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关键词： 周培源力学竞赛   悬臂梁   应力分析   扭曲效应  

摘要： 针对第十届全国周培源大学生力学竞赛传送装置梁问题,考虑应力边界条件,运用弹性力学体系给出了相对精确的应力解答;考虑剪切扭曲效应对应力分量的影响,比较了本文解答和官方解答的异同,并进一步考虑横向和切向载荷的综合作用,完整推导出了扭曲应力修正项。分析结果表明,将梁的纵向位移表达为纵、横坐标函数的分离形式所推出的修正项完整函数与弹性力学解答是一致的,悬臂梁的跨高比对扭曲效应影响较显著,官方题解在细长梁范围内是完全合理的,本文拓展解答有助于深化对材料力学知识体系的理解。

关键词： 交通运输管理   交通大学学报   计算机软件   信息工程   学术期刊   工程力学   轨道交通工程   通信工程  

摘要： 《北京交通大学学报》是经国家新闻出版广电总局批准,由教育部主管,北京交通大学主办的自然科学理论与技术类学术期刊.主要刊登通信工程、交通信号与控制、无线通信、信息工程、光波技术、计算机软件及应用、轨道交通工程、工程力学、机械工程、电气工程、交通运输管理等方面的学术论文.本刊为双月刊,国内外公开发行.读者对象是从事理论研究、应用研究、工程开发和生产部门的科技人员及相应的管理人员;有关学科的高等院校的教师、研究生及高年级学生等。

关键词： 安全   位移   应力   FLAC^(3D)  

摘要： 为实现五沟煤矿10煤层安全绿色开采,选取1010-1工作面为研究对象,参照矿井及周边矿区安全开采实际资料,分析1010-1工作面开采时覆岩破坏移动演化规律及对其附近产生的影响;采用FLAC^(3D)模拟软件分析不同开挖进度条件下煤层的竖向应力、竖向位移及塑性破坏变化规律。结果表明:工作面整体相对稳定,1010-1工作面开采具有安全可行性。

关键词： 桥梁   施工监控   多参数敏感性   挠度   应力  

摘要： 大跨径预应力混凝土(Prestress Concrete,PC)梁桥的线形与应力状态会随着施工监控参数的变化而变化,参数的变化会影响桥梁的合龙精度与最终成桥状态的结构内力。为研究参数变异性对施工监控过程的影响,本文以一座大跨径连续刚构桥为背景,借助有限元软件分析主梁悬臂施工过程中材料容重、弹性模量、管道摩阻系数和预应力张拉力四个主要参数的变化对桥梁线形和关键截面应力的影响。结果表明:上述参数的变化主要影响结构跨中合龙段和边跨最大悬臂处的挠度,对桥墩附近节段挠度影响较小;不同参数的组合存在不同程度的耦合作用,施工监控过程中需对每个参数进行实地测试,修正有限元模型,方能更精确地指导施工。

关键词： 水平井压裂   镶齿桥塞   卡瓦   应力   吃入深度   试验研究  

摘要： 针对常规卡瓦式桥塞在锚定过程中对套管的过度损伤问题,提出并设计了一种镶齿卡瓦桥塞,采用弹性力学厚壁筒理论及有限元方法,计算了套管抗内压强度、周向应变和周向伸长量,分析了桥塞锚定后卡瓦牙与套管内壁之间的接触应力以及吃入深度。分析结果表明:整个桥塞其余部件的应力水平都比较低,上卡瓦牙高侧产生了很大应力,达到硬质合金强度值;坐封后下卡瓦的第一排牙产生极大应力,下卡瓦牙周向均匀接触于套管内壁面,可有效坐封桥塞,且镶齿对套管表面应力影响较小。根据镶齿卡瓦进行了锚定套管的试验研究,试验模拟坐封后,卡瓦承压能力和坐封功能均较稳定,证明合金卡瓦结构设计合理。研究结果可为连续管钻水平井镶齿卡瓦桥塞的优化设计和推广使用提供理论和试验数据。

