重型车驾驶室结构特性仿真分析与研究

针对某重型车驾驶室结构特性分析与优化的问题进行研究,采用CATIA软件对驾驶室进行几何建模,利用HYPERMESH软件建立有限元模型,并进行自由模态仿真分析;利用试验模态和计算模态分析对比的方法,验证了有限元模型的有效性;结合此款驾驶室的承载特点,利用MSC.Patran/Nastran对驾驶室的弯曲和扭转工况进行刚度和强度仿真计算,利用Fatigue对扭转工况下驾驶室的疲劳强度进行仿真计算,给出了驾驶室的易疲劳破坏位置。研究结果表明:驾驶室固有频率为37.826Hz,避开了激振频率,避免了共振现象;在扭转、弯曲两种工况下,驾驶室产生的最大应力分别为108MPa、38.8MPa,均小于材料许用应力,弯曲、扭转刚度满足要求,驾驶室抵抗变形的能力较好,结构设计合理。     

基于测试和仿真的卡车驾驶室异常振动分析与解决

针对某车型在特定车速下出现的驾驶室异常振动的问题,通过汽车道路试验,测试了不同车速下车桥、车架、驾驶室上各测点的振动信号。结果显示,车速约为50km/h时,驾驶室纵向出现明显的异常振动。本文建立了汽车结构的有限元模型,并对其进行了模态分析,获得了整车的固有振动特性。结合仿真分析与实验测试结果发现,引起驾驶室异常振动的原因是车轮的转频5.57Hz与整车一阶弯曲模态频率5.49Hz接近从而发生共振。在此基础上,对车架进行了优化设计和结构修改,并对改进后的样车进行了试验测试,结果表明异常振动振幅降低了90%,较好地解决了驾驶室异常振动问题。     

基于人体主观振动舒适性的飞机结构减振设计研究

飞机舱内局部区域振动水平较高会直接影响乘坐的舒适性.本文首先采用ISO2631-1:1997(E)国际标准对飞机舱内振动舒适性进行评估,基于实测谱开展了人体振动舒适性主观评价试验,并通过主观反馈结果确定了减振设计的目标频带.其次,设计了一种隔振装置用于隔离作用于起落架舱内的气流脉动压力,并通过有限元仿真计算验证了减振效...     

大气压力对织物热湿特性影响的数值研究

为了模拟多孔织物内复杂的热湿传递过程，为不同大气压力条件下服装的热湿舒适性设计提供理论基础，从织物内热湿传输机理角度出发，建立了考虑大气压力影响的织物热湿传输耦合模型，比较了常压下的理论预测和实验结果，通过数值算例考察了大气压力对织物热湿特性的影响。     

飞机客舱人体振动舒适性评估方法研究

飞机客舱振动是影响人体乘坐舒适度的重要因素之一.基于ISO 2631-1—1997标准及GJB 67.8A—2008标准评价人体乘坐舒适度的方法,对某型客机中舱区域座椅位置在不同飞行状态下的实测振动数据进行了分析;基于上述两种标准开展了该型飞机客舱振动舒适性评价.通过对比两种方法的评价结果表明:ISO 2631-1—1...     

热弹性通解完备性的一个新证明

关于线性各向同性热弹性问题,M.A.Biot提供了一个通解表达式,A.Verruijt证明了这个通解式的完备性。但是此证明十分冗长.本文提供一个完备性证明,这个证明比[2]的证明要简明得多.     

考虑制动力影响的大型客车舒适性分析

利用有限元法和动力平衡原理,建立了具有层间接触的沥青路面和13个自由度的大型客车人体三维模型。以不平顺作为激励,随机模拟车流分布,在不同制动情况下,从时域和频域两方面分析人-车-路耦合振动下车辆和人体的动力响应。时域分析采用客观评价标准和主观烦恼率相结合的方法,频域分析考虑人体共振、人的心理和生理因素。结果表明:随着制动力增大,人体的竖向加速度幅值不变,俯仰、侧倾加速度幅值都增大,但是俯仰加速度增幅远大于侧倾加速度的情况,人的舒适性变差,烦恼率增高;在紧急制动时,主频段对人体共振、心理和生理产生的影响很小,但是次主频段与人体某些器官固有频段重合,对人体共振、心理和生理产生的影响是不容忽视的。     

