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关键词： Workbench   活塞   热固耦合   温度场   应力场  

摘要： 为了分析温度和机械耦合载荷对活塞应力和应变的影响规律,基于Workbench建立了三维活塞有限元模型,采用间接耦合法对活塞温度场和应力场进行数值模拟,得到了活塞温度场、应力场及变形分布,进一步分析了活塞模型可能存在的危险位置。结果表明,在热负荷和机械应力作用下活塞工作时的应力低于材料抗拉强度。温度最高值在活塞顶部,受温度场的影响,活塞头部易产生裂纹。活塞的温度场和应力场分布符合实际情况,均在材料允许范围内,满足强度和变形要求。研究结果为活塞的设计和优化提供了理论依据和参考。

关键词： 正交异性材料   弹性力学   坐标变换   调和函数   应力场  

摘要： 正交异性材料力学行为研究对于复合材料结构设计及工程应用具有重要意义。根据正交异性材料本构关系,建立了求解正交异性板应力边值问题的弹性力学基本方程。利用坐标变换法和实函数分析对正交异性板的偏微分方程进行充分求解。以楔形板承受集中力作为典例,选用恰当的调和函数推导出正交异性板的应力场通解。

关键词： 货船碰撞   数值模拟   应力分析   桥梁变形  

摘要： 运营期间的桥梁被船舶撞击后会造成一定的影响,基于湖北境内某桥梁被货船撞击的案例,采用理论分析结合数值模拟方法,对比不同规范要求,确定了货船撞击桥梁的最不利撞击力,并分别从垂直向和顺桥向模拟货船撞击桥墩。其结果说明此次撞桥事件对桥梁整体结构影响不大,并针对此类船舶撞击桥梁的事故从设计、施工以及管理方面提出防撞措施。

关键词： 巨跨洞库   开挖   应力场   扰动  

摘要： 针对目前洞库开挖全过程的围岩应力-应变的长期监控测量以及围岩应力-应变解析解的研究的不足,该文依托某巨跨洞库工程,通过布设监测断面对洞库开挖的整个过程中围岩的应力场及应变场的变化进行了长期监测。采用数值模拟方法对3种开挖方式开挖过程中围岩应力场的变化进行了分析。同时,采用复变函数理论结合柯西积分方法,给出了巨跨洞库围岩应力及位移计算方法,得到了巨跨洞库围岩及支护结构的应力解析解。研究表明:巨跨超扁平隧道起拱线截面易产生较大应力集中现象;在开挖过程中洞周岩层劣化会引起应力空间转移;双岩柱开挖法能够充分发挥锚索等支护结构的承载力以及围岩自承载能力。

关键词： 比例边界有限元法   四叉树算法   网格划分   应力分析   数值方法  

摘要： 基于四叉树算法的网格剖分遵循域的递归分解原理,可在不改变整个区域的前提下,对特定区域进行细化剖分。传统有限元在处理因相邻四叉树单元层级不匹配产生的悬挂节点时会遇到计算困难,比例边界有限元法恰好可解决这一难题。提出了基于四叉树算法的网格划分技术并与比例边界有限元法相结合,采用具有不同几何结构和边界条件的数值算例,对比了软件矩阵实验室(MATLAB)与商用有限元软件ANSYS的计算结果。分析结果表明,基于四叉树网格剖分技术的比例边界有限元法是一种通用、精确以及具有高计算效率的数值计算方法。

关键词： 新工科   工程力学   工程应用能力   专业学位   航空航天特色  

摘要： “新工科”背景下,现代航空航天技术发展对多元化、复合型工程人才提出了迫切需求,尤其对航空航天特色高校中的工程力学专业学位研究生的综合素质提出了新的要求。针对航空航天特色下工程力学专业学位研究生的培养模式,通过研判新时代航空航天行业工程人才的素质特质,摸索与实践了学科交叉与融合互通、校企协调与共享、国际化与特色化并举、理论与实践相结合的多维培养方法,以及“新工科”背景下的立德树人新思路,从而培养复合型、创新型、多元化的卓越工程人才,为“新工科”背景下的专业学位研究生培养体系建设提供参考。对推动我国国防现代化建设和航空航天技术及力学学科发展,具有较大的理论和现实意义。

