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Three-dimensional Simulation of Reverberation Chamber Using Finite-element Time-domain Method 被引量：1
1
作者 DU Lei WANG Song +2 位作者 CUI Yaozhong WANG Qingguo PAN Yun 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期2889-2893,共5页
关键词 三维模拟 时域法 有限元 混响室 几何建模 标准偏差 雷达散射截面 低频响应
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时频电磁法三维自适应有限元正演及含油储层灵敏度分析研究
2
作者 李宗杰 蔡盼盼 +3 位作者 李清坤 秦策 高文龙 王绪本 《石油地球物理勘探》 北大核心 2025年第3期806-816,共11页
时频电磁法在油气勘探领域应用非常广泛。三维正演模拟能够获得地下三维电性结构的电磁响应,是电磁数据定性解释和电磁勘探观测系统设计的重要工具,也是三维反演的基础。利用时频电磁三维自适应有限元正演模拟算法,求解电场需满足的二... 时频电磁法在油气勘探领域应用非常广泛。三维正演模拟能够获得地下三维电性结构的电磁响应,是电磁数据定性解释和电磁勘探观测系统设计的重要工具,也是三维反演的基础。利用时频电磁三维自适应有限元正演模拟算法,求解电场需满足的二阶偏微分方程,并基于电磁场连续性条件估计后验误差,据此指导网格自适应加密,实现电磁响应的高效、精确模拟。相比传统正演方法,该方法能够在保证计算精度的前提下,有效减少计算量。通过数值算例验证算法的计算精度和效率,然后对油气模型进行模拟,分析时频电磁响应对储层的灵敏度。该研究为利用时频电磁法进行油气勘探提供了重要的参考。 展开更多
关键词 时频电磁法 三维正演 自适应有限元 油气勘探 电磁响应
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引江济淮二期工程泵站深基坑开挖与支护的三维数值模拟分析
3
作者 孙勇 郭鹏斐 +2 位作者 赵卫全 路威 崔飞 《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 北大核心 2025年第3期205-215,共11页
引调水泵站基坑开挖需在满足自身结构安全稳定的要求上,在有限空间内将对邻近建筑物的影响控制在安全可控范围内,因此选择合理的支护方案对于降低工程造价及减小不均匀沉降尤为重要。基于引江济淮二期工程一泵站深基坑的场地特征和水文... 引调水泵站基坑开挖需在满足自身结构安全稳定的要求上,在有限空间内将对邻近建筑物的影响控制在安全可控范围内,因此选择合理的支护方案对于降低工程造价及减小不均匀沉降尤为重要。基于引江济淮二期工程一泵站深基坑的场地特征和水文地质条件,采用Midas GTS软件建立了基坑开挖支护三维数值分析模型,研究了采用旋喷锚索和支护桩作为围护结构进行分层开挖时,基坑支护结构的变形和受力情况,以及开挖水位变化对周边建筑物的影响。结果表明:该支护体系受力合理,变形控制效果较好,开挖完成后基坑坡顶与支护桩位移均在安全范围内;整个开挖过程中基坑周边既有建筑物最大沉降为11.6 mm,出现开裂的风险较小;开挖过程中采用600 mm厚混凝土墙可有效起到止水效果,基坑开挖后水位波动小于当地浅水层季节性水位变幅,且不会出现渗透破坏问题。三维有限元计算可以反映开挖、降水、支护等步序对基坑工程的综合影响,研究结果可为类似基坑开挖支护设计提供参考。 展开更多
关键词 泵站深基坑 混凝土防渗墙 三维有限元计算 开挖与支护 周边建筑物效应分析
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空沟-波阻板联合隔振体系的三维数值分析
4
作者 任康乐 曹小林 +1 位作者 刘佳 马强 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第3期256-261,共6页
