土体非线性模型的分段切线模量研究

结合大量实验数据,基于原邓肯非线性模型,建立了土体达到抗剪强度之前分段切线模量的非线性模型,其轴向应变εa与轴向压应力(σ1-σ3)的比εa/(σ1-3σ)~aε曲线包括向上弯折和向下弯折2种,均由两折线组成.硬化型曲线一般可用向下弯折的折线进行拟合,而软化型且剪胀比较明显的应力-应变关系用向上弯折的折线进行拟合.试验结果表明,该模型较原邓肯非线性模型能更好地模拟土的应力、应变发展情况,与实际更加吻合.     

船用起重机吊臂的有限元分析

为准确计算船用起重机吊臂的刚度和强度,在分析其结构原理与典型工况的基础上,采用ANSYS软件在典型工况下对较危险的二节臂进行应力与应变分析。仿真表明：危险截面发生在基本臂与二节臂的连接处,在工况一下的应力、应变最大,最大应力小于材料的许用应力,最大应变也在许可范围内。该方法验证了设计的可行性,为优化吊臂结构提供参考依据。     

渐进结构优化方法在联轴器优化设计中的应用

针对联轴器优化设计中普遍关注的结构轻量化和最大应力最小化问题,借助Hyperworks 有限元分析软件,采用渐进结构优化方法,对SSWZ330 型十字轴万向联轴器进行了结构拓扑优化设计。优化后,可使材料节省9． 17%,工作时最大静应变减少2． 3%,最大应力减少52． 1%,改善了结构性能,减轻了结构重量,拓展了Hyperworks 软件在机械部件结构拓扑优化设计领域的实际工程应用。     

路面结构的土基应力应变近似计算

从研究双圆荷载作用于双层路面结构时土基应力、应变入手,分析了不同轴型、不同荷位和多层结构条件下,土基不同深度的压应力、压应变的变化规律,通过引入旁侧轮系数ξ、邻轴系数ζ和荷位系数φ并归纳它们的近似回归式,建立了具有普适性和较高精度的路面结构下土基的竖向最大压应力和压应变的近似计算式.     

沥青路面在半正弦荷载下的力学响应

研究轮胎/路面的接触印迹特征及随机荷载作用特点,采用ABAQUS软件构建路面结构三维有限元模型,对半正弦荷载作用下的沥青路面力学响应进行分析。结果表明,半正弦荷载作用下沥青路面的上面层和中面层出现应力应变集中,应力应变值随路面深度的增加而逐渐减小;沥青路面的竖向、横向及纵向应力最大值均出现在上面层,且竖向应力最大,横向应力次之,纵向应力最小;竖向、横向应变最大值出现在上面层,纵向应变最大值出现在上-中面层,且路面结构内部出现反复的纵向拉-压变形,这很可能是沥青路面轮迹带附近材料产生疲劳损坏的根本原因。另外,荷载作用时间和路面温度对沥青路面应变的影响要大于其对应力的影响,路面温度的升高导致应变增大且延迟了残余应变的恢复时间。     

混凝土重力坝坝踵区的断裂分析

采用重力坝坝型试件作断裂实验，试验结果证明：重力坝坝踵的断裂分析不能只由应力强度因子来确定，应考虑非奇异项应力对断裂的影响，考虑应力表达式取多项的最大拉应变准则同试验结果较吻合。针对空间断裂问题主要推导了应变能密度准则的简化形式。     

先张法折线预应力钢束放张工序优化分析

目的精细化分析折线先张法混凝土T梁分批次放张过程中混凝土梁体应力变化,缓解折线先张法混凝土T梁预应力钢束弯折位置的应力集中现象.方法基于ANSYS中SOLID65钢筋混凝土整体式模型,建立折线预应力混凝土T梁的非线性有限元实体分析模型,分析和探讨分次放张预应力钢束过程中折线钢束弯折点附近混凝土主压应力、主拉应力、应力集中系数的变化.结果相比一次放张而言,钢束分批次放张后预应力筋弯折点处混凝土主压应力波峰数量和应力极值均有明显减小,但主拉应力波峰数量和应力极值却有明显增大;钢束分批放张时折线钢束弯折点位置处的最大拉应力、平均应力随着放张的预应力钢束的增多而逐渐增大,应力集中系数前期变化较大,后期逐渐减小趋于平稳.结论先将所有直线筋张拉然后再张拉折线筋对于减小弯折点附近最大拉应力和应力集中系数有显著作用,能够明显缓解弯折位置的应力集中现象.     

