分类: 土木建筑工程 >> 土木建筑工程设计 提交时间: 2017-11-06 合作期刊: 《土木建筑工程信息技术》
摘要: 随着我国经济的高速发展,城市可以利用的空间越来越少,这就要求更多的建筑开始向地下发展,深基 坑支护在城市建设中频繁使用,如何保证深基坑的安全性、合理性已经成为深基坑设计中的重要问题,,本文结合工程实例,利用岩土计算软件理正深基坑7.0和有限元分析软件Midas—GTS对基坑的安全性进行分析,其支护结构设计和三维有限元分析结果其分析结果可为优化设计和施工提供有益参考,为类似工程提供借鉴。
分类: 生物学 >> 生物学其他学科 提交时间: 2024-02-07 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要: 由于现代生活方式的改变与人口老龄化,近年来脊柱疾病发病率急剧升高。生物力学研究是评估脊柱相关疾病的重要内容,通过建模仿真的方法探究脊柱生物力学一直是重要的手段之一。目前,结合肌骨模型与有限元的方法成为脊柱生物力学的研究热点,因此,本研究对国内外使用肌骨模型与有限元相结合的方法探究脊柱生物力学特征的文章进行调研,系统阐述了该方法在脊柱相关疾病方面的临床应用进展,总结基于这种方法的建模方式,包括加载方法、杨氏模量、泊松比等参数设置,以及使用该方法在脊柱相关疾病上的评估应用。结果表明:基于肌骨动力学与有限元的方法,对探究人体在体运动时脊柱组织层面的应力应变、椎间盘内压力(intervertebral disc pressure,IDP)等情况,提供了一种多尺度评估方法,但该种方法目前存在模型构建时间长、研究动作单一、需要验证模型有效性不足等问题,是未来脊柱生物力学领域研究需要研究的方向。
分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等 提交时间: 2023-11-10 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要: 随着各学科交叉融合不断深化,有限元法因其高效、精确、便捷等优点被广泛用于下肢肌骨系统生物力学研究,促进了临床个体化治疗、康复辅具、智能可穿戴等领域的发展,具有广阔的应有前景。以Web of science、PubMed、CNKI数据库为数据来源,“finite element and(lower limb or lower extremity or leg)”为英文检索词, “有限元、下肢”为中文检索词检索2018—2022年以下肢为重点的有限元研究。本研究系统阐述了有限元法在骨折预测及风险评估、骨折固定方法及固定器械力学分析、关节置换术评估中的临床应用,并探究了有限元法在骨应力分析、康复辅具力学分析、下肢-织物模型力学分析中的研究及应用。结果表明:有限元法可以建立符合生物力学理论的下肢模型,模拟计算各种工况,反映人体组织内部结构的应力应变情况,推动了临床医学个体化治疗研究的深入,促进了下肢康复辅具、智能可穿戴产品向智能化发展。未来的研究应着重提高有限元计算精度,将高精度测量技术、多体动力学肌骨模型与有限元法结合、建立人体-织物有限元模型,进一步促进下肢肌骨系统生物力学研究的广度和深度。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 运用热-力耦合有限元法对SiCp/2009Al 复合材料进行了热轧模拟, 研究了复杂应力状态下的轧制成型过程、温度场、变形场及应力场分布, 得到了轧制过程中表面和中心区域的温度、应力、应变以及应变率的变化曲线, 从而可以更好地理解复合材料的热轧机理. 模拟结果表明: 在轧制入口处, 最大主应力由压应力向拉应力转变, 与出口处变化规律相反. 在轧制稳定阶段, 变形区的最大主应力则以压应力为主; 轧板表面的热传递温降效应远大于摩擦温升效应, 而轧板中心温度主要由塑性变形温升效应控制; 此外, 在轧制入口和出口处, 应变率对流动应力的贡献起主导作用; 在轧板变形区, 轧板表面的流变应力主要由应变和温度决定, 但表面黏着区是由应变率控制; 轧板中心的流动应力在变形区主要受温度影响.
