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关键词： 光固化3D打印机   桌面级   结构设计   应力分析  

摘要： 针对现有光固化3D打印机存在的问题,设计了一种桌面级下沉式光固化3D打印机.首先介绍了其结构组成,然后分别对三个组成模块(升降装置、涂覆装置、振镜扫描系统)进行了设计,对主要零件进行结构尺寸设计与应力分析.文章所设计桌面级下沉式光固化3D打印机结构简单紧凑、功能齐全、价格低、打印精度高,为光固化3D打印技术的发展提供了一种新的思路.

关键词： 深埋隧道   非稳态渗流   剪胀   弹塑性解   应力场   位移场  

摘要： 为研究在非稳态渗流条件下的深埋水工隧道围岩开挖力学响应,基于Mohr-Coulomb强度准则,推导了考虑非稳态渗流和剪胀效应的深埋水工隧洞弹塑性解。采用分离变量法和Bessel函数理论,推导了隧洞开挖引起的非稳态渗流场水头分布解析解。由参数敏感性分析得知:与稳态渗流场相比,非稳态渗流场对围岩稳定性具有显著的影响,即塑性区扩大时,松动圈厚度和围岩塑性区变形增大;非稳态渗流对围岩塑性区变形的影响不可忽视,尤其在相同剪胀角条件下,洞壁处径向位移远大于稳态渗流引起的洞壁位移。

关键词： 工程力学   方法论   课程设计   系统科学   工程案例  

摘要： 根据力学“101计划”的总体要求,介绍如何设计以工程力学方法论为核心内容的新课程:力学工程问题。首先,阐述工程力学方法论的基本逻辑,它包括自上而下的3个层次,即工程科学导向、系统科学思维、系统工程方法。其次,介绍如何通过各种例题来展示工程力学方法论的基本内容,包括定性研究、机理研究和数据驱动研究。最后,概述已完成的11个工程力学案例及其设计思路,并指出今后完善案例的方向。

关键词： 粗糙表面   摩擦   微凸体   温度   应力  

摘要： 真实的接触往往发生在两个粗糙表面之间,微观尺度的摩擦行为实际上是微凸体的互相碰撞。为了研究航空发动机某机械加工零件的微观粗糙表面接触摩擦行为,建立了基于高斯分布的粗糙表面回转运动模型,研究粗糙表面的温度和应力分布规律。结果表明:接触会极大地提高粗糙表面的温度和应力水平,粗糙表面上形成了多个极值点,为微凸体高的顶点。温度和应力均呈现由极值点向四周递减的趋势,应力的影响范围大于温度。温度和应力的变化均呈现“震荡”的特点。研究结果为揭示微观粗糙表面的摩擦接触行为规律提供了一定的依据。

关键词： 各向异性   渗透率   含水率   应力   瓦斯抽采  

摘要： 煤层气作为非常规天然气资源,合理的开发利用有利于减少瓦斯涌出推进清洁能源低碳化发展,消除重大瓦斯事故隐患。然而,由于煤岩内部结构的各向异性及其所处的气水共存环境使瓦斯渗流行为变得十分复杂。为探究抽采过程中瓦斯渗流规律,基于煤岩各向异性的结构特征及立方定律,构建考虑含水率、气体压力和应力多因素影响的各向异性渗透率模型。提出吸气膨胀参数Cs和吸水膨胀参数C_(θ),对基质吸附气体诱导的膨胀变形和基质吸附水分诱导的膨胀变形进行量化。利用公开发表的试验数据与本文渗透率模型的计算值进行对比,模型计算结果与试验数据变化规律一致,所建模型较好地反映气、水吸附与应力协同作用下瓦斯渗流特性。研究结果表明:在真三轴应力作用下,不同方向的渗透率存在差异,气体渗流表现出较强的各向异性;恒定气体压力及外应力下,渗透率随含水率的增大呈减小的变化趋势;渗透率随含水率的变化与C_(θ)随含水率的变化呈相反的趋势,与Cs随气体压力的变化呈相同的趋势;在敏感性分析中,分别对吸气膨胀参数Cs、吸水膨胀参数C_(θ)及孔隙度φ进行10%的正负扰动,发现C_(θ)对煤岩渗透率演化的影响最大,孔隙度φ对煤岩渗透率演化的影响最小。研究结果可为准确评估煤岩渗透率提供理论依据,同时也为提高瓦斯抽采率提供理论指导。

