髋关节置换的有限元分析及实验验证

本研究针对天津某医疗企业新一代髋关节假体置换前后应变分布规律进行了有限元分析及实验验证,通过对比有限元分析结果与实验结果,发现有限元分析结果与实验结果呈现的规律较为一致.本研究表明用有限元法分析髋关节置换的应变情况是可行的,但置换髋关节的模型、模型的参数、边界条件需要进一步优化.从有限元分析结果和实验结果来看,髋关节置换后呈现应变转移情况.实验与仿真均证实了使用髋关节置换前后有相似的力学效应,使用该髋关节假体预计会获得较好的临床使用效果.     

波纹换热管强度研究

对φ32/φ25波纹管进行了三维有限元法分析,研究了波形周向、经向与径向等三向应力变化规律.结果表明,波纹管的最大应力为周向应力,是相应坯直管的1.99倍.最大周向应力与最大周向应力均出现在波谷过渡处附近,且在管的 厚度方向有应力梯度存在.计算结果与实验值吻合较好.     

偏压情况下连拱隧道施工顺序的数值分析

采用有限元法数值模拟云南思小高速公路的双连拱隧道中导洞施工法分步开挖过程,研究双连拱隧道在偏压作用下施工过程的力学行为.通过动态数值模拟,得到隧洞在不同开挖顺序下围岩的应力变化和塑性区的发展范围以及中隔墙、衬砌的应力情况;对比分析不同施工方案各关键工序的模拟结果,并从应力转移的角度分析洞室开挖的影响,得到偏压作用下连拱隧道施工顺序的优选方案.     

Q450冷弯成型角钢有限元数值模拟

采用非线性有限元法对冷弯成型过程中角钢各部位的应力、应变分布情况进行分析,并揭示了角钢在成型过程中金属的变形规律.结果表明,有限元模拟得出的板材应力、应变分布规律与实际情况相符合,冷弯回弹模拟结果与实测回弹值存在一定的误差,模拟结果中回弹角随着成型角增加时的变化规律与实测结果一致.采用非线性有限元法对冷弯成型过程进行数值模拟是可行的.     

几个航炮零件应力分布规律的初步探讨

本文分析了几个航炮零件在运动渐变状态工作过程中取得的计算载荷。然后对这些零件进行有限元法和光弹法的应力分析,并对它们的结果进行了对比研究。为了核对,对一些点取得了电测应力的数值。几种情况所得结果比较一致,表明结果是可信的;这种用有限元法和光弹法结合起来,研究武器构件的应力分布规律的方法,是值得推荐的。     

桩腿耦合缓冲器试验模型的数值分析

运用非线性有限元法对国内自主研发的桩腿耦合缓冲器(LMU)试验模型进行了数值分析,讨论了LMU的载荷-位移关系和应力分布特点,并与模型试验的测点应力和位移进行了比较.比较结果表明非线性有限元法的计算结果与试验结果较为吻合,非线性有限元法可用于LMU结构的设计和开发.     

碱熔锅非线性温度场及热应力分析

本文对高温设备——碱熔锅在稳定工况下的最主要的应力——热应力进行了分析计算。在高温下锅体材料铸铁呈现着非线性的物理、力学特性。作者根据资料数据和实验数据采用多项式逐步回归的方法,构成导热系数λ、热膨胀系数α与温度T的关系以及铸铁材料的本构方程,并用有限元法进行非线性稳态温度场的计算及材料非线性的应力计算。为改进碱熔锅的设计提供了可靠的依据。     

埋地天然气管道应力变形分析

利用有限元法对埋地天然气管道的应力和变形进行了分析,考虑到实际施工过程,提出利用单元生死技术实现回填土分层加载,模拟管沟的回填过程.分析得出管壁内侧管顶处和管壁外侧管侧处受到最大拉应力作用,是管道的2个危险点;与公式法相比,利用有限元法计算管道的变形更接近实际情况.     

单轴压缩条件下含闭合双裂纹体岩石类材料的破坏机理

在微型控制电液伺服单轴加载试验系统上,对含倾斜平行双裂纹的岩石类试件进行单轴加载试验研究,推导单轴压缩条件下试件应力强度因子(stress intensity factor,SIF)的解析表达式.分析裂纹表面摩擦系数对试件应力强度因子的影响,应用有限元法（finite element method,FEM）对同一问题进行数值分析,并与解析解进行比较.结果表明,随着裂纹表面摩擦系数的增大,应力强度因子减小,且采用有限元法求解应力强度因子是可行的,能准确预测含裂纹构件的安全性.此外,还对试件宏观裂纹的扩展机理进行了分析.     

钢结构氧气切割开孔残余应力数值分析与实验研究

氧气切割是船体结构临时开孔工艺中的首选方法,其产生的残余应力对后序封孔焊接与结构安全性均有重要影响.基于氧气切割原理,建立了预热火焰与铁氧反应生热的组合热源模型;基于热弹塑性有限元法,建立了氧气切割开孔过程的数值计算模型,并分析了切割温度场与残余应力场分布规律.通过氧气切割开孔实验进行结果验证,采用红外热像仪测量表面温度分布,应用压痕应变法测量残余应力,实验结果与计算结果基本吻合.研究结果表明:在割缝边缘存在超过材料屈服点的拉应力区,其宽度受切割速度、开孔尺寸与纵向约束等因素的影响.