关键词： 激光束焊接   应力分析   微观结构   超级奥氏体  

摘要： 采用激光束焊接方法,研究了双面喷丸和等离子喷涂Fe Cr18Ni10Mo3粉末涂层(PSC)超级奥氏体不锈钢(SASS)对接接头配置的显微组织和力学性能。研究表明,母材中存在更多的奥氏体元素。在熔合区和热影响区奥氏体边界转变为粗晶界和α’马氏体结构。在焊态、喷丸焊件和PS涂层焊件的熔合区观察到所有拉伸试样均失效。PS涂层焊件和喷丸焊件熔合区测得的平均硬度(HV)值分别为320和290。对焊态焊件、喷丸焊件和PS涂层焊件的熔合区进行残余压应力分析表明耐腐蚀性提高,拉伸和弯曲性能改善。

关键词： 道路工程   有限元分析   脱空评价方法   水泥混凝土道面   应力分析  

摘要： 为了研究机场水泥混凝土道面板接缝传荷能力对脱空评价体系的影响,分析道面板接缝传荷能力和脱空对道面板所受最大主应力的影响,基于三维有限元方法对不同道面板厚度、不同接缝传荷能力工况下的板边中点/板中弯沉值及其弯沉比变化进行了分析,得到了道面板接缝脱空系数与传荷系数之间的关系曲线(脱空判定的弯沉比临界关系曲线)。提出了基于接缝传荷系数的脱空评价方法,并经实际工程验证评价方法判断道面板脱空状况的可行性与准确性。结果表明:道面板厚度、脱空尺寸、脱空形态(接缝单侧/两侧脱空)以及飞机类型对道面板在飞机荷载作用下所受最大弯拉应力影响甚微,道面板接缝传荷能力对道面板应力影响显著;当接缝传荷能力作为唯一变量时,道面板在荷载作用下所受最大主应力随接缝传荷系数的递减呈二次方指数增加,当道面板接缝传荷系数下降至31%以下时,道面板所受弯拉应力最大增长率可达到25%;通过对不同接缝传荷能力、脱空尺寸、脱空形态、飞机类型对道面板所受弯拉应力的影响分析,得出基于接缝传荷系数的道面板在飞机荷载作用下所受最大弯拉应力计算公式,可用于道面板应力分析或判断道面板是否存在所受最大弯拉应力超过其自身极限应力而产生开裂的风险。

关键词： 光伏建筑一体化   钢框架   地震响应   抗震安全性   应力  

摘要： 为了研究BIPV建筑在地震中及地震后可能出现的结构安全隐患,以一个案例工程为研究对象,基于通用有限元分析平台,建立弹塑性分析模型进行地震响应分析。通过对主体结构和BIPV光伏组件进行地震时程分析,研究其在多遇地震和设防地震下的加速度、变形和应力状态。考虑光伏组件薄膜层、粘结层和衬层材料特性和界面粘结关系,确定衬层应力状态与薄膜断裂临界状态对应关系,并对光伏组件在多遇地震和设防地震中可能出现破坏状态和引发的次生灾害进行分析。研究表明:BIPV组件作为非结构构件在地震中先于主体结构发生破坏,并且可能在设防地震作用下发生大面积光伏电池损坏;应关注BIPV组件震后损坏产生的次生灾害隐患,并在电气系统设计时加装防护措施。

关键词： 复合水泥混凝土路面   临界荷载位置   有限元模拟   应力   位移  

摘要： 为提高复合水泥混凝土路面的力学性能,采用ABAQUS有限元软件建立模型,分析在不同面板厚度、基层厚度、面板长度下,复合水泥混凝土路面板底应力和位移的变化,并与普通混凝土面板对比。结果表明:与普通混凝土路面一致,临界荷载位于纵缝边缘中部时复合水泥混凝土路面板底产生最大拉应力;临界荷载作用在板角,板底产生最大位移,复合水泥混凝土路面容易开裂。复合水泥混凝土路面层厚度变化对板底应力与位移的影响较大,基层厚度变化对板底应力与位移的影响较小,面板长度变化对板底应力与位移的影响极小,可忽略不计。复合水泥混凝土路面板对板底应力与位移变化的抵抗效果比普通混凝土面板好,较高强度水泥混凝土的厚度变化对复合水泥混凝土路面板底位移与应力有更大影响。设计混凝土路面时可适当调整不同强度水泥混凝土的厚度,改善路面的力学性能。