梁-弹簧单元在内法兰螺栓简化中的应用

内法兰数值模型内含的螺栓接触行为极易导致其计算不收敛,耗费大量的计算时间.为平衡计算成本和精度,构建螺栓连接结构的简化分析模型是主要手段之一.本文对多点约束-梁单元法进行了改进,提出一种梁-弹簧单元组合的螺栓简化方法,该方法使用梁单元替代螺栓,使用动力耦合约束和弹簧连接等效螺栓接触,用经过修正的虚拟热变形法施加螺栓预紧力.结果表明:该方法的分析时间和多点约束-梁单元法接近,相对全模型缩时约50%,计算精度更高、误差更小.采用该方法对通信单管塔内法兰连接节点进行分析,与精细模型和缩尺实验比较结果证明,该方法在内法兰结构中有较强的适用性.     

非稳态油膜力作用下偏角不对中碰摩转子系统振动特性分析

建立了非稳态油膜力、碰摩力作用下,偏角不对中轴系的横向振动模型,将Jeffcott转子模型推广至约束条件下的轴系振动模型,通过引入转子间的位移约束,由Lagrange方程导出了不对中轴系系统的振动方程.仿真研究表明:由于不对中的存在,轴系横向振动是强非线性、非定常、同时含有自激励、参数激励和外激励的三自由度振动系统;由于从动轴与主动轴的不对中,导致了转轴间的运动约束,使轴系横向振动系统比Jeffcott转子动力学模型所描述的振动系统少了一个自由度.随着偏角不对中量、转轴质量比的变化,系统出现周期、概周期、混沌运动特征.不对中轴系处于概周期运动时,呈现出自激振动特征.其结果可为旋转机械故障诊断、轴系对中及设备的安全运行提供更为准确的理论参考.     

类矩形盾构隧道管片施工期内力分布规律研究

对于使用阶段的隧道管片结构,其受力特性通常可以简化为平面应变问题进行分析;而在施工阶段,由于隧道纵向荷载的差异,边界约束条件的不均匀,施工荷载的交叉影响以及盾构施工的时间空间性,导致施工阶段管片受力成为一个三维问题.本文以宁波软土地层大断面类矩形盾构隧道为背景,依据现场试验来探索类矩形盾构隧道衬砌结构在施工期受力、变形的规律.研究表明:施工阶段中衬砌弯矩、轴力整体呈上小下大、左右对称分布;脱出盾尾阶段为施工过程中的最不利工况,管片和螺栓的应力水平迅速提高,之后随推进距离增大逐渐趋于稳定,管片中柱接近纯受压构件.研究认为同步注浆和纵向、环向螺栓对管片应力变化影响均较大,建议加强对同步注浆工艺的控制,加强螺栓初期预紧力和后期复拧的管理.     

弹性约束边界条件下拉索结构横向振动特性分析

在拉索两端引入线性约束弹簧和扭转约束弹簧,通过对弹簧设置相应的刚度系数,得到弹性边界条件包括经典边界条件下的拉索横向振动模型.振动位移采用切比雪夫级数展开,使得横向位移在整个求解域内足够光滑.对不同边界条件下的拉索横向振动进行了研究,研究结果与参考结果的良好吻合验证了所构造模型的正确性;并进一步对线性约束弹簧刚度和扭转约束弹簧刚度对拉索横向振动特性的影响进行了分析.研究结果表明,边界条件对拉索振动固有频率的影响不可忽略.     

转印头在受压下的塌陷(英文)

可逆粘附是转移印刷中转印头重要的特性,在最近的实验中通过控制接触面实现可逆粘附.通过外加压力控制转印头的塌陷和其与基体的接触面使界面的粘附力达到3个量级的转换.建立的力学模型研究了在外压作用下转印头的塌陷和接触面积,接触面积与外压及长高比的关系对转印头的设计很有帮助.     

