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关键词： 公铁两用桥   钢桁梁   临时结构   有限元   应力   监控  

摘要： 郑州万滩黄河公铁大桥(112+6×168+112)m连续钢桁梁为长联大跨连续钢桁梁,为了保证其顺利架设,采用有限元分析法和施工监控这两种方法来研究临时墩的应力和变形。首先,在Midas Civil软件中建立连续钢桁梁和临时墩模型,分析各个临时墩在钢桁梁架设施工过程中的受力情况,并验算其应力和变形。然后,根据分析结果,制定和实施临时墩的监控方案。最后,分析施工监控结果,确保临时墩的安全。研究表明,临时墩中各个构件的最大应力均小于其容许应力,其中最大弯曲应力为123.85 MPa,小于容许应力140 MPa,最大轴应力为71.15 MPa,小于容许应力135 MPa;各分配梁的最大挠度均小于其容许挠度,其中最大挠度为5.00 mm,小于容许挠度l/400;同时,临时墩应力的实验值(最大值为77.59 MPa)始终小于其容许应力135 MPa。

关键词： 牙种植体   有限元分析   多孔   应力  

摘要： 研究不同孔隙率牙种植体的力学性能和种植体对牙槽骨的应力刺激情况,探究适合体部直径为5 mm的牙种植体的宏观多孔结构方案,为临床设计钛合金牙种植体结构提供参考.利用有限元分析的方法,对装配于牙槽骨中的4种不同孔隙率的牙种植体,分别施加不同方向的600 N和118.2 N的载荷,进行牙种植体和牙槽骨的应力分析.结果表明,针对体部直径为5 mm的牙种植体,当牙种植的体部孔隙率为30%时,种植体既具有优异的机械性能,同时牙槽骨也能得到良好的应力刺激,不同载荷下,牙槽骨的应力峰值均在理想的应力范围内.即体部直径为5 mm的牙种植体中,30%孔隙率是最适合的结构方案.

关键词： 增压输送系统   膜片   有限元   应力分析   动强度  

摘要： 为提高单铰型膜片的动强度能力,针对增压输送系统用单铰型膜片在使用过程中产生裂纹的现象,改进了原有单铰型C形刻痕膜片结构,提出了一种带弯角C形刻痕膜片,使用有限元方法分析了两种膜片在翻转过程中的应力及应变情况,搭建了破裂压力测试和冲刷试验系统对两种膜片进行了对比试验。研究表明:单铰型膜片结构改进后,翻转区域受最大应力降低26%,最大应变降低97%,耐气流冲刷时间显著增加。研究成果有利于提升膜片性能裕度,提升增压输送系统可靠性和稳定性。

关键词： 复合镀层   SiC颗粒   有限元分析   Python   应力场  

摘要： 目前针对多颗粒复合镀层有限元模型的建立尚不准确。以轧辊的服役工况为背景,利用Python语言和ABAQUS软件建立试块底面带有SiC颗粒增强Ni基复合镀层的环-块滑动摩擦有限元模型,系统研究SiC颗粒含量和尺寸对涂层表面及涂层-基体界面峰值等效应力的影响规律。结果表明:当SiC颗粒含量为3 vol.%~9 vol.%时,涂层表面和涂层-基体界面峰值应力随颗粒含量的增大而增大,分别增大了78.01%和32.06%;当SiC颗粒含量为9 vol.%~15 vol.%时,随着颗粒含量的增大,涂层表面峰值应力呈下降趋势,降低了13.02%,而涂层-基体界面峰值应力基本保持不变;当SiC颗粒直径为0.8~1μm时,涂层表面及涂层-基体界面峰值应力随颗粒尺寸的减小而增大,分别增大了51.5%和32.6%;当SiC颗粒直径为0.3~0.8μm时,涂层表面及涂层-基体界面峰值应力基本保持不变。综合考虑轧辊表面镀层的性能需求以及实际复合电镀工艺,依据界面应力与镀层结合状态之间的关系,SiC颗粒含量以9 vol.%左右为宜,SiC颗粒直径以0.8μm左右为宜。所建立的多颗粒随机分布涂层基体的有限元模型更接近于实际复合镀层结构,研究结果可为复合镀层的设计与制备提供参考。

关键词： 高速永磁同步电动机   转子涡流损耗   铜屏蔽层   应力  

摘要： 针对高速永磁同步电动机转子上涡流损耗较大的问题,提出了一种结合护套分层结构与护套之间加装铜屏蔽层的优化方法。首先,分析涡流损耗的产生机理以及对护套分层的理论解析,通过有限元仿真验证得出护套分层结构可减少护套厚度,达到降低损耗的目的。其次,在护套分层结构的基础上,进一步仿真分析铜屏蔽层对涡流损耗的抑制效果,并确定铜屏蔽层的最佳厚度。最后,对优化前后转子涡流损耗、电动机主要性能参数进行对比,较优化前,转子涡流损耗下降了59.8%,气隙磁密、空载反电势基本不变。研究表明:该优化方法能够有效地削减转子上的涡流损耗,且对电动机性能基本不会产生影响。