为了弥补空沟隔振和波阻板隔振的缺陷,提出新型的空沟-波阻板联合隔振体系。结合完美匹配层吸收边界,利用COMSOL建立简谐荷载作用下在弹性半空间中设置空沟-波阻板隔振屏障的有限元模型,对空沟-波阻板联合隔振体系的隔振性能进行三维数... 为了弥补空沟隔振和波阻板隔振的缺陷,提出新型的空沟-波阻板联合隔振体系。结合完美匹配层吸收边界,利用COMSOL建立简谐荷载作用下在弹性半空间中设置空沟-波阻板隔振屏障的有限元模型,对空沟-波阻板联合隔振体系的隔振性能进行三维数值分析。通过数值算例分析空沟-波阻板联合隔振屏障的物性参数(地基与波阻板的模量比)、几何参数(空沟深度、波阻板深度、屏障长度和距振源的距离)以及载荷参数(振动波频率)等对其隔振性能的影响规律。结果表明:空沟-波阻板联合隔振屏障较单一的空沟屏障或波阻板屏障具有更优越的可设计性和隔振性能;空沟深度达到0.3 L_R时,隔振效果较好;波阻板深度、屏障宽度越大,隔振效果越好;当联合屏障的长度达到2.5 L_R时隔振效果较好;空沟-波阻板联合屏障更适用于近场主动隔振。 展开更多
关键词 振动与波 空沟-波阻板联合屏障 三维分析 有限单元法 隔振效果 主动隔振
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轨道交通涡流制动器三维电磁模型与性能分析
5
作者 吕刚 韩天宇 《北京交通大学学报》 北大核心 2025年第4期52-62,共11页
针对计算轨道交通涡流制动器(EddyCurrentBrake,ECB)制动力的问题,提出一种三维电磁模型,并对其制动性能受不同参数的影响进行分析.首先,采用等效磁路法和麦克斯韦方程组推导出静态气隙磁密的表达式.分析横向边缘效应对制动力的影响,推... 针对计算轨道交通涡流制动器(EddyCurrentBrake,ECB)制动力的问题,提出一种三维电磁模型,并对其制动性能受不同参数的影响进行分析.首先,采用等效磁路法和麦克斯韦方程组推导出静态气隙磁密的表达式.分析横向边缘效应对制动力的影响,推导出导体板电导率修正系数的表达式.建立等效涡流密度模型,推导出气隙磁密和涡流密度的表达式.然后,分析纵向边端效应对制动力的影响,推导出附加气隙磁密的表达式,并结合涡流密度与气隙磁密之间的关系推导出制动力的表达式.最后,根据上海TR-08型高速磁浮列车ECB的设计参数搭建三维有限元模型来验证三维电磁模型的准确性,应用三维电磁模型分析不同参数对制动性能的影响.研究结果表明:三维电磁模型与三维有限元模型计算结果的最大误差为5.18%,平均误差为2.35%,验证了三维电磁模型的准确性;制动力随速度增加而先增大后减小,其变化曲线具备线性、临界、衰减和平缓4种特征,附加制动力随速度增加而增大;适当加宽导体板能有效削弱横向边缘效应的影响;制动力随励磁绕组安匝和初级铁芯宽度增加而增大,随导体板的电导率和磁导率及初级极距的增加而先增大后减小;制动力随气隙厚度增加而减小,峰值制动力对应的速度将增大;导体板厚度减小,制动力增长变缓慢;无论是增加气隙厚度,还是减小导体板厚度,均能使制动性能更平稳. 展开更多
关键词 涡流制动器 三维电磁模型 有限元法 制动性能
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乳牙缺失数字化丝圈间隙保持器的三维有限元分析
6
作者 马丽娟 腾雍辉 +4 位作者 王勇 赵一姣 张馨月 秦庆钊 尹东 《北京大学学报(医学版)》 北大核心 2025年第2期376-383,共8页
目的:建立下颌骨及乳牙缺失数字化丝圈间隙保持器的三维有限元模型,以探讨下颌第二乳磨牙缺失患者佩戴丝圈间隙保持器时的应力、变形及剪切力情况。方法:通过对患儿进行锥形束CT(cone beam computed tomography,CBCT)扫描,使用Mimics 2... 目的:建立下颌骨及乳牙缺失数字化丝圈间隙保持器的三维有限元模型,以探讨下颌第二乳磨牙缺失患者佩戴丝圈间隙保持器时的应力、变形及剪切力情况。方法:通过对患儿进行锥形束CT(cone beam computed tomography,CBCT)扫描,使用Mimics 21.0软件建立下颌第二乳磨牙缺失的数字模型。利用儿童丝圈间隙保持器设计软件构建冠部固位与丝圈结构一体化的全冠及带环丝圈间隙保持器的数字模型,并分别采用钴铬合金、聚醚醚酮(polyether ether ketone,PEEK)及钛合金三种材料进行构建。