深水天然气水合物开采立管优化设计

在天然气水合物开采过程中,为了设计出更安全可靠的立管,需要采用多目标优化的方式来获取最合理的立管结构。不仅立管的应力变化要满足许用应力,而且为了减少疲劳效应,要尽量减少应力幅值和减小触地点处的最大曲率值,同时还要保证生产成本的经济性。文中根据Kriging插值法建立了满足相关度和精度要求的代理模型,简化了优化设计步骤,减少了程序运算的时间。基于多岛遗传算法,以天然气水合物开采立管的动力分析结果的最大等效应力幅值、比能耗以及立管质量进行优化设计。相比优化之前的立管,各项参数得到了较好的改善。     

波形钢腹板剪切屈曲强度研究

波形钢板具有独特的力学性能,为了解其作为桥梁结构腹板时的抗剪性能,文章从理论上探讨了波形钢腹板的剪切屈曲问题,并建立波形钢腹板的剪切屈曲有限元分析模型,对波形钢腹板剪切屈曲强度进行了研究,同时将理论计算和有限元计算结果进行对比分析。结果表明：不同参数的波形腹板具有整体屈曲和局部屈曲两种破坏形态,有限元计算结果与试验值吻合良好,波形腹板剪切理论计算结果偏于安全。     

基于MATLAB与CAESAR Ⅱ的管道系统优化设计

文中利用MATLAB和CAESARⅡ实现管道应力分析和最优设计。首先,提出了利用CAESARⅡ和MATLAB进行管道系统应力分析和设计的思路。然后,以简单管道系统为例,应用0.618法和遗传算法分别进行管道系统的单目标和多目标的优化设计,实现了管道设计半自动化动态优化,为实现管道设计自动化提供参考。     

单线铁路模板台车的结构分析

文章主要介绍了单线铁路模板台车的工作原理和结构,应用有限元软件对模板台车进行了整体的结构分析,并依据分析结果对模板台车的结构设计提出了改进建议,为其以后的优化设计和参数设计提供了理论依据.     

基于声发射波形分析的锦屏大理岩岩爆试验研究

岩爆破坏是一种非常复杂的非线性力学行为,影响岩爆的因素众多。文章通过对锦屏大理岩进行两例全程破坏和一例非全程破坏岩爆试验,采集试验过程中的应力和声发射参数,以应力曲线和声发射累计能量曲线为基础确定了关键点,并针对关键点对岩爆过程中的声发射波形进行分析,得到了锦屏大理岩发生岩爆的本质规律。结果表明,锦屏大理岩在单位时间内的声发射波形数分布与关键点有很大相关性,单波占绝大多数,双波、三波和四波在关键点处分布较为集中,多波只在岩爆时刻出现;锦屏大理岩在岩爆阶段与前期加载阶段相比,会有单位时间内波形数数不清的岩爆波产生,是其岩爆阶段的独有特征。     

隧道复合式路面连续配筋混凝土温度应力分析

结合龙头山隧道AC+CRC复合式路面实体工程,建立合理温度应力分析模型,分析了与CRC层的设计及使用性能密切相关的参数对CRC层应力和裂缝宽度的影响,研究结果为CRC层设计提供了依据。     

车载式金属油罐有限元分析

文中利用有限元分析技术,应用ANSYS分析软件对车载式金属油罐罐体的结构强度进行了分析计算,得出在各种工况下的应力分布图.通过对计算结果的分析,找出了产生最大应力的部位及原因,为金属油罐的优化设计提供理论依据.     

基于ANSYS的波纹管波形参数对平面失稳影响的分析

为了研究波纹管波形参数对波纹管平面失稳的影响，使用ANSYS软件建立了波纹管的有限元模型，对不同波形参数下的波纹管有限元模型进行了模态分析与特征值屈曲分析。有限元计算结果表明，增加波纹管的壁厚和波距，或者减小波高，会使波纹管的固有频率和屈曲载荷增加，因此在波纹管设计时，在满足综合性能情况下，可通过在一定范围内增加波纹管的壁厚和波距，或者减小波高的方法减少平面失稳的发生；同时模态分析求出了波纹管的固有频率和振型，可以避免在工程作业中，因为外界振动频率与波纹管固有频率相同而发生共振现象，致使波纹管发生平面失稳，为工程设计提供有效参考。     

废渣混凝土新型路面荷载应力研究

文章在分析废渣混凝土材料特性的基础上,用有限元软件COSMOS对废渣混凝土路面荷载应力进行计算,同时采用正交设计方法对荷载应力的影响因素进行分析,得出各影响参数的变化规律,并采用均匀设计法安排参数组合,回归出适用于修筑低等级公路的废渣混凝土路面荷载应力的实用计算公式。     

膨胀节的计算机辅助设计及参数化绘图系统

针对机械产品ＣＡＤ开发技术上的问题,对二维图形参数化技术进行了研究,提出了基于图形单元技术的装配图的参数化设计,并利用ＡｃｔｉｖｅＸＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ技术顺利实现了结构设计与图形参数化设计的一体化,在此基础上,结合机械设计的专业知识,开发了“膨胀节的计算机辅助设计及参数绘图系统”ＣＡＤ软件包。本文通过设计界面、建立数据库、编写数据库、编写算法等一系列工作进行了膨胀节的结构设计和优化设计,实现了膨胀节的计算机辅助设计;对零件图与配图进行菜参数化设计,使得膨胀节的设计与绘图工作效率大大提高。     

