无支撑基坑变形特性的三维有限元分析

建立三维有限元模型对采用格型地下连续墙和高桩梁板地下连续墙围护结构的船坞基坑进行分析,计算中假定土体为横观各向同性体,考虑土与结构的共同作用以及土体分区开挖.通过分析实测数据和计算结果,研究了无支撑船坞基坑开挖过程中格型地下连续墙和高桩梁板地下连续墙的变形特性.计算结果表明,船坞基坑围护结构的变形性状受其结构形式以及施工工况的影响,基坑内部桩基对船坞基坑围护结构变形影响较大,船坞基坑的开挖对临近基坑的影响很小.     

交通荷载对基坑围护结构变形特性的有限元分析

根据某地铁车站工程的地质特点和条件,采用有限元方法分析了交通荷载对地铁车站基坑围护结构变形的影响规律,并与实测结果进行了对比。结果表明交通荷载作用下基坑变形明显增大,并且随着基坑开挖深度的增加,总体呈增大趋势。研究结果对其他相似工程有借鉴意义。     

圆形电场活化聚合物致动器中的褶皱和吸合不稳定性

电场活化聚合物（Dielectric Elastomer,DE）具有优异的力学性能,在电场作用下应变可达100%以上.作为一种新型的致动器,它被广泛地应用于医疗设备、适应性光学仪器和机器人等领域.根据Tommasi等人研究DE薄膜稳定性的方法,本文着力分析了圆形电场活化聚合物致动器中的褶皱和吸合不稳定性,旨在方便、直接地指导致动器设计.基于简单的几何和材料假定,作者考虑了预拉伸、致动区尺寸和材料模型这些影响DE技术应用的重要因素,采用一种解析方法有效地描述了褶皱和吸合失稳,并对失稳机理做出了清晰的物理解释.作为结果,本文给出了不同预拉伸值时失稳的一系列临界参数,找到了满足不同需求的最优预拉伸值,并与实验比较吻合较好.     

干式变压器端部电场三维有限元分析

根据干式变压器的绝缘特点建立了端部电场分析模型,采用ANSYS软件对SG10干式变压器进行有限元数值分析,给出其端部电场分布以及最大场强出现的位置,并对计算结果尤其是绝缘件中的电场情况进行了分析。     

复合层介质电场分布的有限元分析

本文分别用Lagrange型和Hermite型元素,对复合层介质电埸分布进行有限元分析。在理论上,采用H-型元素所得到有限元介的精度,总是比L-型高,但是实际计算表明,若边界条件处理不当,H-型元素精度反而不如L-型元素。我们采用L-型元素分别计算了高压油纸式短尾电容套管龟埸分布及变压器线圈间主绝缘电埸分布,计算的结果,相当满意。     

有机-无机复合电介质的电场分布特性及介电强度的有限元分析

有机聚合物介质材料由于其具有柔性、易加工、轻量化以及耐高压的特性而在电介质储能领域中具有广泛的应用前景。然而,受限于有机材料较低的介电常数,通过添加具有高介电常数纳米颗粒制备有机-无机复合电介质材料成为储能领域的研究热点。利用有限元分析方法,系统研究无机纳米颗粒介电常数及分布特征对复合电介质内部电势及电场强度的影响规律,探究影响材料介电强度的主要因素。在此基础上,总结提高复合电介质储能密度的有效途径,以期对高储能密度电介质材料的设计提供理论预测和指导。     

钻柱静态变形的有限元分析

描述石油钻柱静态变形的有限元方法．在对钻柱运动进行基本假设的基础上,描述对钻柱进行有限元分析的基本过程,包括考虑几何非线性的势能函数、单元刚度矩阵和外载荷的计算公式、坐标变换等．在有限元方程的求解方面,讨论接触非线性和钻柱大变形问题的迭代处理方法．最后．应用有限元程序的计算结果,分析钻柱在钻头处的侧向力和各种钻井参数的关系。     

纸张大变形非线性有限元分析

根据虚功原理和薄板度理论,对纸张在自重作用下的静动力学特性作了非线性有限单元法数值建模。就纸张大变形问题给出了几何非线性增量格式更新拉格朗日描述,编制了2D有限元计算程序,并采用Newton-Rephson迭代法对送纸过程中纸张的大幅弯曲垂落进行数值分析。计算结果表明,此法计算量小、精度高,二维结果优于一维结果,与实测值相当吻合,适用于分析纸张的机械特性。     

压电非均衡复合材料变形有限元分析

利用基于一阶剪切层合板理论的四节点矩形压电层合板板有限单元，分析了在外载荷和驱动电压相同的情况下,五种不同铺层形式的压电复合材料变形的规律；同时对压电非均衡复合材料中弯-扭耦合系数对其变形规律的影响进行了初步的研究。研究结果对今后设计压电非均衡复合材料具有一定的指导意义。     

混凝土堆石坝面板变形特性的有限元数值模拟

根据蒲石河凝土面板堆石坝的实际情况建立三维简化模型,运用大型有限元计算分析软件ANSYS进行三维非线性有限元计算,分析了面板堆石坝的应力应变特点.模拟了在不同蓄水位条件下,混凝土面板垂直缝和周边缝的变形过程.建立了混凝土面板和堆石体之间、混凝土面板与面板之间、混凝土面板与趾板之间的接触模型,采用ANSYS提供的接触单元模拟.数值模拟结果表明:在靠近河谷附近,垂直缝为闭合状态;在靠近岸坡附近,垂直缝为张开状态,其最大开度为2 mm,周边缝在河谷附近开度最大,往两岸逐渐减小,最大开度为17.9 mm.有限元数值模拟结果为堆石体施工期变形预留和周边缝、垂直缝的接缝材料选取提供了理论依据.     