关键词： 切割机构   应力   应变   固有频率   优化设计  

摘要： 为验证末端执行器切割机构设计的合理性,以减重为目的进行优化设计,根据实际工况,对切割机构进行了有限元分析。以减重为目的,将扇形齿轮更换为密度较小的尼龙件,并对其结构进行了拓扑优化设计。结果显示:优化后比优化前的扇形齿轮质量减小87.6%,切割机构的质量减小50.4%;优化后扇形齿轮的最大应力为27.5 MPa(小于屈服应力),应变为0.013 mm(能满足使用要求);优化设计使切割机构的前4阶固有频率都显著提高,且第一阶固有频率提高了155%,大于振动频率;优化设计的切割机构在正常使用中不会产生共振,优化效果显著。切割机构的有限元分析和优化设计,为苹果采摘机器人的研究提供了理论参考和依据。

关键词： 薄膜   遮光罩   应力   弧边优化   薄膜有效面积  

摘要： 针对当前航天器遮光罩轻量化的需求,在保证薄膜遮光罩有效面积不变的前提下,根据质量和有效面积占比设计了一款柔性平面薄膜遮光罩。以提高薄膜边缘应力的同时尽量避免有效圆面积占比减少为优化目标,对薄膜遮光罩的边缘做弧边优化设计。结果表明,当薄膜遮光罩为正六边形时,既能保证结构对称性,又能获得较低的单位有效面积占比对应质量。通过应力叠加法建立了薄膜遮光罩的应力分布模型,求出薄膜边缘应力的理论计算值。探究了弧边拱高的增加对薄膜边缘应力和有效圆面积占比的影响规律,当二者的函数曲线相交于一点时,可取为薄膜弧边的最优拱高。根据设计的薄膜遮光罩参数,搭建薄膜遮光罩的试验样机并进行展开试验。薄膜遮光罩可完全展开,薄膜边缘张紧度高,证明了薄膜遮光罩系统方案设计的可靠性,弧边设计可有效提高薄膜边缘的应力水平。

关键词： 制动盘   温度场   应力场   热-力耦合  

摘要： 电制动失效时的摩擦制动热负荷引起的制动盘热疲劳损伤是影响列车运行安全的重要因素。建立地铁列车轴装制动盘摩擦制动三维有限元模型,调查了制动盘在一次常用制动、一次紧急制动两种制动工况时的热-力耦合情况,获得制动盘在两种制动方式下的温度场和应力场。仿真结果表明,不同工况下制动盘面的温度分布具有相似规律,即在制动初期,盘面温度迅速上升并很快达到峰值点166.81℃和151.5℃,随后盘面温度缓慢下降。应力场初始以机械应力为主,随着制动温度的上升,热应力成为主要影响因素。应力场与温度场分布相似,但应力峰值延后于温度峰值出现。热应力在制动中会引起材料损伤积累,导致制动盘疲劳开裂。

关键词： 工程力学   教学创新   工程教育   新工科  

摘要： 在推进“新工科”和工程教育高质量发展的现实背景下,工程力学课程教学改革成为我国工程教育高质量发展和建设高等教育强国的重要内容。文章首先分析了工程力学课程教学实践中的关键问题及其解决方案,其次提出“一二三四”教学创新模式及其相应的教学方法和手段,以期培养学生的学习自主性和积极性,同时促进教学质量提升以及力学学科体系的建设与发展。

关键词： 激光-MIG复合焊   有限元分析   铝合金   应力   变形  

摘要： 采用ANSYS对中厚板铝合金的激光-MIG复合焊接过程进行数值模拟,分析激光-MIG复合焊接过程中温度场、残余应力及焊接变形的分布情况。结果发现,由于工件表面与内部的散热速度差异,温度场呈现中间高、周围低、以焊缝为中轴线的椭圆形分布。随着焊接的进行,工件的等效应力在不断增大,焊接过程中工件两侧出现>300 MPa的高应力区;随着工件的冷却,工件两侧刚性固定面的应力集中开始不断消退,且高应力区在工件冷却后消失。工件完全冷却后,高应力区域主要集中分布在焊缝周围,最高值可达175 MPa,工件两侧应力分布较为均匀,在125~130 MPa范围内。焊后工件总变形呈现以焊缝为中轴线的椭圆形分布,焊缝两侧单位变形量最高可达0.19,焊缝部位单位变形量为0.09。