骨小梁结构对髋关节置换的应力分布影响的研究

本文建立了置换前的髋关节模型及置换后有无骨小梁结构的髋关节假体模型,通过有限元数值模拟得到了带骨小梁结构的髋关节假体在生理载荷下的力学分布规律,初步研究臼杯骨小梁结构和袖套骨小梁结构对髋关节置换后的应力分布的影响,从生物力学的角度为骨小梁髋关节置换的临床应用提供一些参考.     

人工髋关节设计中颈长颈干角对应力分布的影响

为研究髋关节假体颈长、颈干角改变时，假体和骨水泥上应力水平及分布的变化，比较试验值与有限元计算结果，建立一合理的力学模型．结果表明假体和骨水泥上的应力随颈干角的增加而单调下降；颈长在３５～４４ｍｍ范围内，假体和骨水泥上应力水平较低，超过这一范围应力水平单调上升．特别指出降低假体和骨水泥上的应力与提高股骨上应力及增加髋关节活动范围是一对矛盾．最后指明颈干角在生理范围１３０°左右，颈长在３５～４４ｍｍ较合理     

气体钻井牙轮钻头井底流场特性分析

基于CFD 技术,通过建立井底流场计算模型,运用数值模拟的手段,对气体钻井的三牙轮钻头井底流场进行
了数值模拟,并分析了喷嘴侧倾角、前倾角和后倾角对井底流场的影响。结果表明：三喷嘴不同侧倾角设置比相同侧
倾角设置更利于井底清岩;三喷嘴复合前倾角比复合后倾角的井底清岩能力更强,但对牙轮切削结构的清洗效果较
差;在不改变气体排量的情况下,通过三喷嘴混合复合前倾角和后倾角的方式,可以在保证一个相对较好的井底清岩
能力的情况下,提高射流对牙轮切削结构的清洗能力和环空的携岩能力。分析结果为气体钻井系列牙轮钻头的设计、
评价以及现场气体钻井的技术措施提供了理论指导。     

高压除鳞喷嘴内部流场数值模拟与仿真分析

针对目前工厂广泛使用的高压除鳞喷嘴,应用前处理软件Gambit建立其内部流畅的三维模型,采用Fluent软件提供的Laminar层流模型对不同结构参数的喷嘴内部不可压缩、稳态、层流流场进行了数值模拟,并分析了各参数对其流场速度分布、压力分布和出口轴心速度的影响.仿真值与理论计算值十分接近,数值模拟结果表明,喷嘴收缩角和直径对其内部流场影响较大,而扩张角对其内部流场影响相对较小,但各参数都存在最优值,且各参数之间也存在着最优搭配使射流打击效果最好.     

界面端脆性开裂扩展的数值模拟

用有限元分析了简支梁下表面粘贴异质材料后粘贴材料性能及结合角对界面端附近应力分布的影响,在此基础上,分别应用最大切应力准则和最大周向拉应力准则对界面端开裂扩展进行了数值模拟.计算结果表明,粘贴材料的性能及结合角仅对界面端附近的应力数值有影响,而对其分布规律影响不大;界面端或者由最大切应力引起沿界面开裂扩展,或者由最大周向拉应力引起垂直于界面在梁内开裂扩展.     

玻璃退火的应力分析

基于ANSYS有限元模拟软件建立了玻璃线性冷却的退火模型,通过该模型对玻璃退火过程进行了数值模拟,得到了玻璃温度随时间的变化曲线。在退火过程中的不同时刻,对玻璃模型表面和中间层的应力值、温度值进行采样,得到了应力随时间的变化曲线,分析了温度梯度和应力松弛对玻璃应力的影响。通过设置不同的B区平均热力密度,改变退火速度,得到了玻璃永久应力随B区退火速度的变化规律。     

大倾角综采工作面覆岩运移规律

为研究大倾角综采工作面覆岩运移规律,运用FLAC3D数值模拟软件建立模型,分别模拟了煤层开采过程中不同推进距离的围岩垂直应力分布,以及顶底板垂直位移,并通过现场对液压支架工作阻力沿推进方向和倾斜方向的统计分析,进一步分析了大倾角工作面覆岩运移特征.结果表明:大倾角煤层开采过程中,沿工作面倾斜方向垂直应力和位移具有非对称性,中部和上部覆岩位移量和垂直应力释放范围均较下部大,覆岩活动较为剧烈.研究结论为工作面支架安全管理提供了依据.     

板形矫正轧辊轧制变形的受力分析与仿真研究

文章对目前锂电池极片轧辊利用小辊颈结构减少和控制轧辊挠度变形的方法提出质疑。在建立轧辊参数模型的基础上,首先通过理论分析的方法求解对小辊颈结构施加矫正拉力前、后轧辊的变形挠度大小;然后利用数值模拟的方法对其进行静态模拟仿真,模拟不同工况下轧辊的变形与应力分布;分析了在施加矫正拉力前、后其轧制区的变形分布与数值大小,得出施加拉力产生的最大矫正变形量所占比例不超过原变形量的0.7%。采用理论分析与数值模拟相结合的方法得到的结果证明,通过增加小辊颈结构改善轧辊变形的方法在实施时既增加材料成本又导致机构繁琐,并且不能有效地减少和控制轧辊的挠度变形,因此,增加小辊颈结构施加拉力是没有必要的。该结论可以为极片轧辊的结构设计提供一定的参考。     

边界约束对中厚板焊接残余应力的影响

基于已有试验数据及有限元模型计算结果,对约束、自由边界下中厚板焊接残余应力进行了数值模拟,通过改变热、力学边界,得到了焊前预热、焊后热处理,力学约束程度、约束距离改变对不同外边界焊接残余应力的影响。结果表明：预热将显著降低热影响区残余应力,约束条件下母板残余应力的降低与预热温度成正相关,自由边界残余应力基本不受预热影响;焊后热处理使得高温非线性区(焊缝及热影响区)纵、横向残余应力降低,约束条件下横向应力在整个母板表面改变明显,而自由状态下纵向应力仅在板边缘发生波动;约束增强仅增大应力值,不改变应力分布趋势;板端约束对残余应力的影响存在单向性,横向约束的改变对纵向残余应力的影响可以忽略;约束大小保持不变,约束距焊缝的远近程度的改变对近缝区残余应力的影响较小,有限元计算在保证一定精度的前提下可以适当的减小建模尺寸以提高求解速率。     

压缩状态下张开型裂纹起裂扩展规律

为获得张开型裂纹起裂及扩展规律,对于断裂力学分析不同裂纹倾角和不同裂纹长度时张开型裂纹的起裂特征,运用RFPA数值模拟软件研究含张开裂纹的岩体在单轴压缩试验下的裂纹扩展及破裂特点.研究结果表明:裂纹倾角和长度对张开型裂纹起裂及扩展规律的影响显著.裂纹倾角越大、长度越小,翼型裂纹扩展路径越趋于直线,起裂方向与原裂纹方向越接近,裂纹起裂角越小;裂纹起裂应力随裂纹倾角的增大先减小后增大,且与裂纹长度成反比.岩体的峰值强度也与裂纹几何参数密切相关,随裂纹倾角的增大呈现先减后增的变化规律,随裂纹长度的增加整体趋于减小.