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关键词： 工程力学   非均质材料   一致偶应力理论   多尺度计算   尺寸效应   计算均匀化  

摘要： 现有的计算均匀化方法大多基于经典连续介质理论，无法描述尺寸效应。针对该问题，本文基于一致偶应力理论发展新的计算均匀化方法和多尺度分析方案预测小尺寸复合材料的尺寸效应。首先，将Hill引理推广到一致偶应力理论，推导得到Hill引理的两种形式，并根据Hill-Mandel细宏观能量等价条件、平均场定理和容许性条件建立了分别以力-力矩边界条件、力-转角边界条件、位移-力矩边界条件、位移-转角边界条件和周期性边界条件为基础的5种计算均匀化方案。在此基础上通过编写Abaqus/UEL和Abaqus/Python程序实现有限元仿真计算，并以此为基础构建了针对小尺寸复合材料的多尺度分析方案。通过数值算例验证方案的可靠性，研究结果表明：本文提出的多尺度分析方案可靠性高，能够很好的预测小尺寸复合材料的尺寸效应问题。

关键词： IGBT   状态检测   检测技术   劣化机理   应力  

摘要： 绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)是柔性直流输电技术的核心电能变换部件，其可靠性对于柔性直流输电系统安全稳定运行至关重要。基于传感器技术的IGBT器件状态检测方法，可以提高IGBT的运行可靠性，降低器件失效故障带来的经济损失。首先，探讨焊接型IGBT和压接型IGBT的劣化机理和主要故障模式异同点。然后，根据IGBT的不同封装形式，分别从嵌入式检测和非接触式检测两个方面详细综述基于温度、电流、应力波和应力应变等物理量的IGBT状态检测方法研究现状。基于研究现状，对现有研究的难点与不足进行总结，并展望IGBT器件状态检测技术的未来研究方向。

关键词： 高温合金GH4169   选区激光熔化成形   仿真模拟   温度场   应力场  

摘要： 基于选区激光熔化成形高温合金GH4169材料薄壁件的有限元仿真,通过对选区激光熔化成形过程中的温度场与应力场进行分析,研究了激光扫描速度、铺粉厚度对薄壁件成形效果的影响。将选区激光熔化成形薄壁件过程中的温度场与应力场结合,建立了瞬态热-静态结构耦合场,对成形薄壁件过程进行分析。结果表明,通过增大扫描速度减小能量密度,薄壁件尺寸偏差随着应力降低而变小;通过增大铺粉厚度导致温度梯度增大,薄壁件尺寸偏差随着冷却后的残余应力增大而增大,当扫描速度为1200 mm/s、铺粉厚度为0.03 mm时打印效果最好。并通过实验验证了实际变形数据与有限元模拟方法趋势一致,有限元方法可以对实验过程进行较好模拟。

关键词： 钢围堰   应力   位移   稳定性   有限元分析  

摘要： 该文以临近堤岸的某钢围堰大型临时结构施工为背景,基于有限元分析软件分析围堰的强度、刚度和稳定性.研究结果表明:随着壁板厚度的增大,各构件的最大应力值均呈现逐渐减小的趋势;将围檩由I40替换成2I45工字钢,可降低结构局部的位移、组合应力和剪切应力值;对围檩的构造和连接方式进行优化,可增加钢围堰的稳定性和抗倾覆能力.

关键词： 动力控制单元   支架   有限元   频率响应   应力   优化设计  

摘要： 【目的】探讨车辆动力控制单元支架在频域响应方面的特性,揭示车辆动力控制单元频响应力在不同频率范围内的响应特点和性能表现。【方法】基于有限元仿真模拟计算方法,对某品牌车辆动力系统控制单元支架开展了频响应力计算,建立了动力控制单元支撑支架的有限元模型,采用模态叠加法计算了支撑支架在20~100 Hz正弦激励下的频率响应特性,同时在X、Y、Z三个振动方向上施加10m/s2加速度。【结果】支撑支架在X、Y、Z方向频率分别为40.8Hz、35.2Hz、93.0Hz时达到应力最大值,分别为166.751 MPa、72.952 MPa和70.906 MPa,其计算结果符合设计安全阈值,表明支架整体动力特性满足设计要求。【结论】本研究对于提高车辆动力控制单元支架的性能具有重要的理论意义,可为未来车辆动力控制技术的发展提供有益的经验参考和指导。

