭转刚度的流程以及载荷与边界条件的施加方案,并对不同方案计算结果加以分析比较;论述了考虑轴承约束的曲轴扭转刚度计算、完整曲轴扭转刚度计算以及完整曲轴模态分析等。在此基础上,提供了有限元法计算单位曲柄扭转刚度的相关结论。