关键词： 大跨钢结构   空腹桁架   应力分析   钢结构连廊  

摘要： 大跨钢结构空腹桁架具有自重较大、施工过程不确定因素多、结构受力复杂等特点,故其施工模拟分析是施工方案设计的重要依据。某工程大跨度钢结构空腹桁架长为35.3m,宽为25.3m,桁架自重约310t,由纵向四榀钢桁架和横向钢梁连接构成,采用地面拼装完成后再整体提升安装的施工方法。通过计算分析施工过程可能存在的受力工况及桁架中各构件的内力,以对桁架薄弱位置采取加强措施,确保施工过程安全可靠。

关键词： 桥梁工程   铰缝病害   空心板   单板受力   应力  

摘要： 装配式空心板桥梁应用广泛,铰缝的损坏是装配式空心板桥梁的一个常见病害,且对于铰缝失效机理存在争议,多数学者认为铰缝设计存在缺陷,铰缝的损伤是被横向拉应力“拉坏”的。对于老桥的调研,发现铰缝病害出现的比例很高,而对新桥的调研发现均未出现铰缝问题,若铰缝是“被拉坏的”,那么铰缝问题不能仅存在于老桥中,所以铰缝失效机理还有其他重要原因。利用ABAQUS建立详细的有限元模型,充分考虑了铰缝与空心板之间的接触、铰缝与空心板的连接钢筋,得出铰缝结构受力合理,其中连接钢筋的地位非常重要,若连接钢筋发生锈蚀,铰缝的受力便出现缺陷,所以得出结论:铰缝病害是连接钢筋的锈蚀而引起的。

关键词： 异型基坑   扰动   应力   土拱效应   转角效应   松动区   影响范围  

摘要： 建立L形转角基坑三维仿真模型,分析基坑开挖过程中L形转角位置处坑底及坑侧地层的扰动规律,明确地层松动区受转角效应的影响范围。结果表明:L形基坑开挖后地层松动区与土拱区分界相对明显,转角区坑底松动区最大深度不随开挖深度的改变发生明显变化,松动区内地层扰动受转角效应影响程度随开挖深度增加而逐渐减弱;转角区阳角侧和阴角侧坑外地层松动区最大深度均约为开挖深度,松动区内沿坑外方向地层扰动受转角效应影响范围随深度的增加而减小;阴角侧松动区内地层扰动受坑角附近支护形式的影响较为明显,沿开挖长度方向地层扰动受转角效应最大影响范围略大于阳角侧,且二者均随深度增加而明显减小。

关键词： 排桩支护   光弹试验   土拱效应   数值模拟   应力场   位移场  

摘要： 排桩支护体系中水平拱效应是土体发挥自身抗剪强度所产生的一种应力重分布现象,其对工程设计和安全评价有着重要意义。水平拱效应在实际工程中是三维空间结构,但目前土拱效应研究侧重于截取三维结构中某一剖切面将其简化为平面应变问题进行分析,而忽视了拱效应的三维几何特征。将三维空间结构切成若干水平面,对不同水平面施加不同的初始应力,利用自制大尺寸光弹试验设备从二维角度分析排桩支护体系中土拱形态演化以及水平拱效应三维几何特征,并利用颗粒流PFC2D软件对模型试验结果进行重现,同时运用数值模拟手段进一步探究土拱厚度随深度的演化规律。研究结果表明:排桩在受到远场荷载作用下,其水平拱效应经历了一个发展-稳定-破坏的过程,土拱效应破坏后支挡效果显著下降;不同深度处的土拱效应存在显著差异,差异体现在桩后成拱区沿桩底方向分为未形成段、形成段、稳定发展段和破坏段,成拱区影响范围在2倍桩径范围内;成拱区厚度为成拱区上拱顶点与下拱顶点的差值,上拱顶点为沿排桩方向出现第一个σx和σy相交的点,下拱顶点为靠近排桩的σy的极大值点;成拱区厚度沿桩底方向表现为先增大后减小的趋势。

关键词： 在役汽轮机   叶片   转子   应力分析  

摘要： 以某核电厂在役汽轮机枞树型叶根为具体案例,应用线弹性分析方法对叶片敏感部位的稳态工作应力进行了详细分析,获得叶片在运行状态下的应力分布图,用于确定无损检测时需要关注的特定区域和受力最大的区域转子焊缝的尺寸较大且易产生微小缺陷,及时评估其安全性和缺陷扩展寿命对于避免事故和确保汽轮机的可靠性至关重要。通过对焊缝进行全面的安全性评估,可以及早发现潜在的缺陷,并采取相应的修复措施,从而延长转子的使用寿命并降低事故风险。