高频电场与正应力场协同作用下聚合物的热响应特性

目前高分子材料成型方法都采用高温塑化、低温成型的成型机理进行加工.这一过程消耗了大量的能量,并造成聚合物及其添加剂的热降解,降低了塑料的性能和可回收性.因此,文中在聚合物热压成型加工中引入高频电场,使物料在正应力和高频电场协同作用下实现低温塑化,研究物料在高频电场中发生热响应的压力、温度依赖性,以及在临界塑化温度点下制备的聚合物片材的力学性能,建立合理的温升模型.研究表明:材料极性越强,其介电损耗越高,物料吸热能力越强;极性材料和非结晶性聚合物吸热量随成型压力的增大而增大,而非极性的结晶性聚合物吸热量存在最佳吸热压力点;均聚物具有最佳吸热温度点,而多相的共聚物吸热量随加工温度呈指数增长;施加高频电场试样的拉伸性能显著提升,证实了协同低温塑化行为的存在.     

500KV户外绝缘子染污下电场有限元分析

三维模型未考虑污秽表面泄漏电流存在,因此对污秽水膜电位未进行二次加载及处理,采用工频时谐场计算了绝缘子表面存在不同电阻率水膜下绝缘子表面电场及电位分布。并与静电场下干燥绝缘子表面电场及电位分布结果进行了比较及分析。     

脱绒棉种介电分选机电场的有限元分析

针对目前脱绒棉种介电选种机存在的分选电场不稳定,分选效果不佳等问题,对双绕线圈滚筒电场模型进行了研究.根据介电选种机分选滚筒上双绕线圈缠绕的特点建立了分选电场的数学模型,利用ANSYS软件对介电选种机分选电场进行有限元数值分析.通过分析得出:双绕线圈表面的电场强度分布是不均匀的,其分布曲线近似于正弦曲线,在两电极的接触点取得最大值,在保证电极耐压安全性的前提下应尽量增大分选电压并减小绝缘层的厚度,此结论为进一步对滚筒电极的优化配置提供了可靠的理论依据.     

基于有限元分析中子管加速电场仿真研究

运用计算机仿真技术,对中子管的加速电极尺寸、加速间隙等参数进行了有限元分析.通过大量的仿真实验,得到电场的直观分布,发现电场分布特征可用于对中子管的优化与改进.     

应用有限元计算无界冲击电场

绝缘材料承受冲击电压试验时，其电场有两个明显的特征：动态性和无界性。应用有限元的Newmark算法可以方便地计算动态电场。应用映射无限元可以有效地计算无界域。本文着重介绍应用具有映射无限元的Newmark算法解决绝缘材料承受冲击电压陡度时电场分布的计算问题。根据计算可知．样品尺寸大于0．5m．波头Tf小于0．12μs．就需用动态电场的解法来计算它的电位分布．为使映射无限元能嫫拟无限远处的电场分布．其插值形函数必须采用指数衰减形式。     

加筋土挡墙动力特性有限元分析

采用分离式有限元模式,建立了由土体单元、接触单元、面板单元和加筋材单元组合的加筋土挡墙有限元模型,并对加筋土挡墙进行了动力有限元分析.结果表明,有限元计算值与试验值相吻合,证明该方法正确有效,由此在工程设计中可以通过针对加筋土挡墙的动力程序R-D,预测挡墙的动力反应.     

CSP连轧过程变形的有限元分析

借助Marc商用软件,采用弹塑性大变形热力耦合有限元法,对薄板坯CSP连轧过程的变形过程进行模拟,分析了轧制过程中各道次轧件等效应力、等效应变、等效应变速率和轧制力的变化．结果表明：在轧制变形区内,等效应变沿轧制方向逐渐增大,在轧件出口处达到最大值;而在轧件入口表面附近等效应力和等效应变速率最大;在轧制稳定阶段．轧制力在微小范围内波动;轧制力模拟值与实测值基本一致．分析结果可以为工业生产提供参考．     

路堤软基变形有限元计算分析

基于Biot固结理论,考虑土体侧向变形,空间渗流,对某路堤软基固结变形作平面应变,空间渗流情况下的有限元计算分析.根据有限元计算结果,分析了路堤填筑过程中软基的沉降变化、土层分层沉降以及侧向变形,并且预测了路堤填筑完毕后软基的工后性状,并将有限元计算结果与工程实测资料进行了对比.研究表明,有限元计算结果与实测沉降曲线拟合程度在前期较好,后期差异较大;淤泥质亚粘土层为主要变形土层;软基侧向变形呈现随深度先增大后减小的趋势,在填筑完毕后开始收缩,并对纵向沉降速率有影响.     

轧制气孔缺陷变形行为有限元分析

针对4004铝合金冷轧板材在轧制过程中因气孔缺陷而产生轧制裂边、断带的问题,基于gurson-tvergaard-needleman (GTN)细观损伤模型,对冷轧板成型过程中的气孔缺陷进行了模拟计算.建立了板材轧制中气孔缺陷模型,分析了气孔缺陷的分布、形貌、尺寸、缺陷及其周围区域的应力场、应变场及临界孔洞体积分数的变化,探讨了轧板气孔缺陷的演变规律.结果表明:椭球形的气孔缺陷较球形的气孔缺陷在冷轧成型中更容易产生加工缺陷;半径大于0.5 mm的气孔缺陷,其周围容易产生附加拉应力,易产生裂边、断带缺陷;气孔缺陷在距离板材表面越近处产生加工缺陷的几率越大.