15万吨油船有限元强度分析及方法研究

本文详细阐述了采用ＳＡＦＥＨＵＬＬ系统实施三维有限元强度分析，得到１５万吨油船在动态载荷作用下构件的应力分布，并根据ＡＢＳ规范校核强度的方法。在此基础上，将ＳＡＦＥＨＵＬＬ系统与另两种程序系统ＳＥＳＡＭ和ＰＬＬＯＴ－ＮＶ５０４０实施有限元强度分析的方法进行了比较研究，得到了一些有益的结论。     

柴油机曲轴整体三维强度分析

进行曲轴整体强度计算的更趋合理的方法是采用曲轴整体结构的三维有限元模型。本文采用了子结构计算技术，在工作站上对某大功率柴油机曲轴进行了整体结构的三维有限元分析。采用三维有限元模型不仅在对曲轴加载时更加合理，在处理曲轴与柴油机机体的相互约束时也更能符合实际情况。将机体剖分成有限元模型与曲轴一起计算，从而实现了真正意义上的曲轴整体计算。     

多片拱肋系杆拱桥荷载横向分布系数算法探究

系杆拱桥吊杆横梁弹性支撑在系梁和吊杆连接节点上,是桥梁中直接承受荷载和传力的重要构件。该文采用杠杆法、弹性支撑连续梁法、空间有限元程序计算法。分析了3片拱肋系杆拱桥荷载横向分布系数的计算方法,通过对比得出了三者的差异,指出了设计时应予以重视之处。     

基于三点弯曲试验的高黏沥青砂应力吸收层的裂缝扩展过程研究

为了研究带3种贯通裂缝的水泥混凝土加铺高黏沥青砂应力吸收层和没有应力吸收层两种结构的反射裂缝的扩展路径与断裂机理,对带3种裂缝的两种结构试件分别进行三点弯曲室内试验。并以扩展有限元方法(XFEM)为基本方法,建立有限元模型对有应力吸收层的加铺层的裂缝扩展过程进行模拟。把扩展有限元模拟结果与室内试验结果进行比较并分析了反射裂缝的力学响应、扩展机理和断裂过程。结果表明:数值计算与试验的结果在断裂形态上相近,两者数据的相关性较高。高黏沥青砂应力吸收层能降低加铺层底部的应力集中,减缓加铺层下部裂缝扩展的速率,达到防治反射裂缝的目的。     

预应力连续钢梁负弯矩区受力性能分析

为研究预应力连续钢梁负弯矩区受力性能,对开口截面三跨连续钢梁进行六点加载抗弯性能试验。利用有限元软件Ansys建立试验梁非线性分析模型模拟其抗弯过程,模型计算所得梁体挠度值和应力值与试验结果吻合良好,进而对负弯矩区进行进一步受力性能及影响因素分析。结果表明:试验梁处于弹性工作状态时,负弯矩区截面变形符合平截面假定;相较于普通连续钢梁,施加预应力使支座附近截面正应力明显减小;普通连续钢梁及预应力连续钢梁支座底板先达到屈服应力,随着荷载增加,梁体因挠度过大超过限值而不能继续承受更大荷载;当预应力不超过135kN时,合理增大预应力可提高预应力连续钢梁负弯矩区抗弯承载力;随着负弯矩区支座截面处钢束上调,支座附近顶板及底板正应力减小,顶板应力变化略明显,且越靠近支座位置减小值越大,顶板受拉段长度有所减小。     

大跨PC刚构桥悬臂梁临时张拉体外束对成桥结构的影响

以红岩溪特大桥为依托工程,利用有限元软件,分析了临时体外束方案的可行性及对提出的4种方案下梁体成桥后结构受力、变形及预应力损失的影响,得到如下结论:拆除临时体外束时,梁体弹性回弹使主跨跨中底板压应力增加,有效提高了跨中截面抗裂性能;施加临时底板体外束,以此来增加施工阶段梁体下缘的压应力可以有效减少梁体的竖向位移;采用临时体外束会导致跨中底板和支点顶板的压力增加,与此同时对应的预应力损失和徐变也将增加,从侧面说明了关键位置混凝土压应力和预应力储备能力得到提升;该方法能有效减小桥梁跨中挠度,并提高抗裂能力。     

联合载荷作用下的整船有限元分析

本文应用整船三维有限元方法,分析了船体在波浪中航行时受弯扭联合作用下的结构响应,船体所受的联合载荷包括静水弯矩,垂向波浪弯矩,水平波浪弯矩,扭矩及相应的剪力,通过节点力转换的方法,将船体外表面所受的海水压力转化到有限元节点上,通过节点力平衡的处理,将船体所受的联合载荷和重力及惯性力调整到与其所受的三向矩及相应的剪力相平衡。     

考虑热变形的斜齿轮三维修形研究

建立斜齿轮齿面温度场有限元模型,分析齿面温度分布及热变形量。对实际的修形齿面进行承载接触分析,并利用遗传算法优化修形参数,然后考虑有限元计算的热变形量,确定新的修形方案。最后,通过齿轮性能试验验证修形效果良好。结果表明,修形方案很大程度上降低齿轮传动过程中产生的振动和噪音,修形后齿轮传动误差幅值降低了47.08%,而啮合线方向加速度幅值降低了70.35%。基于齿轮热弹变形的修形方法对提高齿轮系统的稳定性具有重要意义。     

层间不同接触状况的水泥路面应力分析

为研究水泥混凝土路面层间不同接触状况对面层内部水平应力的影响,利用有限元原理建立三维数值模型,路面结构材料选用弹性层状体系作为本构模型。面层和基层之间选用完全光滑和完全粘结两种接触方式,在50 k N、75 k N、100 k N三种荷载下对面层水平应力计算结果进行对比分析。同时修筑试验路面进行现场检测,对检测数据对比分析;对试验路面一年后的使用情况回访调查。通过计算分析和试验检测相结合的方式,得出层间粘结可以有效降低层底拉应力,减少路面破坏的结论。     

某纯电动汽车后背门模态分析与试验

以某纯电动SUV汽车的后背门为研究对象,利用有限元优化设计理论,提出一种复合材料后背门自由模态仿真分析方法,在Hypermesh软件中进行网格划分和仿真模型搭建,采用Nastran软件进行求解计算,利用Hyperview软件查看结果云图。通过对比仿真分析结果和试验结果,可知其前三阶弹性模态误差均在5%以内,充分证明了此后背门仿真模型的可靠性,该仿真分析模型对新能源电动汽车后背门的结构优化和NVH性能提升均具有指导意义。