微进给机构的柔性铰链设计与有限元分析

设计一套以音圈电机为驱动电机,柔性铰链为支承元件,碟形弹簧为减震机构的微进给机构.柔性铰链采用双平行四杆机构的结构形式,计算了柔性铰链在音圈电机峰值推力作用下的最大输出位移和最大应力值.通过有限元分析柔性铰链在不同推力作用下的应力、应变图,发现在音圈电机最大推力800 N作用下,柔性铰链的最大应变为224.67μm.分析结果证明,所设计的直圆形双平行四连杆柔性铰链能够满足微进给机构的往复进给行程要求.     

基于ANSYS的后装压缩式垃圾车刮板有限元分析

刮板是后装压缩式垃圾车用于收集垃圾的主要工作部件,其受力变形问题对整车的工作性能影响较大。为了实现轻量化设计,在分析刮板受力的基础上,利用NX和ANSYS软件,建立简化模型、划分网格、添加载荷与约束,得到刮板的应力应变云图;通过分析应力应变云图,得出刮板的最大应变出现在刮板下半部分的中部,最大应力出现在零件间接缝处的结论。因此,通过采取筋板不均匀布置、刮板两侧减重、增强压板接缝处的焊接质量,对刮板结构优化,进而节约企业成本、提高竞争力有较大的好处。     

I型弯折裂纹的应力分析

采用复变函数方法,研究了I型弯折裂纹的平面弹性问题,通过引用适当的保角映射和特殊应力函数,得到了弯折裂纹尖端I型问题应力强度因子的解析解．结果表明,当β=0时,这个结果可以还原到最简单的直线裂纹的情况．     

沥青混凝土路面装配式基层连接方式力学特性

为了深入研究沥青混凝土路面装配式基层结构的力学特性,运用ABAQUS有限元软件分别模拟静载和动载作用下,凹凸相嵌合连接以及静载作用下板块边长对装配式基层力学性能的影响.研究结果表明:当预制板块的边长为1.5 m时,沥青混凝土路面装配式基层结构基层底部的最大竖向应变值最小;设置凹凸相嵌合连接使得板底的最大竖向应变减小,并且可以增强装配式基层的协同工作能力,但有无连接的装配式基层结构均能满足板底的最大竖向应变及板底最大水平拉应力要求.     

复合结构航空测量耙振动应变测量试验研究

研究了配装航空发动机进气道的常规测量耙和新研复合结构测量耙的组成结构。针对某型新研复合结构航空测量耙,开展了振动应变测量试验与研究。研究结果表明:复合结构航空测量耙危险振型为Y向一阶弯曲模态,最大应变出现在耙体根部截面,最大应变值为688.96με(换算为应力即139 MPa),远小于耙体材料的屈服极限。说明新研复合结构航空测量耙设计合理有效,为该类测量耙的研制及改进提供了必要依据。     

SL-2-(7)型套管头结构应力分析

应用有限单元法对SL2-(7)型套管头结构进行应力分析,将套管头分成密封结构和承载结构2部分进行有限元应力计算,得到结构整体应力分布情况和单个构件的应力分布情况以及最大应力的分布位置,从而为SL-2-(7)型套管头结构设计提供了可靠的依据.     

玄武岩纤维树脂混凝土填充结构机床横梁优化及性能分析

为探索提高机床基础件静动态性能和轻量化新途径,选取桥式龙门加工中心的移动横梁为研究原型.在满足刚度要求和轻量化条件下,初步设计了玄武岩纤维树脂混凝土(BFPC)填充结构横梁.以填充结构横梁外壳厚度为设计变量,通过响应面法分析变量对所设计横梁的质量、最大静应力等的影响,将原型横梁的最大应力和最大应变作为约束条件,填充结构...     

