利用有限元对6200柴油机功率提升前后缸盖强度的对比分析

建立了6200柴油机缸盖的实体模型和有限元模型，利用发动机热力仿真软件、CFD软件与有限元软件的交叉计算为气缸盖的强度计算提供了温度场和传热系数分布等边界条件。在此基础上，对柴油机功率提升前后气缸盖在预紧工况、热-机械耦合作用及爆发-热-机械耦合作用下承受的最大拉应力情况进行了计算分析，确定了各影响因素在缸盖上产生最大拉应力的主要位置。对气缸盖的疲劳强度安全系数进行了计算分析，为生产部门进行柴油机功率的提升提供了理论参考。1000h的可靠性实验证明了计算结果的合理性。     

用子结构技术对整体缸盖进行高精度分析

气缸盖是柴油机重要部件,计算模型、边界条件和载荷都很复杂。采用子结构技术对气缸盖进行整体三维有限元分析,确切的描述了其结构特点,并利用辅助结构模拟边界条件,得到精度较高的计算结果,为设计提供了有效的参考数据。     

机车和柴油机零部件变形及应力的计算机分析

本文用现代数值计算方法对机车和柴油机的主要零部件如曲轴、连杆、活塞、气缸盖、气缸套、机体、车体、转向架构架、辅等的变形和应力进行了分析,阐述了计算模型的建立、边界条件的处理和作用载荷的确定等,并对计算结果与实测作了对比。     

不锈钢车体仿真与试验对比方法研究

基于某国外出口的不锈钢车体结构,采用壳单元及实体单元建立不锈钢车体结构有限元模型,应用梁单元模拟点焊、激光焊焊缝,运用ANSYS软件进行强度分析,依据美国ASME-RT-2:2014标准加载边界条件,输出测点的坐标、位移及应力信息,与车体样件试验结果做对比分析,并基于车体垂向工况对车体结构进行对比分析,结果表明:车体结构测点的计算数值与测试值的整体变化趋势一致,刚度、强度结果满足要求,验证了模拟方法的可靠性,对利用率超过25%,误差超过30%的测点进行了解释说明,最终满足技术要求.     

隧道开挖三维有限元数值模拟分析

围岩及支护结构的位移、应力分布变化规律是隧道开挖是否安全的评价标准。针对隧道开挖计算的复杂性,采用有限元对其建立三维数值模拟。利用ANSYS对隧道开挖过程进行模拟,得到支护结构的位移、应力分布变化规律。数值计算结果表明,竖向最大位移发生在拱顶处,而支护最大压应力出现在拱腰。     

DKQ弯曲单元的构造及应用

为了研究复杂载荷作用下薄板结构的受力,基于离散Kirchhoff原理,推导了三角形弯曲薄板单元的应变矩阵、刚度矩阵中的显式面积坐标积分方法,根据变分原理构造了任意四边形弯曲单元DKQ,引入对称及反对称畸变模式进行网格畸变敏感性分析,将DKQ弯曲单元与平面应力单元组合,得到了用于薄板分析的四边形平板单元,并编制了有限元分析程序。计算结果表明:相对偏移量从-0.18变化至0.18,反对称畸变模式下挠度最大误差为1.83%,而对称畸变模式下挠度最大误差为0.99%;对某地铁车体结构,计算结果与ANSYS结果误差在3.5%之内,这说明构造的DKQ弯曲单元对网格畸变不敏感,具备良好的位移解收敛性和计算精度。     

堆垛机器人结构力学分析与优化

利用Pro-E建立堆垛机的三维实体模型,导入ANSYS软件对堆垛机进行分析,采用有限元法建立结构的静力学模型,进行简化与有限元网格划分,按照堆垛机的满载情况完成载荷的边界条件的加载,进而计算结构的节点位移、单元应力和应变等结果,对双立柱堆垛机的结构强度进行分析,为机体的设计和制造提供了理论依据.     

堆垛机器人结构力学分析与优化

利用Pro-E建立堆垛机的三维实体模型,导入ANSYS软件对堆垛机进行分析,采用有限元法建立结构的静力学模型,进行简化与有限元网格划分,按照堆垛机的满载情况完成载荷的边界条件的加载,进而计算结构的节点位移、单元应力和应变等结果,对双立柱堆垛机的结构强度进行分析,为机体的设计和制造提供了理论依据.     

