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关键词： 机器学习   单向织物   k-Means聚类算法   有限元分析   应力分析   弹道冲击  

摘要： 由于目前主要采用的分析复合材料有限元模型图像结果的定性对比观察法分析不够深入和全面,可能会忽略某些重要信息,故而需要一种能够快速进行图像量化处理的客观分析方法。课题组结合机器学习,提出了基于k-Means聚类算法的有限元图像结果分析方法;以分析Dyneema■单向(unidirectional, UD)布以普通对齐堆叠和准各向同性堆叠的弹道冲击有限元模型的应力分布结果为例,利用k-Means聚类算法对所截取的应力云图进行基于颜色特征的像素点聚类和区域分割,分割的区域可以实现快速统计和面积计算。结果表明:该方法能够快速准确地量化不同应力范围的面积差距,从而得出更为客观明了的结果,便于深入地分析。该方法还可以推广应用于其他需要分析云图结果的领域。

关键词： 变压吸附器   应力   强度   评定   有限元  

摘要： 基于JB/T 4732—1995(2005年确认)《钢制压力容器——分析设计标准》,采用有限元法,对1台变压吸附器进行设计压力和工作压力下的应力分布分析和强度评定。应力分析结果表明,在设计压力和工作压力下,变压吸附器的最大应力均出现在上接管与封头的连接处外侧。对变压吸附器应力集中部位和筒体进行的线性化强度评定结果表明,在设计压力和工作压力下,变压吸附器应力强度计算值均小于应力强度许用极限,均满足应力强度要求。建议在应力集中部位进行补强处理,以确保变压吸附器长周期安全稳定运行。

关键词： 膨润土   危险废物渗滤液   化学相容性   渗透特性   应力  

摘要： 膨润土因其优异的防渗性能被用于危险废物填埋场防渗屏障的构筑,但其防渗性能通常会受到渗滤液和应力的影响。通过渗滤液采样分析设置不同浓度阳离子溶液,系统探究实际渗滤液组分对膨润土防渗性能的影响规律;选用Ca^(2+)作为特征阳离子研究不同应力条件下膨润土渗透系数变化规律;同时结合Zeta电位和DLVO理论计算,阐明渗滤液组分和应力作用对膨润土化学相容性影响规律。结果表明,渗滤液中Al^(3+)、Fe^(3+)、Zn^(2+)、Ni^(2+)、Cu^(2+)、Fe^(2+)、Mn^(2+)浓度为0~0.20 mmol/L时,对膨润土膨胀特性和渗透特性影响较小。Mg^(2+)、Ca^(2+)、K^(+)、Na^(+)浓度为0.20~50 mmol/L时,Ca^(2+)对膨润土膨胀特性和渗透特性影响较大,Ca^(2+)浓度由1 mmol/L上升到50 mmol/L时,渗透系数由1.15×10^(−7)cm/s急速上升到6.34×10^(−6)cm/s。Ca^(2+)浓度和应力通常通过影响水化后膨润土孔隙比进而影响其渗透特性,相同Ca^(2+)浓度条件下,渗透系数随应力增加而逐渐降低。Zeta电位和DLVO理论分析表明,Ca^(2+)浓度增大会导致膨润土表面负电势减弱,引起膨润土双电层厚度减小,使膨润土中蒙脱石的层间距变小,导致膨润土膨胀特性和渗透特性降低。因此,填埋过程中应优化危险废物固化稳定化工艺,从源头减少渗滤液中Ca^(2+)浓度;同时还应研发新型膨润土复合材料,提高膨润土在Ca^(2+)等高浓度盐溶液中的防渗性能,防控危险废物填埋场渗漏风险。

关键词： 复合材料   编织角   针刺密度   弹性性能   单胞模型   应力分析  

摘要： 为研究针刺碳/碳(C/C)编织复合材料的编织结构和针刺密度对整体力学性能的影响,根据针刺C/C编织复合材料的细观结构、组成成分的体积参数和编织角度,提出带有针刺区域和编织结构的平行四边形单胞模型。建立针刺C/C编织复合材料细观结构模型,研究编织角度和针刺密度对整体复合材料弹性性能的影响。结果表明:针刺区域与纤维区域的接触处存在应力集中,纤维周围的基体也出现明显的应力集中现象;编织角对针刺C/C编织复合材料的弹性模量的影响较大。采用GB/T33501—2017标准进行复合材料轴向拉伸试验,发现模型预测的弹性模量与试验数据吻合良好,预测结果的误差为2.27%。研究针刺C/C编织复合材料的细观结构可为后续复合材料细观结构的设计和力学性能的探讨提供依据。