预计平均热感觉指数PMV计算模型的分析与改进

环境热舒适是衡量建筑物等级的重要指标。据大量实验与现场研究表明,PMV热舒适模型存在一定的偏差,有待完善、改进。现有PMV计算模型计算的各散热项、热负荷、PMV值与实际存在偏差;适用于PMV评价模型“接近热中性”环境条件、人体热负荷定义及其计算方法还存在异议。通过理论分析,本研究提出了新的“接近热中性”环境条件、新的人体热负荷定义及其计算方法,提出了新的PMV计算模型,并经对比分析发现,新的模型修正了在偏热环境下的现有PMV预测偏差。另一方面,在新的热负荷计算方法下,PMV与热负荷之间的函数关系K_M必须进行相应调整,要获得准确的K_M函数关系,必须获得较准确的人体平均皮肤温度与环境参数间的关系。     

光纤陀螺的热分析与热设计方法

光纤陀螺随温度变化产生的热噪声及热致非互易性相移误差直接影响其使用精度。为解决温度问题,分析了光纤陀螺工作的热环境,根据光纤陀螺的体积功率密度选择了自然冷却方法,包括导热、自然对流和辐射换热的单独作用或组合。通过分析光纤线圈及其他光电器件的温度特性及温度变化产生误差的机理,指出热设计的目的是控制光纤陀螺内部的温度场分布及最高温度,并对光纤陀螺的热设计方法进行研究,包括光纤线圈的热设计、光电器件的安装方式、控制电路的热设计等。由最后热仿真与测试结果可知,热设计方法合理可行。     

导电混凝土传感器的热变形与机敏性研究

论文设计了具有不同灵敏度的水泥基传感器.测试了传感器的热变形特征与机敏性规律.验证了传感器埋入混凝土进行结构变形检测的可行性.热膨胀系数测定实验发现:与传统认为的受热膨胀不同,添加了碳纳米管的传感器具有热胀-热缩特性.通过对比传感器单独加载与埋入混凝土中加载,发现了大掺量的碳纳米管传感器的压阻效应更易受到混凝土干缩应力...     

民机中央翼舱段适坠性仿真

建立了带中央翼的民机舱段的有限元模型,应用MSC.Dytran分析软件对民机中央翼舱段模型进行坠撞仿真,得到加速度响应和客舱舱体结构变形结果.结果表明,带中央翼舱段发生坠撞后,乘客的生存空间基本没有变化,撞击能量主要靠舱段下部的龙骨梁、框及蒙皮和中央翼壁板的破坏来吸收,地板导轨的峰值加速度比不带中央翼的典型舱段的峰值加速度要大许多.     

偏瘫步态分析与仿真研究进展

步行是运动的动作基础,对异常步态进行生物力学研究能够有效提高相关患者的诊疗和康复效果。根据现有文献资料,以偏瘫步态为例探讨步态分析的研究进展:从应用影像解析进行运动学定量研究,到应用肌电、测力台和逆向动力学进行动力学定量研究,再发展到运用动力学建模仿真对步行下肢肌力的定量研究,揭示人体动力学与骨骼有限元耦联建模的研究新动向,并提出异常步态动力学数据常模研究的重要性与不足。     

微波烧结陶瓷热均匀性的三维模拟研究

利用有限元软件COMSOLMultiphysics,考虑了温度和孔隙率敏感的电磁学、热力学和力学的材料性质,基于烧结的连续介质力学建立了耦合电磁-热-力的多物理场、单模微波腔内烧结陶瓷材料的三维模型,实现了整个微波烧结过程的数值模拟,并与实验数据进行了对比,验证了有限元模型的合理性。通过该模拟研究了在烧结过程中材料内的电场、温度和致密化的分布和变化。结果表明,在高介电损耗材料基座作用下,低损耗材料迅速升温,来自微波的电能转换成热量,并观察到显著的介电耦合现象。微波烧结陶瓷材料的结果显示出了加热行为对电磁场分布、材料的介电性能、热力学性能和温度分布的复杂依赖性。试样剖面的温度和温度梯度演变图显示出微波烧结过程中不规则的温度分布情况。这种不均匀性主要是由粉体材料不均匀的电特性和电场分布决定的。本文建立的COV(变异系数)误差图显示出粉体材料微波烧结过程中随温度增加而产生的热异质性。     

定常温度热弹性梁中精化理论和分解定理的等价性

根据分解定理,把自由表面热弹性梁内的应力状态分解为三部分:内应力状态、热应力状态和Papkovich-Fadle应力状态(简称P-F应力状态)。随后给出了定常温度热弹性Biot通解的一种新的简化形式。不作预先假设,从热弹性理论出发,利用热弹性通解和Lur'e算子方法构造了梁的精化理论,得出了自由表面热弹性梁的三个精确方程:四阶方程、温度方程和超越方程。最后分别证明了分解定理的三个应力状态与精化理论的三个方程一一等价。     