汽车轮胎磨损颗粒物扩散特性的数值模拟研究

为了解汽车轮胎磨损颗粒物的扩散特性,采用离散相模型方法,考虑离散相和流体相的双向耦合作用,利用Rosin-Rammler粒径分布模型,模拟了不同工况下汽车行驶过程中轮胎磨损颗粒物的运动轨迹.结果表明:汽车尾部旋转涡流对颗粒物扩散横向距离有较大影响,对扩散高度影响不大.当距离汽车前轮中心竖直平面后方一定时,颗粒物扩散高度与车速基本呈线性关系.在距离汽车前轮中心竖直平面后方5 m时,地面处不同位置颗粒物质量浓度变化呈双峰分布,而在距离为10 m时呈单峰分布,与气流在截面形成不同尺度的漩涡有关.车速相同时,粒径越大,颗粒物沉积越显著.随着车速的增大,0.1～10μm的颗粒物在地面处质量浓度不断降低;10～200μm的颗粒物在地面处质量浓度先增大后减小,并在车速为60 km?h-1时达到最大值.     

列车荷载下海相沉积软土循环累积变形研究

以宁波轨道交通1号线②、③和④层海相沉积软土为对象,进行GDS单向振动三轴试验,研究了不同动应力幅值和频率作用下软土的动力学特性.结果表明：动力幅值越大,循环累积塑性变形越大,动应力的幅值大小对累积塑性变形有较明显的影响;在动应力为12kPa时,④层粘土的累积塑性应变比相同条件下②层和③层土的应变大;在相同动应力幅值时,②和④层土随频率增大,③层土则相反.最后,利用修正的指数模型对循环加载累积塑性应变的变化进行拟合,并得到了优化的模型参数.     

离子晶体中的极化子

Ⅰ.引言我們所討論的离子晶体或称极化晶体(Ionic Crystals or Polar Crystals)是由离子組成的,其模型是M·波恩(M.Born)等人首先建立的。离子有正負之分,按照一定的形式排列成規則的晶体点陣,維系它們的主要是Born Mayer短距力以及庫侖力,在通常的溫度下,离子在其平衡位置附近作微振动,当电子在晶体中运动时就要受     

平板型太阳热水器板芯高温耐久性实验方法研究

为了研究平板型太阳热水器板芯表面的高温耐久性,结合国外的实验方法及国内的应用特点设计了本实验方法.该方法以板芯表面光学性能的衰减来推断系统的寿命,即在一定的高温实验条件下模拟加速衰减过程,以板芯表面光学性能衰减小于5%作为判断板芯合格标准.     

基于边界层和复势理论的轮胎磨损颗粒物运动轨迹研究

轮胎磨损颗粒物对生态环境和生物体健康都有非常严重的负面影响,辨识其发散路径并进行捕集已成为当前环境保护的重要课题之一.本文在极坐标下使用边界层和复势理论建立了轮胎磨损颗粒物的二维散射模型,计算了颗粒物的散射路径并进行了实验验证,进一步通过正交试验得到了各种因素对磨损颗粒物覆盖件碰撞高度的影响程度.结果表明:磨损颗粒物碰撞高度在很大程度上取决于其在边界层内的运动时间,粒径为2.5～5μm的轮胎磨损颗粒物的散射高度受车速变化影响不大.粒径5～15μm的轮胎磨损颗粒物与覆盖件发生碰撞的高度随着车速的提高先增大后减小,转折车速随颗粒物粒径的增大而减小.影响磨损颗粒物与覆盖件碰撞高度的因素主次顺序是:车速、车轮半径、接地印迹半长度、胎面与覆盖件的距离.     

基于流体动力学的轮胎磨损颗粒物捕集通道位置研究

轮胎磨损颗粒物是车辆非尾气排放颗粒物的重要组成部分, 对大气悬浮颗粒物的影响日益增大, 对其进行捕集可减少对生态环境的潜在威胁. 基于喷射法和R-R颗粒物粒径分布, 建立了轮胎磨损颗粒物-轮胎-车辆流体动力学多相流模型, 采用Realiable k-ε湍流模型模拟了汽车在不同行驶速度下轮胎与覆盖件之间的最大风压分布区域, 继而研究了15种磨损颗粒物捕集方案通道出入口位置与捕集率的关系. 结果表明: 轮胎磨损微小颗粒物在后轮处比在前轮处与壁面碰撞的数量多; 捕集率随捕集装置入口高度的增大而减小, 随出口与轮罩边缘距离的增大而增大; 出入口的动压压差越大, 捕集率越高; 当车速为60km?h-1时, 入口位置H=297mm, 出口位置L=600mm时, 捕集率最高, 达到56.32％; 入口位置H=297mm时颗粒物捕集率均超过40％, 出口位置L=600mm时颗粒物捕集率均超过35％.     