关键词： 混凝土空腹重力坝   数值仿真   应力分析   变形分析  

摘要： 文章以高岩水库混凝土空腹重力坝为例,采用有限元软件ANSYS建立大坝数值仿真模型,分析各类荷载组合工况下的坝体应力、变形状况及抗滑稳定安全系数,并对大坝的运行状态进行评价,计算结果与现场安全检测结果基本吻合,表明该计算方法具有较高的实用性,可为混凝土空腹重力坝安全鉴定工作提供技术支撑。

关键词： 增强型地热系统   热流固耦合   渗透率   应力  

摘要： 在增强型地热系统(enhanced geothermal system,EGS)热开采过程中,储层渗透率受应力的影响而动态变化。为揭示裂隙岩体渗透特性和应力之间的耦合作用对系统采热性能的影响,建立双重介质热流固(thermo-hydro-mechanical,THM)耦合模型,分析基质和裂隙渗透率随应力动态变化时储层THM三场变化规律。结果表明:在热应力与水压力共同作用下,基质渗透率逐渐减小,裂隙渗透率呈指数式增加,采热速率主要由裂隙渗透率的动态变化决定,但如果忽略基质渗透率的动态变化,预测的裂隙渗透率比实际提高41.8%,热突破时间提前,会低估近2年的系统运行寿命。因此,同时考虑裂隙和基质渗透率与应力的耦合作用对合理评价EGS系统使用寿命有重要意义。

关键词： 激光熔化沉积   有限元法   温度场   应力场   数值模拟  

摘要： 激光熔化沉积(Laser Melting Deposition,LMD)技术是一种典型的增材制造工艺,但其复杂的热传导和应力变形问题对成形产品的质量和性能有重要的影响。采用传统实验分析方法成本高且难保证一致性,因此有限元法(Finite Element Method,FEM)成为对LMD制造过程中复杂的热传导和应力演化进行分析的重要手段。综述了LMD温度场和应力场有限元模拟的关键因素和研究方法,包括温度场模拟设置、应力场模拟设置、材料属性以及求解设置;阐述了LMD温度场和应力场有限元模拟的研究进展以及当前应用的挑战并提出了未来的发展趋势,为优化LMD制造过程和提高产品性能提供了指导。

关键词： 斗轮取料机   走行轮架   箱型梁钢结构   应力分析   钢结构补强  

摘要： 介绍斗轮取料机走行轮架钢结构和斗轮马达平台箱形梁钢结构损伤的情况,分析钢结构损伤原因并进行应力分模拟,提出修复及强化的方案并组织施工,解决了取料机作业的设备安全隐患,保障取料作业的安全,为其他类似设备钢结构损伤提供解决思路和成熟案例。

关键词： 工程力学   课程思政   教学改革   立德树人   医工融合   社会责任感  

摘要： 在新时代高等教育改革的大背景下,文章深入探讨了工程力学课程在融合思政教育方面的实践与策略。根据2016年全国高校思政会议和2020年《高等学校课程思政建设指导纲要》的要求,笔者提出了一套创新的工程力学课程思政融合模式,旨在通过建立思政元素资源库、采用数字沉浸式教学、跨界嘉宾讲座以及学生社群建设等多元化策略,加强学生的专业知识与社会责任感。同时,笔者还设计了课程思政教师自评表和学生反馈评价表,以全面评估课程的教学质量和思政教育效果。这不仅可以提升课程的教学深度,也强化了学生对社会责任的认识。

关键词： 拱坝   碳化   有限元   应力   安全系数  

摘要： 为研究坝体混凝土碳化作用下的拱坝工作性态,以某抽水蓄能电站下水库拱坝为例建立了三维有限元分析模型,并结合弹塑性理论、等效应力与强度折减法分析了碳化前后温升与温降工况下的拱坝应力与安全稳定性变化情况。结果表明,混凝土碳化对温降工况下坝体拉应力和压应力的影响程度均要大于温升工况,拉应力对碳化影响较为敏感,温降工况下拉应力增大约4.23%;碳化作用对温升工况下的拱坝-坝肩整体稳定性大于温降工况,温升工况下碳化后的安全系数约降低了2.41%。研究结果可为同类工程的安全运行提供参考。