分类: 动力与电气工程 >> 电气工程 提交时间: 2019-03-05 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 改变槽形结构作为一种简单易实施的方法被广泛地应用在电机的各项性能 优化中。本文探讨了一种以降低电机附加损耗为目的的转子槽形的优化设计,首先分 析了转子槽各个尺寸与附加损耗间的变化关系,并对其进行函数拟合得到对应于附加 损耗最小值的一组尺寸,再根据电机设计的其他要求对尺寸变量进行迭代调整得到最 佳的槽形参数。该研究可以为电机的优化设计提供参考思路。
分类: 核科学技术 >> 核科学与技术 提交时间: 2024-05-09
摘要: 在中性束注入器中,量热靶是非常重要的水冷部件之一,承担着接收和测量束功率的任务。除此之外,利用内置热电偶阵列的方式,可以即时的监测靶板不同位置的温升,进而获得引出离子束或中性束的功率密度分布。在HL-3装置二号中性束注入束线上,量热靶的设计采用了一种利用直线推杆机构实现升降,并采用“W”字型靶板结构实现中性束能量的吸收。此外,利用Ansys Workbench的流体计算模块对量热靶在满功率运行状态下的温度分布做了模拟计算,结果显示量热靶的设计满足二号中性束注入束线的使用要求。
提交时间: 2024-04-20
摘要: 在中性束注入器中,量热靶是非常重要的水冷部件之一,承担着接收和测量束功率的任务。除此之外,利用内置热电偶阵列的方式,可以即时的监测靶板不同位置的温升,进而获得引出离子束或中性束的功率密度分布。在HL-3装置二号中性束注入束线上,量热靶的设计采用了一种利用直线推杆机构实现升降,并采用“W”字型靶板结构实现中性束能量的吸收。此外,利用Ansys Workbench的流体计算模块对量热靶在满功率运行状态下的温度分布做了模拟计算,结果显示量热靶的设计满足二号中性束注入束线的使用要求。
分类: 动力与电气工程 >> 电气工程 提交时间: 2019-03-05 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 针对变频空调用功率因数校正(PFC)电路中的电感在运行时存在局部过 热、温升较高的情况,本文采用电磁热耦合仿真对其进行了优化设计。通过有限元分 析,搭建了 PFC 电感三维电磁热场的仿真模型,利用电磁仿真计算得出 PFC 电感的 功率损耗,并将其作为热源进行了热场模拟。通过改变绕组的匝数和磁心的尺寸,模 拟了四组不同的设计方案,分别进行了磁场 - 热耦合分析,从中给出了优化设计方案。 实际运行表明,优化后的 PFC 电感有效降低了温升和损耗,设计方法对于其他电感器 件的设计具有参考价值。
分类: 动力与电气工程 >> 电气工程 提交时间: 2019-03-05 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 针对变频空调用功率因数校正(PFC)电路中的电感在运行时存在局部过 热、温升较高的情况,本文采用电磁热耦合仿真对其进行了优化设计。通过有限元分 析,搭建了 PFC 电感三维电磁热场的仿真模型,利用电磁仿真计算得出 PFC 电感的 功率损耗,并将其作为热源进行了热场模拟。通过改变绕组的匝数和磁心的尺寸,模 拟了四组不同的设计方案,分别进行了磁场 - 热耦合分析,从中给出了优化设计方案。 实际运行表明,优化后的 PFC 电感有效降低了温升和损耗,设计方法对于其他电感器 件的设计具有参考价值。
分类: 机械工程 >> 机械工程其他学科 提交时间: 2018-06-15 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 针对变频空调用功率因数校正(PFC)电路中的电感在运行时存在局部过热、温升较高的情况,本文采用电磁热耦合仿真对其进行了优化设计。通过有限元分 析,搭建了 PFC 电感三维电磁热场的仿真模型,利用电磁仿真计算得出 PFC 电感的功率损耗,并将其作为热源进行了热场模拟。通过改变绕组的匝数和磁心的尺寸,模 拟了四组不同的设计方案,分别进行了磁场 - 热耦合分析,从中给出了优化设计方案。 实际运行表明,优化后的 PFC 电感有效降低了温升和损耗,设计方法对于其他电感器件的设计具有参考价值。