在ANSYS Work Beach 2023 R2软件中,对模型46和84的咬合面施加垂直和沿牙体长轴倾斜45°的70 N载荷,以及丝圈上表面10 N载荷,模拟患儿佩戴丝圈间隙保持器时的正中咬合与侧方咬合,分析丝圈间隙保持器及基牙的受力情况。结果:在不同的加载条件下,带环丝圈间隙保持器的最大主应力明显低于全冠丝圈间隙保持器。应力云图显示,最大主应力峰值出现在丝圈末端与冠部结构连接处,表明这一部位更容易发生断裂;使用PEEK材料制作的带环丝圈间隙保持器内部组织面的最大剪切应力最小;46和84牙齿的等效应力(Von Mises应力)最小,分别为23.18 MPa和36.35 MPa,且最大等效应力分别位于46牙齿近中、84牙齿远中靠近牙根部与丝圈间隙保持器接触的区域。结论:在第二乳磨牙缺失的情况下,佩戴数字化带环丝圈间隙保持器能够有效分散应力,且PEEK材料的带环丝圈间隙保持器在一定程度上降低了基牙的受力,其在临床应用中显示出一定的优越性。 展开更多
关键词 乳牙 牙缺失 正畸保持器 计算机辅助设计 三维有限元分析 生物力学
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基于d_(33)模式的压电式多维力传感器性能研究
7
作者 李芬 侯晓娟 +2 位作者 张欣 富肖严 何剑 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第5期32-39,共8页
随着现代制造业、机器人技术、精密测量等领域飞速发展,多维力传感器对精准测量多方向力的需求日益凸显。针对提高机械臂和复杂机械系统中力控制与反馈精确性问题,开展关于压电式多维力传感器的研究。基于压电陶瓷的d_(33)模式设计一种... 随着现代制造业、机器人技术、精密测量等领域飞速发展,多维力传感器对精准测量多方向力的需求日益凸显。针对提高机械臂和复杂机械系统中力控制与反馈精确性问题,开展关于压电式多维力传感器的研究。基于压电陶瓷的d_(33)模式设计一种可精确测量X、Y、Z这3个方向力的压电式多维力传感器。传感器采用立方体结构,压电片分别与X、Y、Z轴垂直放置,实现多维力独立测量及自解耦。在COMSOL Multiphysics中对其参数和网格进行设置,模拟分析在不同方向施加载荷时整体结构的应力分布和变形,并结合微机控制电子万能试验机、传感器和信号采集设备,建立传感器三维测量系统,实现三维力的测量与分析。研究表明,各加载方向的力可通过合理设计传递路径准确作用于目标压电片,且可测试0~500 N法向力(Z方向)及0~200 N剪切力(X、Y方向)。所设计传感器具有较好动态响应能力、良好灵敏度、高精方向性及较稳定重复性,其中Z方向灵敏度0.080 V/N,X方向灵敏度0.110 V/N,Y方向灵敏度0.113 V/N,且各方向串扰均<0.2%。本研究在多维力测量领域具有广阔应用前景,为多维力传感器设计与优化提供重要实验数据和理论支持。 展开更多
关键词 d_(33)模式 多维力传感器 压电陶瓷 有限元分析
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多层多向层联机织复合材料力学性能试验及刚度预报
8
作者 郭瑞卿 张一帆 +2 位作者 尹亮 陈利 李桂洋 《航空制造技术》 北大核心 2025年第6期96-103,共8页
三维机织复合材料因结构整体性能好、层间性能优、制备成本低等突出优点,被广泛应用于航空航天、国防等重要领域。本文以一种新型三维机织结构(多层多向层联机织结构)为研究对象,开展了其复合材料在0°和90°两个方向上的拉伸... 三维机织复合材料因结构整体性能好、层间性能优、制备成本低等突出优点,被广泛应用于航空航天、国防等重要领域。本文以一种新型三维机织结构(多层多向层联机织结构)为研究对象,开展了其复合材料在0°和90°两个方向上的拉伸及面内剪切试验,通过建立几何单胞模型,选择合理的边界条件,对该材料进行了刚度预报,并与试验结果进行对比。结果表明,0°方向拉伸弹性模量的模拟值与试验值相差1.73 GPa,90°方向拉伸弹性模量的模拟值与试验值相差1.76 GPa,两个方向的最大误差均不超过5%;面内剪切模量的模拟值与试验值相差1.47 GPa,泊松比相差0.01,基本一致;表明采用有限元法预报的弹性模量与实际的试验值吻合较好。 展开更多
关键词 多层多向 三维机织复合材料 拉伸性能 面内剪切性能 有限元模拟
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无限长圆筒局部受压的三维解析解及数值验证
