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关键词： 平顶激光束   激光粉末床熔融   温度场   应力场   数值模拟  

摘要： 激光粉末床熔融(LPBF)加工过程中不可避免地会出现制造缺陷,而光束整形技术为缺陷控制提供了新的方向。残余应力是导致裂纹和变形的关键因素之一,但光束整形对残余应力的影响尚不明确。本研究构建了高斯/平顶激光束多道扫描的热力学模型,详细分析了在扫描速度为700 mm/s和总能量输入相同的条件下,不同激光束光斑中心与边缘的温度峰值、温度梯度、冷却速率以及整体的残余应力分布,并进一步探讨了激光功率与扫描速度变化对温度峰值与残余应力的影响。结果表明:高斯激光束光斑中心的温度峰值比平顶激光束高541.28℃,而光斑边缘的温度峰值比平顶激光束低127.95℃。高斯激光束在光斑中心处具有更高的温度梯度与冷却速率,而平顶激光束在光斑边缘处具有更高的温度梯度与冷却速率。高斯/平顶激光束的最大温度梯度均出现在光斑边缘,分别为5.38×10^(7)℃/m和5.74×10^(7)℃/m,最大冷却速率均出现在光斑中心,分别为8.66×10^(6)℃/s和5.82×10^(6)℃/s。在光斑中心区域,高斯激光束的温度受激光功率和扫描速度的影响更加显著;在光斑边缘区域,平顶激光束的温度对激光功率和扫描速度更为敏感。在相同的光斑直径下,高斯/平顶激光束产生的最大残余应力相差不大。这两种激光束产生的残余应力均随着激光功率和扫描速度的增加而增大。在总能量输入相同的条件下,两种激光束产生的残余应力接近。本研究为激光粉末床熔融应力分布调控及工艺优化提供了理论依据。

关键词： 调压室   数值模拟   应力分析   稳定性  

摘要： 针对昌波水电站调压室结构空间受力复杂的问题,通过采用三维有限元软件ANSYS建立结构及周围岩体的三维模型,选择不同工况、不同部位进行有限元数值模拟分析,依据数值计算结果对调压室结构衬砌进行配筋设计及裂缝宽度验算。结果表明:最高涌浪水位与向上压差工况作为控制性工况配筋设计,阻抗板为调压室结构受力变形最大的部位,为结构配筋设计的重点。

关键词： 震源机制解   应力场   时间变化   山西地区   中等地震  

摘要： 基于2001年以来山西地区小震的震源机制解,反演得到一维应力场时序曲线。结果显示,山西地区应力场3个主轴方位角变化总体平稳,σ_(1)和σ_(2)倾伏角呈同步反向变化,σ_(3)倾伏角近水平,揭示研究区处于长期稳定的水平拉张构造应力场环境。将倾伏角的时间变化分为2001-02-06—2008-12-19和2008-12-20—2023-07-31两个时段,第1个时段反映走滑性质的应力场,第2个时段为正断性质的应力场;在这两个时段内,山西地区发生的中等强度地震大多符合相应的应力场特征。2001年日本9.0级地震对山西地区应力场影响不明显。

关键词： 大跨   输水管桥   应力   有限元分析  

摘要： 水利工程中常见的输水管桥一般只用于输水,所以在进行应力分析的时候一般只考虑恒载、水压及自然荷载,对于行人等活载的分析较少。本文以贵州旧城管桥为例,运用有限元分析软件,构建模型分析常见荷载及行人活载进行应力分析研究。研究表明,不同荷载工况下应力和位移均满足设计要求,可为类似大跨输水管桥的工程提供一定的借鉴意义。

关键词： 核电厂   积气   流体振荡   仿真建模   应力   开裂  

摘要： 某核电厂3/4号机组B列低压安注泵出口管线与RIS129VP支管接管座焊缝处均发生过介质泄漏,分析失效原因为管道内积气引起流体振荡导致焊缝疲劳开裂。文中通过流体仿真建模软件开展流场及应力分析,定量分析了不同管道积气量对RIS129VP安全阀接管焊缝的影响。结果表明,当管道内积气大于20 L时会引起安全阀起跳,产生流体振荡,振荡引起接管焊缝最大应力值达到327 MPa,超过了材料疲劳持久限值。建议核电厂每次起动低压安注泵前开展管道气腔测量工作,确保起泵前管线内积气不超过20 L,以避免管道内流体振荡导致焊缝疲劳失效。