水泥土桩复合地基优化设计的参数确定

本文根据水泥土桩复合地基设计的工程实践,对复合地基优化设计中的几个参数进行探讨,主要包括变化参数的复合地基,加固深厚层软土时桩长的确定,原状性质等问题,以供设计参考。     

考虑基底摩阻力作用的台阶形拱座基底应力和稳定实用计算方法

为对台阶形拱座构造参数进行更准确的设计,文章在考虑拱座基底摩阻力作用下,分析了拱座受力平衡状态,提出了拱座基底应力及稳定的计算方法,并以某桥拱座为算例,进行了不同计算方法的对比分析。结果表明,在考虑基底摩阻力作用下,台阶形拱座基底应力和稳定实用计算方法更符合拱座受力特点,计算结果安全,可用于设计验算。     

罐装水泥船甲板结构改进与舯剖面优化设计

文章采用有限元计算法和蚁群算法,对罐装水泥运输船船体结构设计方案进行结构计算分析,结果显示:采用去除高应力区域结构以阻断载荷传递的方法比增强船体梁甲板结构的方法更为合理,对于改善结构局部高应力水平具有比较优势;通过蚁群算法对目标船货舱区域中剖面结构进行优化设计,以每个板格的板与加强筋的厚度、纵骨间距为设计变量,以单位长度结构模型重量最轻为目标函数,以中国船级社《钢质内河船舶建造规范(2016)》中关于直接计算的边界条件要求为优化算法的边界条件,选取合适的优化参数,使得优化后的结构重量下降10.44%。文中采用的结构调整方式及优化方法可为同类船型的设计提供参考。     

发动机冷却系统节能优化设计

传统发动机冷却系统的设计主要从满足散热量出发进行设计,对耗功大小的要求较低,没有量化的指标来指导冷却系统的耗功优化设计,随着全球能源危机的到来,节能成了汽车发动机设计的主要目标之一,在发动机的设计过程,冷却系统是重要构成部分,冷却系统的功耗减少可以减少发动机消耗在其附属零部件上的功率,从而提高发动机的输出功率,减少油耗。本文对传统冷却系设计存在的耗功考虑不足进行分析,提出解决方案,并确立冷却系设计用耗功评价指标,用来对冷却系统关键参数及零部件进行优化设计与匹配。     

预应力混凝土波形钢腹板箱梁位移特性研究

预应力混凝土波形钢腹板处于不同状态下的位移特性是目前亟待解决的重点难题,也是众多学者重点关注与研究的对象。文章结合大量工程经验,建立预应力混凝土波形钢腹板箱梁比例模型进行力学特性试验研究,分析预应力混凝土波形钢腹板位移分布情况,并根据相关参数建立有限元分析模型,将有限元计算结果与试验结果进行分析对比,证明利用有限元模型研究波形钢腹板组合箱梁空间是可靠的。     

CAESARⅡ软件在大口径厚壁钢管应力分析中的可靠性研究

输气管道(大口径厚壁钢管)设计的合理性直接关系到管道运营的安全性,而目前该类管道结构设计仅依赖于经验参数,所以管段的应力分析在管道设计中显得极其重要。以大口径厚壁钢管的简化模型为例,进行了管道应力的理论分析及计算;同时,采用CAESARⅡ软件建立相应的管道应力分析模型,得到管道应力分布情况。将2个应力分析结果作比较,发现理论计算值与软件模拟值的最大误差在标准允许范围内。因此,CAESARⅡ软件在大口径厚壁钢管中的应力分析是可靠的。     

发夹式换热器异形法兰及封头的设计

发夹式换热器后端壳程连接处常采用异形法兰和封头的结构,标准中并未列出相关结构设计和计算方法,给设计带来很多困难。文中结合一台壳程压力7.3 MPa并伴有温度疲劳载荷作用的发夹式换热器,首先对其异形法兰和封头进行结构优化设计,再利用规则设计方法确定结构的初步尺寸,最终按GB/T 151—2014确定计算工况后进行有限元应力校核。结果表明,规则设计方法计算出的结构应力偏低;尤其对异形封头,因异形法兰对其影响,其结构尺寸必须通过有限元分析进行校核。     

关于简支波形腹板钢箱组合梁徐变效应的研究

文章利用有限元软件,研究收缩徐变的有限元计算方法,建立了实用的精细化组合梁收缩徐变模型,得到了预制简支阶段以及成桥阶段波形腹板钢箱组合梁的徐变效应特征,同时针对跨径不同的简支波形钢腹板组合箱梁采用变参法进行了分析,得到了随着跨径的增大,徐变作用下的梁体跨中挠度增大、混凝土桥面板最大压应力减小的试验结果,进而得到了简支波形腹板钢箱组合梁桥收缩徐变效应特点,为其后续的研究工作和实际应用提供参考。     

旧水泥混凝土路面沥青加铺层温度应力有限元分析

文章基于路面温度场理论,采用ANSYS程序建立旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构温度应力有限元模型,分析了降温幅度、加铺层厚度和土工布夹层材料模量及典型防止反射裂缝措施对旧路接缝处沥青加铺层底温度应力的影响,为选择合理材料和设计参数进行沥青加铺层设计提供参考。     

有限元分析在波纹管平面失稳中的应用

为了研究波纹管平面失稳临界压力，利用有限元分析法对波纹管进行了应力分析和平面失稳临界压力计算，并与试验结果进行了比较。结果表明，采用非线性屈曲分析得到的平面失稳临界压力与试验实测失稳临界压力较接近，其精确性高于理论计算的结果，可为波纹管稳定性设计计算提供参考。