基于仿齿压头的物料脆裂力学模型建立及验证

使用仿齿压头对脆性食品物料进行了压碎试验,通过对杵-臼咀嚼模型研究以及对仿齿压头破碎物料的受力分析,建立了基于仿齿压头的物料脆裂力学模型和物料脆裂方程。验证试验结果表明,脆裂力计算值与试验值误差小,物料的脆裂方程能正确反映脆裂力和失效应力之间的关系,脆裂方程表达式正确。相关性分析结果表明,脆裂力与脆性感官评分之间的相关性良好,基于仿齿压头的物料脆裂力学模型可以用于食品物料脆性的评定。     

石材在压头压入时破碎量的计算方法

本文采用不同锥角的四棱锥及圆锥形压头模拟磨粒,对几种石材试块进行压入破碎实验研究,建立了力学模型,找出了破碎量与载荷、石材力学性质及压头顶角之间的关系,与实验结果较为吻合。     

气动软体驱动器的设计

根据人手指外骨骼关节结构,提出硅胶多腔体仿人柔性关节,设计了一种用于手部康复机器人的气动软体驱动器,详细阐述了驱动器的制作流程。采用Abaqus软件对软体驱动器进行有限元仿真,给出不同气压下的仿真图形。仿真结果表明,提出的软体驱动器的理论模型与实验数据基本吻合,相对于其他结构,整体的稳定性,抓取能力更强,为以后仿人柔性机械手的应用提供了支撑。     

预留切槽红砂岩的楔形压头侵压试验研究

目前对静压破岩机理的试验研究多为经典侵压试验,对刀具破岩产生的压痕切槽对后续周边刀具破岩的影响问题研究较少.为了获得最优刀间距,研究如何采用预切槽技术降低刀具工作推力等问题,采用楔形压头对预留切槽岩石的侵压试验,重点研究了不同切槽间距对楔形压头破碎参数的影响,并开展了不同切槽深度对压头跃进破碎的影响研究.研究结果表明,岩石破碎时,楔形压头推力与切槽间距对数相关,楔形压头破岩量与切槽间距高度线性相关.     

流化床内煤的热破碎实验研究

采用小型流化床实验台对霍林河褐煤进行热破碎特性的实验研究。结果表明：一次破碎率（Pf）和破碎比（Nf）随温度变化的趋势大体相同,但在1-3mm粒径范围内,其变化程度有所不同。说明利用一次破碎率和破碎比在描述煤热解破碎特性具有一定的局限性,这有待于进一步深入研究。     

转载系统中蛇形溜管的DEM模拟研究

为改善散体物料装卸或输送过程中出现的颗粒破碎、溜管堵塞等问题,以理论力学为基础,设计一种能够抑制颗粒破碎、减小堵塞概率的矩形截面蛇形溜管,并采用离散单元法(DEM)对煤炭颗粒在蛇形溜管中的运动行为进行模拟研究。结果表明:(1)蛇形溜管输送煤块颗粒和煤球颗粒过程中,煤块颗粒之间的空隙较小,排列紧密,堵塞溜管的概率较高;(2)蛇形溜管输送物料时,在其斜面及转弯处均形成了力链结构,且蛇形溜管增大了颗粒的实际运动距离、摩擦和接触次数,极大地消耗了颗粒的势能;(3)与竖直溜管输送相比,煤球颗粒在蛇形溜管出口处的平均速度约降低69.93%,冲击力约降低88.54%,动能约为竖直溜管的1/11,有效地减小了颗粒破碎概率,保护了颗粒的完整性,物料颗粒实现了"软着陆"。对模拟结果进行试验验证,模拟结果与试验结果吻合。这可为研制高效的蛇形溜管提供理论帮助。     