涡桨飞机整机振动响应预计与乘员舒适性评估

为了在设计阶段预估涡桨飞机的振动水平并分析舱内振动环境的影响,亟需建立一套全机级振动响应预计与评估技术。从人体舒适性和健康风险指标出发,建立涡桨飞机振动控制设计流程,识别关键环节及要素。研究解决振动载荷获取、振动分析模型建立、振动响应计算、舱内振动环境评估等核心问题。通过全机地面共振试验和缩比模型振动响应测试风洞试验结果,验证了整机振动分析模型和振动响应计算方法的准确性。所建立的方法、实施流程和途径可为涡桨飞机的振动控制正向设计提供参考。     

胶筒大变形仿真分析及结构尺寸参数优化

针对气密封检测工具胶筒在大变形下的接触密封问题,以31/2"气密封检测工具胶筒为研究对象,分别采用网格重构、自动稳定和准静态分析三种分析方法,模拟了工具胶筒在50MPa载荷下的接触密封情况,并设计正交试验,通过极差分析得出了胶筒的最佳结构参数组合。研究表明,对于橡胶的大变形分析,网格重构法的计算结果较准确,胶筒尺寸参数对胶筒外侧接触应力最大值的影响顺序为:外径>内径>高度,最优尺寸组合为外径72mm、内径36mm、高度120mm。研究成果对应用有限元软件求解橡胶大变形工况下的密封性能和胶筒结构设计具有重要参考价值。     

航空发动机叶片-机匣碰摩热-结构耦合仿真

针对转静子碰摩过程中的摩擦热效应现象,建立了叶片-机匣的碰摩热-结构耦合模型。采用热-结构耦合单元,对航空发动机叶片-机匣进行了碰摩热效应特性研究。考虑摩擦因数及旋转过程中的离心力作用,对瞬态-热结构耦合场进行了有限元分析,研究了结构在温度场作用下的热-结构耦合应力和温度分布。与纯机械载荷下的应力分布对比,发现了碰摩热效应在叶片与机匣上的扩散规律。研究结果表明,考虑摩擦热效应时由于热应力的作用,导致结构的总应力水平升高进而产生热变形,从而使故障进一步恶化。由此可见,碰摩热效应的影响在实际航空发动机振动分析中不能忽视。     

单壁碳纳米管在癌症激光热疗中的热分析

为了研究单壁碳纳米管(SWNTs)在癌症热疗中的应用,本文采用ANSYS软件并进行二次开发,建立了表面随机分布SWNTs的癌细胞生物组织的三维有限元模型;对该模型进行了激光作用下的热分析,并将结果与已有的多壁碳纳米管(MWNTs)相关实验进行了对比;通过数值算例研究了SWNTs的数量、形态参数、激光强度等因素对其瞬态温度场的影响。结果表明:溶液温度随MWNTs数量和时间的增加而增加,且两者的变化趋势是一致的;细胞的中心瞬时温度随SWNTs的数量、长度、半径、激光强度的增加而增加,且均表现为线性增长。     

月壤样品袋整形缠绕运动分析与仿真

月壤样品袋整形是探月工程月壤采样的重要一环。传统仿真分析是按照给定的几何参数和材料参数进行动力学建模。本文运用逆向思维,在样品袋顺利缠绕条件下,建立整形缠绕系统的运动学模型;根据样品袋顺利缠绕的运动方程和受力分析,得到顺利缠绕的卷筒驱动条件和结构运动参数范围。结果表明,导向套运行速度是影响缠绕的关键因素,且需要与卷筒角速度匹配调整。当卷筒角速度为0.6 r/min时,导向套运行速度调整为11.63 mm/min,可以使样品袋重叠点和失效范围达到最小。研究结果为样品袋整形缠绕系统设计提供了参考。     

双壳船内外壳结构耐撞性试验与仿真研究

结合船舶加筋板结构缩尺模型的耐撞性试验和有限元仿真分析,研究了双壳船舷侧内、外壳结构的碰撞损伤特性,并在此基础上对舷侧内、外壳结构的碰撞损伤性能进行了分析比较.结果表明:虽然双壳船舷侧内、外壳结构在耐碰撞能力方面的差异不是很大,但在渐进破坏过程及其总体破坏模式方面却存在一些明显的区别.而加强筋的侧向挤压变形对加筋板总体碰撞损伤性能并不会产生很明显的影响.影响船体舷侧结构耐撞性能的主要内力要素是加强筋截面内的轴力以及船壳板中面内的膜力.为了提高加筋板结构的耐碰撞能力,就要尽可能地减小结构的局部弯曲变形,较好的设计方案是增加外壳板厚度和减小加强筋尺寸.