关键词： 桥梁   支架   模拟   应力   变形  

摘要： 临时支架结构是桥梁工程中不可或缺的一部分,是保证工程项目顺利实施的重要技术措施。雄商高铁肃宁特大桥是1座跨线现浇混凝土桥梁,其临时支架结构的施工具有一定的难度。为验证方案的安全性,文章对其104#及107#边墩现浇支架、105#及106#主墩现浇支架、135#及136#盖梁现浇支架进行施工安全性分析,采用MIDAS/CIVIL进行有限元仿真施工模拟计算分析。分析结果表明:边墩支架和主墩支架最大正应力、最大切应力与最大变形均发生在纵梁上,满足相关安全性要求;盖梁支架最大正应力、最大切应力与最大变形均发生在分配梁上,满足相关安全性要求。

关键词： 超千米主跨斜拉桥   钢箱梁-组合梁结合段   有限元模拟   应力分析   传力机理  

摘要： 针对某主跨1 160 m的混合式组合梁斜拉桥主梁结合段设计方案的受力性能分析问题,采用ABAQUS软件建立实桥的钢箱梁-组合梁结合段的精细化有限元模型,计算得到实桥模型在最大轴力工况、最大弯矩工况下的应力特征.结果如下:钢箱梁-组合梁结合段在最大弯矩工况下,钢结构最大Mises应力为158.5 MPa, UHPC桥面板最大轴向压应力为16.9 MPa,最大主压应力为17.1 MPa,最大拉应力为2.4 MPa;承压板分担了5.87×10^(4) kN的轴力,占总轴力的36%,钢箱梁承担总轴力的64%,传力均匀明确,传力路径清晰,结合段受力满足规范要求.

关键词： 激光熔覆   热传递   应力场   裂纹分布   数值模型  

摘要： 为了深入研究激光熔覆应力场的演化过程,本文建立了三维热力学模型。模型结合传热和固体力学耦合时材料热弹性效应,计算了熔覆层的温度场和热应力分布。研究扫描速度对激光熔覆Ni60AA过程中熔覆层温度分布和应力演变的影响。在仿真计算中,分析并比较了不同扫描速度下应力的演化和分布,讨论了快速加热与冷却过程中温度场和应力场的联系。在实验中,采用X射线衍射法进行残余应力测量,并观察了熔覆层裂纹的分布。结果表明,横向残余应力(σX)明显低于纵向的残余应力(σY),熔覆层中更容易产生横向裂纹。不同扫描速度下,模型对应力分布的计算结果与实验结果呈现出相同的趋势。本研究可为模拟激光熔覆应力场和预测熔覆层裂纹分布提供新的方法。

关键词： 震源机制解   鄂尔多斯块体   应力场   FOCMEC   MSATSI  

摘要： 本研究选取2008年1月—2021年12月内蒙古自治区地震台网记录的数字地震波形观测数据,采用基于P波初动和振幅比的联合求解法,计算鄂尔多斯块体西北缘地区发生的239次M_(L)≥2.5地震的震源机制解,并统计分析震源机制解特征。结果显示:研究区震源类型以走滑型为主,同时存在一定比例的逆冲型和正断层型;P轴优势走向呈EW方向,T轴优势走向呈NWW方向。将研究区以1°×1°的网格进行划分,采用阻尼区域应力反演方法,获取鄂尔多斯块体西北缘区域应力场分布特征。其应力状态表明,该区域整体受到NE—SW向的挤压作用和NW—SE向的拉张作用。

关键词： 真空球罐   风洞   热应力   温度场   应力分析  

摘要： 随着航空航天事业的发展,地面模拟实验装置的规模随之增大,真空球罐也不断向大型化发展。通过Fluent软件对某风洞实验室的20000 m^(3)真空球罐充放气时的温度场进行仿真分析,研究热应力对球罐表面应力分布的影响。同时,采用ANSYS Workbench软件对球壳的充气过程进行应力分析,研究球壳表面在充气过程中所受的应力强度,并对比了充气压力和热应力对球壳表面的影响。