仿蜂窝防护结构的承载特性

为满足对结构安全方面的要求,本文借鉴蜂窝结构强度比高、力学性能优异的特性,运用结构仿生学原理设计并建立了简化的仿直蜂窝、仿斜蜂窝和平板结构3种模型。在5种不同工况下利用有限元分析软件OptiStruct对3种模型进行了承载特性分析,运用3D打印技术制备3种模型,并对样件进行力学特性试验。根据模拟结果与试验数据对比分析得到以下结论:仿斜蜂窝结构各位置的应力数值相近,仿斜蜂窝具有良好力学传导特性;在相同质量情况下,仿斜蜂窝结构的承载能力较仿直蜂窝结构提高12%,较平板结构提高150%,其承载能力有着较大的优势,所以仿斜蜂窝结构较为合理。本文的研究实现了对仿蜂窝结构的承载性能分析,为防护结构轻量化设计提供了参考。     

小型新结构超微粒粉碎机及其研究

对物料破碎机理的研究,提出了挤压与双向剪切耦合作用的物料破碎机理,利用该破碎机理研制了特别适合于纤维质物料破碎的小型新结构超微粒粉碎机,该设备采用两单独驱动的我接触挤压辊,通过对物料粒子施加很大的挤压力双向剪切力进行破碎,挤压力和剪切力的大小自适应调整机构确定,分选器和螺肇器实现物普的自动分选循环,利用物料的瞬时破碎和强制冷却循环系统,控制物料在破碎过程中的温升,本文介绍了其结构特点和粉碎试验。     

可回收垃圾粉碎装置的设计及动力学特性分析

设计了一种适用于多种垃圾物料的破碎,满足多种垃圾粉碎需求的可回收垃圾粉碎机.本研究对可回收垃圾粉碎装置整体结构进行了设计,并首次提出利用三级破碎系统组成实现垃圾粉碎的设计方案,解决了传统破碎机破碎垃圾种类少的问题,并且实现了可回收垃圾的破碎.     

物料破碎过程中的应力研究

利用热力学原理和损伤力学理论对物料的破碎过程进行分析,获得物料破碎过程中的应力方程,并通过大理石循环加载实验,验证物料破碎过程中的应力方程合理性,从而得到应力方程的临界值可作为物料破碎的强度判据.     

基于单晶硅各向异性特征的纳米压痕过程有限元仿真研究

本文采用各向异性弹塑性材料本构关系,利用非线性有限元软件MSC.Marc建立了单晶硅纳米压痕过程的三维模型,分别用玻氏、维氏、圆锥形和球形压头对单晶硅（100）晶面进行了纳米压痕过程的仿真分析,研究了单晶硅对于不同形状的压头、不同压头半锥角、不同最大加载力的加、卸载响应特性。仿真结果表明,压入相同深度时,圆锥形压头所需载荷最小,材料对圆锥形和球形压入产生的应力应变分布呈现出各向异性,体现了单晶硅在不同晶向上的材料性能存在差异。当最大加载力为25mN时,仿真得出维氏压头在单晶硅（100）晶面产生的压痕深度约为300nm,与相应实验结果基本相符。     

凹坑型仿生形态环块样件接触问题有限元数值模拟

利用ANSYS建立了环块样件接触的实体模型,将齿轮接触问题进行了等效简化;根据ANSYS接触问题的有限元分析方法与仿生学表面形态优化设计技术,在环块样件的接触面区域形成了九种不同分布的凹坑型仿生表面微观形态,完成了光滑环块样件与九种凹坑型仿生形态环块样件接触问题的三维有限元数值模拟,进行了光滑与凹坑型仿生形态环块样件接触应力的对比分析,得出:仿生形态环块样件接触区域接触应力峰值高于光滑样件,但仿生形态环块样件接触区域的平均接触应力值低于光滑形态。     

基于有限元法的仿生钩形深松铲耕作阻力

以仿生钩形深松铲和圆弧形深松铲为研究对象,采用通用显式非线性动力分析的有限元程序ANSYS/LS-DYNA分析了深松铲在切削土壤过程中,深松深度和前进速度对深松耕作阻力的影响,并分析了仿生钩形深松铲的减阻效果。为了验证有限元分析方法的可行性,对两种深松铲进行了室内土槽的耕作阻力验证试验。结果表明,通过有限元法模拟出的深松铲耕作阻力与室内土槽试验所测定的结果具有相同的变化趋势,利用有限元法可以分析深松铲的工作性能,并且仿生钩形深松铲的耕作阻力明显低于圆弧形深松铲。     