分类: 力学 >> 力学其他学科 提交时间: 2023-12-18 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要: 扩展有限元法通过在间断区域引入富集函数,在处理强弱不连续问题上较有限元法有极大的优势。本研究给出了基于扩展有限元法的双材料界面裂纹位移逼近方程及相互作用积分的数值离散方法和单元刚度矩阵的积分策略,材料界面弱不连续性用改进扩展有限元模拟,裂纹贯穿部分用强不连续的Heaviside函数模拟,裂纹尖端分别用2种不同渐近裂纹尖端富集函数模拟,用Matlab编制相应的扩展有限元程序。算例表明,数值模拟结果和参考文献的结果拟合的较好。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-19 合作期刊: 《金属学报》
摘要: 为了研究晶界的压痕行为, 采用晶体塑性理论对单晶和双晶的压痕行为进行了有限元模拟, 得到了压痕表面和晶界位置处的应力分布. 结果表明, 相邻晶粒的晶体取向对压痕深度-载荷响应以及分解切应力分布均有较显著的影响. 压载荷作用下, 晶界位置处存在应力集中, 且晶体取向差异越大, 晶界应力越大.
分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等 提交时间: 2018-03-15
摘要: 对于城市大气环境模拟问题,高保真度往往意味着庞大的计算量,几何多尺度、高雷诺数等因素致使其求解非常具有挑战性,对计算机的硬件与算法都有极高的要求。寻求稳定、可扩展的高效并行数值算法以获取时效性强且可置信的数值结果是数值模拟的关键所在。基于国产大规模计算系统平台,本文通过对大规模非线性系统进行高效求解器和预处理技术的研究,提出一种可扩展并行Newton-Krylov-Schwarz算法。非线性方程采用非精确Newton方法进行求解,在每个Newton步,Jacobian系统通过基于区域分解方法的限制加性Schwarz 预 条件子处理,然后使用以GMRES方法为代表的Krylov子空间迭代法作为线性求解器进行求解。作为应用,我们对深圳地王大厦附近约一平方公里区域进行大气流场进行计算。数值结果显示,本文的算法在扩展至万核处理器平台时仍具有非常良好的可扩展并行性能,为未来对整个城市区域进行高精度(如网格分辨率达到米级,未知数个数达十亿量级)的大气环境模拟提供了一种可参考的算法。
分类: 地球科学 >> 空间物理学 提交时间: 2016-05-13
摘要: 方箱机座是空空冷异步电动机所用焊接机座的一种典型结构形式,被广泛应用在大中型电动机产品中。在有限元分析的基础上,以中心高为450 mm的典型方箱机座为例进行了详细的分析,改进了该方箱机座的结构模式,相对于结构优化前减重10%左右。该方法也为类似结构的方箱机座结构优化设计提供了参考。
分类: 力学 >> 应用力学 提交时间: 2020-08-25
摘要: 本文利用非线性有限元分析程序 ABAQUS 研究了柱壳曲屈问题,并应用到了可乐易拉罐的曲屈分析。首先从数值模拟上验证了Virot 等学者的可乐易拉罐曲屈实验结果,然后为了获得曲屈的一些普适结果,进一步考察了柱壳的曲屈表现。对柱壳结构在不同荷载组合、不同几何参数作用下进行了细致的分析。为了讨论的直观,本文绘制了柱壳结构在受到侧压-轴压荷载作用下外力-曲屈荷载-位移三维地貌图(称为landscape)。结果表明:在侧压-轴压-扭转荷载作用下试件力-位移曲线出现了“cliff”(断崖)现象;扭转荷载的施加不利于试件整体稳定性,并造成了试件对初始缺陷的敏感性;对于受到轴压-扭转试件,本文定义承载力为零的平面为“sea level” (海平面) 来区分试件破坏模式;通过对不同边界条件的试件进行分析,发现试件两端固接可以有效地整加结构的承载能力,提高稳定性。对柱壳结构内部充气可以大幅度提升结构的承载能力和稳定性,减小对初始缺陷的敏感度。