基于刚度等效模型的减重孔板结构快速分析方法

为了能够更有效率地对减重孔板结构进行计算分析, 提出一种快速分析方法; 研究了减重孔板结构模型与平面板结构模型间的一般刚度等效关系, 建立了减重孔板孔径、孔距与相应平面板等效杨氏模量、等效板厚间的关系表达式, 以等效平面板结构模型代替原孔板结构模型进行变形分析; 将局部节点位移施加到相应目标孔位模型上, 计算了目标孔位区域的应力分布; 结合试验与仿真验证了方法的准确性; 通过对某实际减重孔板结构施加不同载荷, 对刚度等效关系的稳定性进行了验证; 通过某车体底架带孔板结构实例, 对方法应用于实际工程中的有效性进行了验证。分析结果表明: 与试验结果相比, 快速分析方法仿真变形最大误差约为3%, 应变的最大误差约为5%;不同载荷下的等效杨氏模量偏差约为2.5%, 等效板厚的偏差约为1.3%;快速分析方法对变形与局部应力的平均计算误差小于6.7%, 计算时间缩短了约50%。可见, 快速分析方法可以替代传统方法对减重孔板结构进行性能分析。      

水冷磁体容器的结构设计与强度分析

为建造稳态强磁场水冷磁体实验装置,对水冷磁体容器进行了结构设计.设计中,容器的封盖采用三层环形钢板叠加焊接而成,采用双层筒体,即内筒体与外筒体,并由上下两部分组成.用三维绘图软件Solidworks设计出容器的结构模型,采用有限元分析方法,将容器的结构模型转入到COSMOSWorks平台,对容器进行应力与位移的分析计算,按照压力容器的设计规范,对容器的各类应力进行了应力强度评定.计算结果显示,容器的最大位移为0.499 mm,容器的强度、位移和安全性满足设计要求.     

EQ6100发动机缸盖平面度测量系统研制

本文通过介绍6100发动机缸盖平面度测量系统,论述一种快速精密测量位移的方法和一种用于平面度在线测量的简便实用算法。     

陶瓷/金属梯度层的热应力分析及缓和特性设计

分别以陶瓷／金属复合平板和圆筒为研究对象,导出了功能梯度材料组份连接变化下的温度及热应力分布,并将ＺｒＯ２／ＮｉＣｒＡｌ复合板热应力分布的解析解与有限元结果进行了比较,对复合圆筒进行了组份分布的热应力缓和特性设计,分析结果表明,用连续模型计算,可进一步减缓功能梯度材料层间的应力突变和残余应力,便于结构的优化设计。     

Application of Lead Viscoelastic Dampers to Wind Vibration Control on Big-Span Power Transmission Tower

To study the wind vibration response of power transmission tower, the lead viscoelastic dampers (LVDs) were applied to a cup tower. With time history analysis method, the displacement, velocity, acceleration and force response of the tower was calculated and analyzed. The results show that the control effect of lead viscoelastic dampers is very good, and the damping ratio can reach 20% or more when they are applied to the tower head.     

基于弹性防偏-塑性卸载机理的梁体横向限位设备

为了缓解桥梁梁体在各类因素下的横向偏移或倾覆问题,同时改良现有防偏移设备的刚性阻拦缺陷,以机械设备的减震隔震装置为借鉴,设计了一种基于弹性防偏-塑性卸载理念的梁体横向限位设备. 该设备根据折减后的桥墩墩底抗弯强度及梁体横向最大容许位移选择弹簧参数（用于正常情况下的弹性防偏）,由折减后的支反力计算薄弱层锚固螺栓的个数（用于大荷载下的卸载保墩）.以陕西某曲线连续梁桥为例,以未安装设备桥梁模型为基准,通过有限元分析软件Midas Civil模拟无设备桥梁及有设备后的桥梁在静、动力作用下的位移增量及应力增量. 数据对比显示:该设备在限制各静力作用下的径向爬移效果显著（平均位移限制率达70%以上,主要位移诱因的限制率达80%以上）;在El Centro Site波大部分时程内,有设备梁体的位移增量和应力增量值较无设备梁体的小,且安装设备后峰值位移（降低率均在90%以上）及峰值应力（平均降低率达50%左右）得到明显降低,这说明该设备可在避免应力集中的情况下,有效减小梁体的动力位移增量,具有良好的抗震/防偏移效果.      