Effect of roller shapes on strip buckling in a continuous annealing furnace

The effect of roller shapes on strip buckling in a continuous annealing furnace was focused on. The tensile stress distribution, the transverse compressive stress, and the critical buckling stress of the strip were studied by the finite element method (FEM) when the flat roller, crown roller, single taper roller, and double taper roller were used, respectively. Simulation results show that strip buckling is most likely to occur with the crown roller, then the double taper roller, and finally the single tape...     

基于贝壳表面仿生油管螺纹抗粘扣性能仿真分析

粘扣是油管螺纹的主要失效形式之一.针对油管螺纹粘扣的机理,将贝壳表面沟槽状仿生非光滑结构的耐磨特点应用在油管螺纹上以达到抗粘扣的目的.利用有限元仿真的方法对普通油管螺纹、基于贝壳表面结构的仿生沟槽结构油管螺纹在拧紧力矩作用下与轴向力作用下的齿面载荷分布进行模拟分析.结果表明,仿生油管螺纹表面接触应力全面低于普通螺纹,有效地减小了螺纹表面应力集中现象.     

Comparative Evaluation of the Implant Made of Yttrium-partially Stabilized Zirconia and Pure Titanium on Stress Distribution by Anisotropic Finite Element Method

1Introduction Implantplacementindentistry[1]andorthopedics[2]isapredicabletreatmentmodality.Thematerialsforden talimplantsandjointsaremetalandpolyethylene.These materialshavebeenusedfordecades;however,thein creasingproblemssuchasthewearofthepolyethylene,t…     

Influence of abutment material on the stress of implant-supported all-ceramic single crown

In order to investigate the influence of abutment material on the stress of implant-supported all-ceramic single crown, a 3D finite element model of implant-supported mandibular first premolar was computed by COSMOS/M 2.85 software. Alumina, zirconia, and titanium were used as abutment materials respectively. Vertical 600 N and horizontal 225 N load was applied on the occlusal surface. The results show that the stress distribution of implant-supported single crown was similar for different abutment materials. Maximum stresses within the crown were higher when titanium abutment was used. Maximum stress of titanium abutment was lower than that of ceramic abutment. Within the screw and fixture, maximum stresses had no difference under vertical loading but higher as titanium abutment was used under horizontal loading. There was no difference of maximum stress within the bone when different abutment materials were used. The present findings indicate that the abutment material had no influence on the stress distribution of implant-supported all-ceramic single crown but maximum stress when the titanium abutment was lower than that of ceramic abutment.     

Influence of different luting agents on the stress distributions of implant-supported all-ceramic single crown

The purpose of this study was to investigate the influence of different luting agents on the stress distribution within the crown, abutment and peri-implant bone of implant-supported all-ceramic single crown. A three-dimensional finite element model of an implant-supported single crown for the first premolar of mandible was created by COSMOS 2.85. Resin-modified glass ionomer and two different resin adhesives were used to cement the crown and abutment. Vertical 600 N and horizontal 225 N loads were applied to stimulate the condition of chewing. The stress distributions within the all-ceramic crown, abutment and peri-implant bone were analyzed. The experimental results show that the stress distributions of all-ceramic crown, abutment, implant and peri-implant bone were similar when different luting agents were used. The result of present study indicated that luting agents had no influence on the stress distributions of implant-supported all-ceramic single crown.     

周公宅拱坝体型优化设计

采用复合形法对周公宅双曲拱坝进行了体型优化设计,优化过程中结构重分析采用有限单元法.综合考虑坝体应力状态与混凝土方量对拱坝进行体型优化设计;还对优化体型进行了五种工况下的拱梁分载法应力校核,并与初始体型结果进行比较分析.结果表明优化后拱坝较初始体型有了显著的改善.