边界形状对二维斜面颗粒流的影响

用实验方法研究了不同边界形状下二维斜面颗粒流在通道中的分布.结果表明,边界形状对二维斜面颗粒流有重要影响,粗糙边界条件下,颗粒流量密度在通道中横向呈对称马鞍型分布,且峰值位置与边界形状有关.对锯齿形边界,颗粒流量密度的峰值位置随斜面倾角（sinθ）的增大往中心区域移动,墙体附近20～30 d（d为颗粒直径）区域内颗粒流量密度随斜面倾角的变化呈指数衰减,衰减指数在2～3之间;对于半圆形边界,峰值位置始终出现在墙体附近20～30 d区域内,并且此区域内的颗粒流量密度随斜面倾角（sinθ）基本呈线性变化.     

冲击荷载下C型G550冷弯钢的断裂机理研究

以C型G550薄壁冷弯钢构件为研究对象, 通过材料在不同应变率下的拉伸实验和数值模拟数据得到Johnson-Cook (J-C)本构模型和Johnson-Cook失效模型参数. 通过Abaqus软件模拟了不同冲击荷载作用下C型冷弯钢构件撕裂破坏的全过程, 利用落锤装置轴向冲击试验进行对比, 其实验结果与有限元数值模拟结果有良好的一致性. 此外, 对冲击试样撕裂断口进行微观形貌分析, 得到构件的断裂机理. 结果表明: 随着冲击速度的提高, 冲击力对构件的加载时间增加, 构件需要较大的塑性变形来吸收冲击能量; 冲击速度越高, 裂纹扩展功所占吸收冲击能量的比例越大, 显示出高速下裂纹扩展的能力越好; 冲击速度较高时, 以脆性断裂为主, 断口出现解理面, 甚至在高速变形时发生了绝热剪切破坏.     

大跨度外倾中承式拱桥关键部位受力分析

大跨度外倾中承式拱桥造型美观,在桥梁工程中应用广泛.由于拱肋与主梁垂直方向不在同一平面,且横向连接相对薄弱,使其受力比传统结构复杂.本文以某主跨168 m的大跨度外倾中承式拱桥为研究对象,使用有限单元法,采用整体计算与局部精细化分析相结合的方式,对外倾式拱桥关键传力部位进行了受力分析.研究表明:结构刚度较大,变形较小,外倾主拱使结构呈复杂空间受力状态,在关键受力部位同时存在面内和面外弯矩;复杂的空间构造和受力状态使得关键受力部位容易出现应力集中现象,设计中应采取相应措施,避免出现应力集中.     

果树冲击振动动态特性的研究

【目的】研究果树冲击时枝条阻尼比与直径的关系,树干、树枝的加速度动态响应,获得果树共振频率,确定较合适的采摘激振频率,为林果振动采摘收获机的参数优化提供必要的理论基础.【方法】将树干、树枝视为弹性、阻尼系统,建立果树简谐振动微分方程,并在室内进行振动台架试验,获得动态响应信号,通过对数衰减法计算得到不同测点处的树干或树枝的阻尼比以及对应的动态响应.【结论】由各测点加速度响应曲线可知,25 Hz左右为最优激振频率,树枝或树干的阻尼比随着直径的减小而增大,且近似成线性关系.     

内螺纹挤压加工温度及其变化规律的实验研究

采用自制的温度传感器,使用不同规格、不同结构的挤压丝锥,在不同的工件材料、不同预制孔径、不同挤压速度、不同切削液的实验条件下,对内螺纹挤压加工温度及其变化规律进行了实验研究.从降低挤压加工温度出发,提出延长挤压丝锥寿命、提高内螺纹质量的优化措施.     

