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关键词： 多轴柔性铰链   有限梁柔度矩阵建模   柔度   应力   有限元仿真  

摘要： 现有柔性铰链的缺口形状主要局限于圆锥曲线及其组合,且在应对复杂载荷和大角度运动时容易因应力过大而失效。为此,设计了一种新型的嵌套余弦函数型多轴柔性铰链。首先,基于有限梁柔度矩阵建模(finite beam compliance matrix modeling,FBMM)法构建了新型柔性铰链的柔度和精度模型,并与ANSYS Workbench软件的有限元仿真结果对比,发现柔度和精度的相对误差分别小于4.89%和4.97%,验证了理论模型的有效性。然后,讨论了结构参数对新型柔性铰链柔度、精度和柔度精度比的影响,并与椭圆型、圆弧型、正弦型多轴柔性铰链进行了比较。结果表明,所设计的柔性铰链具有柔度大、应力低的特点。最后,通过搭建柔性铰链实验平台来测试其变形情况,实测结果与理论结果的相对误差小于8%,进一步验证了柔度模型的有效性。嵌套余弦函数型多轴柔性铰链可为大行程柔顺精密定位平台的设计提供参考。

关键词： 箱涵   折叠式移动模板   数值模拟   应力   变形   施工技术  

摘要： 为研究长箱涵施工中的关键技术,提出并应用了一种创新的折叠式、可移动的模块化模板体系。阐述折叠式移动模板构造及其应用特性,在混凝土浇筑施工中对其进行监测,并利用MIDAS Civil有限元软件建立模型,对其强度、变形及稳定性进行分析。研究指出:在混凝土浇筑实际监测中,1-4m×3m折叠式移动模板支架左侧变形最大值为0.9mm,与模拟结果的误差为3.89%;1-5m×3m折叠式移动模板支架左侧变形最大值为1.35mm,与模拟结果的误差为4.4%。模拟结果与实测数据吻合较好,表明该模板体系为长箱涵施工领域提供了具有重要参考价值的解决方案。

关键词： 大直径灌注桩   钻孔开挖   数值模拟   应力   应变  

摘要： 对某立交桥工程中大直径灌注桩的开挖过程进行数值模拟,研究不同开挖深度下土层的应力、变形等参数的变化,通过对比实测值与模拟结果,对数值模型进行优化,采用优化后模型分析开挖深度、孔壁材料等因素对开挖过程中孔壁稳定性的影响。研究结果表明:在开挖面附近出现应力集中现象,开挖深度的增加导致应力水平不断增大,并且达西流速、流场压力的分布发生明显的变化;在开挖面附近出现了少量的塑性变形,塑性变形的区域随开挖的进行逐渐增大。

关键词： 机器学习   神经网络   物理信息   深度能量法   应力分析  

摘要： 采用机器学习结合计算力学分析了带孔薄板的应力问题,其中数据驱动神经网络依赖于输入数据,通过学习数据中的模式来进行预测。物理信息神经网络通过嵌入平衡方程,提高了准确性和泛化能力。深度能量法根据最小势能原理构造损失函数,计算效率和准确性明显更优,给出了其在双向均匀拉伸和非均匀拉伸下的Von Mises应力和误差云图,误差不超过5%。与机器学习的交叉有力地促进了计算力学研究范式的创新,并不断拓展其深度和应用范围。

关键词： 桥梁   钢围堰   弹性地基梁法   应力   位移   基坑底抗隆起   封底混凝土强度  

摘要： 以某桥22#墩钢板桩围堰为工程背景,利用有限元软件MIDAS/Civil建立钢围堰模型,对钢板桩、内撑杆、封底混凝土的强度进行校核;采用竖向弹性地基梁模型,分析钢板桩围堰的受力及变形特性,并根据规范确定土的水平反力系数及支撑刚度。结果表明,该桥22#墩钢板桩围堰各部件应力及位移、基坑底抗隆起验算结果、封底混凝土强度验算结果均符合规范要求,钢围堰在施工过程中具有较好的稳定性。