基于新型广义位移的箱形梁剪力滞分析

与已有文献中采用的广义位移不同,选取剪力滞引起的附加挠度作为广义位移,在构造广义翘曲位移函数的基础上,提出了一种分析箱梁剪力滞的解析法.基于能量变分法建立控制微分方程,并导出了简支箱梁的附加挠度和广义力矩计算公式.通过对一个混凝土简支箱梁算例的计算表明,按本文方法计算的跨中截面应力与有限元法的结果很接近,从而验证了方法的正确性.研究结果表明,剪力滞引起的混凝土简支箱梁跨中截面的附加挠度很小,工程实践中可以忽略不计,但是,跨中截面的剪力滞翘曲应力达到初等梁应力的11.4%,工程实践中不能忽略.     

双线性强化隧道和桩孔三剪弹塑性解

将隧道和桩孔简化为厚壁圆筒, 基于三剪强度准则和双线性强化模型, 考虑材料的应变强化和中间主应力效应, 推导了厚壁圆筒在均匀内外压作用下的弹塑性极限解, 并给出恒定外压条件下塑性区半径与内压的关系式, 分析了强化模量系数、半径比、中间主应力与材料强度拉压异性对厚壁圆筒弹塑性极限解的影响规律。研究结果表明: 所得弹塑性极限解克服了Tresca屈服准则与Mises屈服准则未考虑拉压异性, Tresca屈服准则与Mohr-Coulomb屈服准则未考虑中间主应力与双剪强度理论极限解存在滑移面突变现象的不足; 弹塑性极限解均随半径比与中间主应力影响系数的增大而增大, 随拉压强度比的增大而减小, 外压对极限内压的影响程度随着拉压强度比的增大而减小; 当强化模量系数为0.1、半径比为2时, 考虑强化效应的塑性极限内压比不考虑时相对增大10%以上, 随着半径比增大到4, 塑性极限内压比不考虑强化效应时相对增大38%以上, 强化效应影响更加明显, 故对于存在应变强化效应的材料, 采用双线性强化模型的分析结果更接近工程实际; 当不考虑中间主应力与应变强化时, 土体的极限扩孔压力弹塑性极限解与Vesic解相差在0.02%以内, 当考虑了土体的中间主应力和应变强化效应后, 塑性区半径与内半径比为10时, 弹塑性极限解分别是Vesic解的1.06、1.81倍, 因此, 基于Vesic解的极限扩孔压力过于保守。      

拱脚变位对覆土波纹钢板拱桥受力性能的影响

结合内蒙某实际桥梁参数,利用有限元软件建立了考虑土与波纹钢板相互作用的二维平面应变模型,通过对模型施加强制位移,计算分析了10种不同拱脚变位工况下结构的受力和变形的变化规律.拱脚发生水平位移时对结构受力性能的影响比拱脚发生竖向沉降时大,拱脚水平位移造成结构位移增大,拱圈应力由受压转为受拉;拱脚不均匀沉降对结构的影响较均匀沉降大;特别是拱脚同时发生不对称的竖向和水平位移使结构位移显著增加,拱圈两侧拉压应力数值都明显增大.拱脚变位还会造成拱脚反力变化,特别是不均匀拱脚变位时会出现反力方向变号.尽管覆土波纹钢板拱桥变形适应能力较强,但在设计和施工中也应采取措施,避免和减小基础的变位.     

偏载作用下圆截面墩柱裂缝宽度的简化计算方法

笔者讨论了新《公桥规》中偏载作用下圆截面墩柱裂缝宽度的计算方法,以及传统的用名义拉应力法间接控制裂缝的方法,提出了用名义拉应力直接计算其裂缝宽度的简化计算方法,并对工程中常用的数组数据进行比较验算证明,该计算方法极大地简化了计算程序,并与按新《公桥规》计算的结果吻合较好.     

预应力锚拉式桩板墙的二维有限元计算

用二维有限元法计算了墙面桩在6种典型工况下的弯矩及位移、锚定桩与围岩的接触应力及位移、填土沉降及土压力和锚索内力等，计算结果与原型观测和弹性约束地基系数法等的结果基本一致．计算结果表明。预应力锚索能有效地减小墙面桩的弯矩及位移．