分类: 土木建筑工程 >> 土木建筑工程设计 提交时间: 2017-12-05 合作期刊: 《土木建筑工程信息技术》
摘要: 传统的二维设计方式与施工管理办法已经无法满足日益复杂的基坑工程的需求,BIM技术的出现为解决这些问题提供了技术支持,并可以结合有限元分析验证基坑支护结构的安全性。基于基坑工程实例,引入BIM技术,运用CATIA软件建立BIM基坑支护模型,结合Naviswork、软件进行基坑工程施工模拟。综合分析了CATIA 与有限元结合的几种方式,运用有限元分析软件ABAQUS验证了基坑支护结构的稳定性。实际工程应用表明,BIM技术与有限元分析相结合,在实际基坑工程中具有广泛的应用价值。
分类: 材料科学 >> 材料科学(综合) 提交时间: 2023-03-31 合作期刊: 《材料研究学报》
摘要: 采用ANSYS有限元法建立三维模型,研究了基体热膨胀系数和弹性模量对复合材料界面径向、轴向和周向残余应力大小和分布的影响。结果表明,界面残余应力的改变量均与基体热膨胀系数的改变量成正比,且随着基体热膨胀系数的减小界面周向残余应力沿着纤维周向分布的不均匀性减弱;界面残余应力变化的总趋势是随着基体弹性模量的增大而增大,但是增加的幅度不断减小。
分类: 力学 >> 应用力学 提交时间: 2022-12-21 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要: 数值技术与智能算法的飞速发展为结构内部缺陷的识别提供了新途径。本研究建立了扩展有限元法(XFEM)与误差反向传播多层前馈(BP)神经网络相结合的裂纹反演分析模型。模型通过XFEM正向分析获得的测点位移数据训练BP神经网络,在此基础上利用该网络进行裂纹反向识别。通过2个典型算例验证了模型的可行性和精度,结果表明本研究的方法能够准确反演裂纹的几何信息,与此同时还探讨了测点布置方式及输入数据噪声等因素对识别精度的影响。
分类: 动力与电气工程 >> 电气工程 提交时间: 2019-03-05 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 由于电机的运行状态与特性与其电、磁、热等物理场直接相关,因此对电 机进行多物理场耦合分析至关重要。本文利用三维有限元法对分数槽永磁电机在运行 时的磁场分布进行分析计算,并由磁场分析结果计算出各部分损耗情况,将各部分损 耗作为电机运行时的热源,对电机的温度场进行仿真分析,得到电机的温度分布情况。 并在此基础上,对一台样机进行实验分析,实验结果与仿真结果一致。从而验证了对 该电机的多物理场耦合分析方法的有效性,为后续的电机结构优化奠定了理论基础。
分类: 动力与电气工程 >> 电气工程 提交时间: 2019-03-05 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 高压直流电缆中,主绝缘与屏蔽层的界面形貌,引起界面附近主绝缘内电场的畸变,是造成电缆绝缘故障的原因之一。这种界面形貌形成的机理与屏蔽层中掺杂的炭黑颗粒有关,在生产过程中,这些颗粒进入主绝缘内,形成局部凸起,引发电场集中。本文从该机理出发,基于随机过程建立界面形貌的几何模型,有限元仿真计算界面附近的电场分布,从统计的意义上,研究该界面形貌对电场畸变的影响。结果表明,为降低界面形貌引起的电场畸变,最有效的方法之一是增大屏蔽层中掺杂炭黑颗粒的粒径和减小这些颗粒进入主绝缘的深度。若屏蔽层中有不可去除的小粒径颗粒,则可以掺杂大颗粒炭黑从概率上减小电场畸变。