关键词： 泄洪闸   有限元   ABAQUS   启闭力   应力  

摘要： 为了评估某泄洪闸的安全状况,采用了通用结构有限元分析软件ABAQUS对闸门在设计水头工况和考虑水动力荷载系数两种工况下的应力应变特征进行了定量计算分析,同时开展了闸门启闭力测试工作,结果表明:(1)两种工况下的各构件当量计算应力及变形均在许用范围内,面板最大当量计算应力为69.1MPa,最大当量计算变形为14.8mm;主梁后翼板最大当量计算应力为132.5MPa,主梁腹板最大当量计算应力为76.3MPa,主梁最大当量计变形为13.6mm;(2)该泄洪工作闸门在设计水位时实测最大启门力约238.8kN,最大持住力206kN,关门时最大闭门力215.3kN,均小于启闭机额定容量2×800kN,故满足正常运行要求。相关研究成果对同类闸门的安全评估具有一定的参考价值。

关键词： 超高压缸   猫爪翘起   推力调整   应力   支吊架  

摘要： 某1 000 MW超超临界二次再热机组投产后,试运期间出现超高压缸猫爪大幅翘起以及由此引起的汽轮机振动超标。针对上述问题,系统地分析了超高压缸猫爪翘起原因,分析认为,与超高压缸相连的管道安装时存在冷拉力、支吊架设计不合理、支吊架异常受力是引起管道推力过大,导致超高压缸猫爪大幅翘起的直接原因。实施切管拉力释放、支吊架优化设计及更换,优化调整支吊架受力后,超高压缸猫爪翘起问题得到彻底消除,机组在额定参数下稳定运行,汽轮机运行安全性及效率得到大幅提高。

关键词： 沥青路面   结构组合   应力   车辙  

摘要： 通过有限元计算和理论分析,对不同沥青路面结构应力对车辙的影响进行了分析,从理论上解释了沥青路面结构组合与应力和车辙的关系。结合工程调研,通过对不同工况下的车辙现象进行分析,进一步佐证了沥青路面结构组合与应力和车辙的关系。主要结论包括:车辙主要发生在路面深度18 cm范围;不同沥青路面结构内部压应力均随深度的增大而逐步减小,刚度越大的路面结构,同深度处压应力水平略大;不同沥青路面结构内部剪应力均随深度的增大呈先增大后减小的趋势,刚度越大的路面结构,同深度处剪应力水平越大;沥青层较薄(如10 cm)而刚度较大的沥青路面结构,车辙较少;沥青面层略厚(如18 cm)且刚度略小的沥青路面结构,车辙有增加的趋势;沥青面层较厚(大于22 cm)而刚度较小的沥青路面结构,“偏柔”的结构使得应力水平大幅下降以及在较厚深度范围不易产生接触面破坏,无论从压密变形还是剪切破坏的发生概率大幅降低,因此并不会较沥青层较薄时产生更多车辙。相关结论为类似沥青路面结构分析提供了借鉴。

关键词： 大体积混凝土   水化热   入模温度   温度场   应力场   数值模拟  

摘要： 大体积混凝土因其体积大、内外温差大,易产生温度应力和裂缝。文章采用数值模拟方法,建立了考虑水化热、冷水水管和边界热传导的三维模型,研究了不同入模温度对大体积混凝土温度应力的影响。研究表明,混凝土入模温度每升高1℃,最大拉应力增幅为0.048 MPa;混凝土入模温度越高,混凝土内部到达最高温度的时间越短,水化热反应越剧烈,控制入模温度对于降低温度应力而言至关重要。

关键词： 交叉性学科   工程力学   自然科学领域   生物工程   征稿简则   土木工程   信息与控制   最新研究成果  

摘要： 《哈尔滨工业大学学报》主要报道自然科学领域的基础理论、工程技术与应用方面的最新研究成果。报道方向包括航天、机械、能源、动力、材料、电气、电子、信息与控制、计算机、化工、生物工程、土木工程、市政环境、暖通空调、道路、桥梁、交通工程、工程力学及有关交叉性学科。