关键词： 曲率半径   钢箱梁   应力   支反力  

摘要： 通过建立参数化有限元模型,系统分析了不同曲率半径下钢箱梁的应力分布、支反力变化、挠度特性及固有频率响应。经研究表明,随着曲率半径的减小,钢箱梁跨中截面最大等效应力呈非线性增长趋势;支反力分布的非对称性随半径减小而加剧,尤其是边支点的内侧;梁体中跨竖向挠度受半径影响呈现先增大后减小的临界特征;结构基频随半径减小而降低,表明小半径梁体抗扭刚度弱化导致动力性能下降。同时,通过正交试验法验证了半径与跨径比(L/R)对上述指标的耦合作用机制,并提出了针对小半径钢箱梁的截面优化建议。

关键词： 碾压混凝土重力坝   有限无数值模拟   应力分析   变形  

摘要： 为了研究花滩子水库工程坝体在不同工况下的稳定性情况,采用有限元数值分析方法对花滩子水库工程坝体应力应变进行分析,结果表明:坝体绝大部分区域为压应力区,最大压应力出现在3^(#)-5^(#)坝段坝踵及取水坝段进水口底部。坝基顺河向位移指向坝基河床中心,极值出现在河床段坝踵及坝趾附近。坝基沉降由中部向两岸逐渐减小,最大沉降出现在河床坝段底部。库空工况下,坝体横向位移主要朝向上游,且随高程增加而增大,校核洪水位工况下位移总体指向下游,最大位移出现在河床坝段顶部。

关键词： 高炉   荒煤气管系设计   有限元分析   自然补偿   应力分析  

摘要： 高炉荒煤气管系设计宜优选自然补偿方案。本文以某高炉荒煤气管系自然补偿设计为例,基于有限元分析方法,先确定了管系路由,再对局部应力集中部位进行分析优化,使管系各部位的应力水平相当,整个管系应力水平控制在许可范围内,实现了管系的自然补偿设计。采用有限元分析方法,可揭示管道局部应力集中的部位、应力水平的主要控制因素和规律,进而合理选择管道相关参数,满足自然补偿设计要求。

关键词： 框架桥   裂缝   数值模拟   混凝土   温度场   应力场  

摘要： 该文对下穿铁路桥涵框架混凝土施工过程中结构对混凝土温度场和应力场的影响进行研究,结合数值模拟,结构显示,混凝土材料虽然是一种耐久性材料,但是本质上是一种非均匀的多孔材料,对于不同的施工环境,应选择适宜的混凝土材料,才能更好地利用混凝土性能,控制裂缝产生;在考虑结构型裂缝时,温差越大,温度应力越大,在框架箱涵施工中混凝土底板上尤其要注意沿横向的拐角处及两侧角点位置为主拉应力最大位置;在斜交框架体系进行受力分析时,主要采用斜交转正交进行不同角度的温度应力分析,通过数值模拟可知,斜交角度越大,墙体中心温度越高,导致温度应力越大,抑制裂缝效果越低。

关键词： 角膜生物力学   有限元分析   顶点位移   应力   曲率半径  

摘要： 目的 基于个性化人眼的生物力学参数研究小切口晶状体摘除(small incision lenticule extraction,SMILE)术后角膜生物力学响应。方法 通过角膜基质弹性模量和生物力学参数的相关性分析结果,预测人眼角膜弹性模量并拟合材料参数。根据临床测量数据构建52只个性化近视人眼模型,分析SMILE手术后的角膜生物力学响应。结果 不同人眼的角膜生物力学响应各不相同,SMILE手术后角膜表面顶点位移和应力都存在增大或减小的情况。从平均水平上看,在278μm≤残余基质厚度(residual stromal thickness,RST)≤332μm、眼内压(intraocular pressure,IOP)=16~20 mmHg (1 mmHg=0.133 kPa)时,手术后角膜表面顶点位移和应力变化量比IOP=11~16 mmHg时更小。当RST>332μm、IOP=11~16 mmHg时,角膜生物力学较为稳定。此外,患者的矫正屈光度越大,手术后角膜表面越容易发生形变。结论 RST和IOP是影响角膜生物力学的重要因素。结合角膜生物力学参数,预测角膜组织的材料参数。构建个性化人眼有限元模型分析屈光手术后的手术效果,从而优化屈光手术切削模型和手术参数。