关键词： 催化剂焙烧炉   结构设计   应力场   分析  

摘要： 针对催化剂焙烧过程中的高温及腐蚀工况,优化设计了一种内衬保温立式结构焙烧炉,采用内置保温和圆盘结构形式,降低了筒体运行温度,避免了筒体与高温腐蚀性介质环境接触而导致的筒体断裂事故的发生,强化了设备长周期运行的安全与稳定性,并通过有限元分析软件对筒体强度及保温结构进行了优化设计。中试试验装置在调试及运行过程中,运行稳定可靠,其连续稳定运行时间已超过3 a,且新结构焙烧炉产品质量和温度分布均匀性均优于常规回转焙烧炉,为催化剂高温腐蚀环境中的焙烧提供了新思路,可为设备进一步大型化工作提供经验。

关键词： 焊接   裂纹   应力   热处理  

摘要： 转轮中残余应力的形成原因非常复杂,涉及到叶片铸造、加工应力、结构应力、焊接应力和热处理等多个方面。为了研究某电站转轮叶片易裂部位焊接应力的分布规律,对转轮同种材料焊接钢板进行两种方法测试应力数值,对比观察确定了盲孔法的可行性。通过实测组装前的打磨叶片,研究了热处理温度对焊态应力的影响。研究结果表明热处理后转轮焊缝附近的应力分布发生变化,应力曲线重新平衡,呈现均匀降低的状态,同时应力区域的分布还受到几何结构和空间位置的影响。

关键词： 压力管道   单腐蚀缺陷   应力分析   内外侧双缺陷  

摘要： 以含腐蚀缺陷的X80输气管道为研究对象,建立1/4管道模型,利用有限元方法对含缺陷管道进行力学行为研究。基于塑性失效准则及PCORRC公式,验证了有限元模型的正确性,对管道内壁和外壁缺陷处进行了应力分析。结果表明:在相同内压作用下,管道内壁缺陷所产生的应力比外壁缺陷的大;内壁缺陷的应力集中主要发生在缺陷中心轴向区域,应力随着缺陷深度的增加而逐渐增大,但却随着缺陷半径的增大而减小;管道内、外侧同时存在缺陷时,环向双缺陷处较轴向双缺陷处产生的应力大,随着双缺陷间距的增大,可将双缺陷当做两个独立的单缺陷,不存在相互作用。

关键词： 全生命周期   重冰区   特高压   导线   安全系数   应力   荷载  

摘要： 为了合理选取特高压输电线路重冰区导线安全系数,提高线路安全性,调研了自2009年以来我国已投运特高压工程涉及重冰区段的导线型号及安全系数,分析了重冰区导线安全系数与弧垂、应力和铁塔质量的关系;基于三维空间力学对输电线路悬挂点安全系数受耐张串拉力的影响进行数值计算;最后基于全生命周期对重冰区交替段导线归并适应性进行分析。结果表明,随着导线安全系数的增大,铁塔质量单体减少,同时导线弧垂增大导致铁塔高度增加,铁塔单体质量增大,当导线安全系数达到某个临界点,铁塔质量有最优解;40 mm和60 mm特重冰区推荐导线安全系数分别为3.5和3.1;耐张串拉力对悬挂点安全系数的影响值通常在0.1~0.2;对较短的重冰区交替段导线可进行适当归并。

关键词： 相对曲率   直齿轮设计   啮合过程   应力分析  

摘要： 直齿轮啮合点的相对曲率是齿廓的关键几何参数之一,对齿轮应力分布和啮合刚度有着显著影响。从等相对曲率(Constant Relative Curvature,CRC)齿轮的相关研究出发,基于考虑齿轮时变啮合特性的相对曲率控制策略,构建了3种非渐开线直齿轮齿廓,并对其进行啮合仿真,分析了相对曲率控制对齿轮最大接触应力、最大弯曲应力及啮合刚度的影响,验证了控制策略的有效性,为基于相对曲率控制的直齿轮设计提供了一定的参考。