管材塑性弯曲成形的有限元数值模拟分析

为深入研究管材塑性弯曲成形机理,利用数值模拟方法建立了包括工艺参数在内的管材弯曲成形全参数化有限元模型,并验证了模型的有效性.在此基础上,详细分析了管材弯曲变形过程中的应力应变分布.结果表明,最大等效应力发生在弯管起弯侧,最大等效应变则沿弯管变形区域均匀分布,管材弯曲成形处于平面应力状态和三向应变状态.     

超大型钢结构厂房7区局部结构温度应力、位移分析

文章基于ANSYS有限元方法对超长超宽钢结构厂房进行温度应力运算,运算中考虑了牛腿加劲肋和柱底加劲肋的影响,对厂房各结构构件进行应力和位移分析,并探讨构件应力和应变对整体结构的影响。本文通过用自行编制的命令程序进行了温度应力分析,计算结果与相关理论结果基本吻合,验证了文中理论与程序的正确性。同时可以明确,大跨度钢结构厂房在温度作用下,在各柱顶端、1/4和3/4屋架方向区段应力和位移最大,为设计和施工提供良好的理论基础。     

基于ANSYS的轴流泵转子系统有限元分析

为了研究预应力对便携式轴流泵叶片的应力及应变的影响,基于有限元理论,在Workbench平台上,采用ANSYS CFX软件对轴流泵内部流场和叶轮结构进行耦合求解.其中流场计算选用以雷诺平均方程为基础的SST k-ω湍流模型.结构计算采用弹性体结构动力学方程,对叶轮叶片在不同流量工况下的变形和应力分布以及各阶模态变化进行了计算.结果表明:在水体作用力和旋转离心力作用下,轴流泵叶片的最大变形发生在叶片进口轮缘处,且从轮毂到轮缘的径向方向上,变形程度逐渐变大;在叶轮压力面靠近轮毂附近区域出现应力集中,各工况最大应力值均远小于最大拉应力,能够满足强度要求;有无预应力对转子系统的各阶模态影响很小,且不同流量工况下各阶模态的变化也很小.     

阜新玉龙湖钢筋混凝土水力翻板闸门有限元分析

针对阜新玉龙湖钢筋混凝土水力自控翻板闸门结构承载力进行分析,利用有限元法,通过对比水位变化时引起的不同工况下的结构应力与应变值,得出该结构的应力变形的变化规律,进而找到结构关键点及其最不利工况,为预测该结构的最大承载能力提供了详实的数据,有助于建立该工程的预警机制.     

股骨近端髓内钉结构设计与试件力学检测研究

为解决髓内钉手术存在骨质丢失和螺钉旋转问题,本文基于人体髓腔解剖形态,进行髓内钉三维构型设计,建立髓内钉仿真模型,采用ANSYS进行应力应变仿真分析,对股骨近端髓内钉试制件进行静态压缩试验,分析载荷-位移曲线。有限元分析结果表明最大应力主要集中在螺旋刀片钉与主钉交界面处;静态压缩试验得到的应力最大位置与有限元分析结果相同,髓内钉承受的最大极限载荷高于股骨头承受的关节力。分析结果表明本文设计的股骨近端髓内钉的力学性能满足股骨生物学固定物的要求,可为髓内钉设计提供理论指导。     

四自由度码垛机器人小臂的静态分析与轻量化设计

研究基于UG/ANSYS的四自由度码垛机器人小臂结构优化设计。以某型四自由度码垛机器人为研究对象,借助UG软件完成腰部、腕部及臂部等零部件三维建模并装配。计算小臂水平位置的受力状态,利用ANSYS软件进行静力学分析及改进。仿真结果表明,在质量减轻3.1%情况下,小臂最大应力、最大等效应变均比优化前有所减小且不会出现断裂及弯曲变形,轻量化效果较为显著。