油润滑状态下颗粒尺寸对PTFE/316L密封界面摩擦学行为的影响

磨粒磨损是许多流体机械中橡塑密封件常见的失效形式, 外部入侵的污染物或内部衍生的磨粒往往突破材料的耐磨强韧极限. 本文开展了聚四氟乙烯(PTFE)/316L不锈钢摩擦副在油润滑工况下的磨粒磨损实验. 评价了颗粒尺寸作用下密封副的摩擦学性能和磨损机制. 结果表明 除纯油润滑状态外, 摩擦系数与316L磨痕表面损伤程度与颗粒尺寸呈现负相关, 颗粒临界尺寸前后的颗粒运行行为和损伤机制差异显著. 在颗粒临界尺寸之上时, 完整的颗粒仅钉扎入PTFE磨痕边缘而未能穿越密封界面, 部分被碾碎的颗粒可进入接触区域中心; 随着颗粒尺寸的减小, 单个嵌入颗粒演变为堆积性“颗粒群”, 表现出明显的“砂轮效应”; 在颗粒临界尺寸之下时, 颗粒粒度小于润滑油膜厚度, 摩擦副维持流体动力润滑状态, 摩擦系数较小. 密封界面内的磨粒流不断冲蚀配副金属, 形成特殊的“PTFE-颗粒-316L”三体滚动磨损.     

高层建筑外观形体比例对风载作用结构横向振动的影响

以承受定常和周期风载的高层建筑为背景,研究外观形体比例对于结构物横向振动响应的影响规律.将矩形截面的高层结构物抽象为一Euler悬臂梁结构,通过分析其本构关系建立动力学模型,采用Galerkin原理及振动理论得到结构的振动响应,研究表明外观形体比例对高层结构在顺风向载荷作用下的振动有重要影响:在定常载荷作用下,结构物的顺风向位移随高层结构物的迎风面高宽比增大而增大;而在周期激励载荷作用下,结构物发生顺风向振动,结构的最大顺风向位移对结构物的外观形体比例敏感,却并不单调变化.     

810KW风力发电机机舱底座开裂分析

针对某公司自主开发的810KW风力发电机机舱底座开裂的问题,运用有限元与疲劳方法进行分析.通过SolidWorks三维绘图软件建立底座的实体模型,采用GH Bladed风力机气动载荷分析软件、AnsysWorkbench有限元软件与Ncode Designlife疲劳软件对其进行联合仿真,计算底座在急刹、9级大风两种极端工况下的应力云图、安全系数云图和风力发电机正常运行时底座的寿命云图,仿真结果表明:在两种极端工况下,急刹工况对实际出现裂纹影响较大.在正常运行工况下,底座与螺栓最小寿命未能达到规定寿命要求,实际出现的裂纹主要是由于底座结构疲劳强度不够,加之经常性对机组急刹导致底座萌生裂纹.     

移动荷载作用下离散支承曲线轨道振动特性分析

针对地铁隧道中曲线轨道的振动问题, 将整体式轨道视为单层离散支承Euler梁, 利用振型叠加法和Runger-Kutta法得到了移动荷载作用下曲线梁径向、竖向和轴向挠度以及扭转位移的时程响应解答, 通过参数敏感性分析, 揭示了不同工况下曲线轨道的空间振动特性. 计算结果表明: 在目前列车速度下, 列车移动荷载近似于准静态荷载作用, 轨道梁的位移曲线呈对称分 布; 钢轨扣件间距对位移影响较小, 扣件支承刚度是影响钢轨位移的主要因素; 随着速度的增 加, 横向荷载作用方向发生改变, 径向位移和扭转变形先减小后增大, 存在一个理想车速; 曲线半径对径向位移和扭转变形影响较大, 对竖向位移影响不明显, 在曲线半径增加情况下, 可以适当增加超高角以减小径向位移和扭转变形.