9
作者 李云欣 袁洪魏 +4 位作者 唐维 董天宝 颜熹琳 赵龙 文乾乾 《应用力学学报》 北大核心 2025年第3期552-558,共7页
基于圆筒轴对称问题的简化及修正贝塞尔函数的良好性质,构造了含待定函数的位移调和函数。应用所构造的位移调和函数,推导出无限长圆筒在圆筒内壁受局部均布压力下含待定函数的应力表达式,将含待定函数的应力表达式代入对应的边界条件,... 基于圆筒轴对称问题的简化及修正贝塞尔函数的良好性质,构造了含待定函数的位移调和函数。应用所构造的位移调和函数,推导出无限长圆筒在圆筒内壁受局部均布压力下含待定函数的应力表达式,将含待定函数的应力表达式代入对应的边界条件,再采用傅里叶逆变换,求解得到位移调和函数中的待定函数,最终得到满足边界条件的三维应力解析解。采用ANSYS有限元软件,建立了参数化的轴对称应力分析仿真模型,模拟仿真了典型情况应力分布特征。通过理论分析与数值模拟相结合的方法,分析了几何尺寸的变化对三轴应力状态的影响规律,并将理论计算与数值模拟相比较,得到了良好的结果,说明本研究建立的三维解析解及有限元模拟基本准确可靠。 展开更多
关键词 局部受压 无限长圆筒 位移调和函数 三维解析解 有限元模拟
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聚能射流动态侵彻威力预测模型
10
作者 王艺臻 尹建平 +2 位作者 张雪朋 伊建亚 李旭东 《兵工学报》 北大核心 2025年第6期283-290,共8页
为研究受横向扰动下聚能射流侵彻威力的变化规律,建立聚能射流动态侵彻的有限元模型,分析由静态向动态条件的射流侵彻过程的演化过程。基于虚拟原点理论和量纲分析方法,引入虚拟源在量纲分析模型中对射流进行表征。建立考虑横向扰动、... 为研究受横向扰动下聚能射流侵彻威力的变化规律,建立聚能射流动态侵彻的有限元模型,分析由静态向动态条件的射流侵彻过程的演化过程。基于虚拟原点理论和量纲分析方法,引入虚拟源在量纲分析模型中对射流进行表征。建立考虑横向扰动、射流和靶板强度的射流动态侵彻深度的工程化预测模型。设计并开展基于火箭滑车的射流动态侵彻试验,对数值模拟及预测模型进行验证。研究结果表明,射流动态侵彻深度随靶板横向扰动的增加呈指数型下降;数值模拟、预测模型及试验结果之间吻合较好,预测模型和数值模拟均具备一定的准确性和有效性,新建立的预测模型能够描述横向扰动对聚能射流侵彻威力的影响,为评价成型装药动态毁伤威力提供依据和参考。 展开更多
关键词 聚能射流 虚拟原点 量纲分析 动态试验 有限元模拟
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渗碳热处理18CrNiMo7-6合金钢平面磨削仿真与试验研究
11
作者 陆亚洲 彭振龙 +2 位作者 黎克楠 张云龙 张建伟 《机床与液压》 北大核心 2025年第5期95-100,共6页
为了深入研究渗碳热处理18CrNiMo7-6合金钢平面磨削过程中各物理量之间的关系,采用量纲分析和有限元相结合的方法,建立了渗碳合金钢平面磨削仿真有限元模型,借助该模型分析不同磨削深度、砂轮速度以及工件速度对磨削力、磨削温度以及残... 为了深入研究渗碳热处理18CrNiMo7-6合金钢平面磨削过程中各物理量之间的关系,采用量纲分析和有限元相结合的方法,建立了渗碳合金钢平面磨削仿真有限元模型,借助该模型分析不同磨削深度、砂轮速度以及工件速度对磨削力、磨削温度以及残余应力的影响。基于仿真结果,进一步建立平面磨削力和残余应力预测模型。随后,通过渗碳合金钢平面磨削试验对预测模型进行验证。结果表明:磨削力与残余应力模型预测值与试验值最大相对误差分别为11.6%和10.5%,表明所建立的数学模型能够有效预测渗碳热处理合金钢平面磨削力和残余应力。 展开更多
关键词 平面磨削 有限元仿真 量纲分析 18CrNiMo7-6合金钢
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新型高速定子爪极式永磁电机的三维等效磁网络模型 被引量：1
12
作者 褚帅君 梁得亮 +1 位作者 贾少锋 梁阳 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第3期1-11,共11页
为了解决高速电机绕组端部长度冗长、绕组利用率不高的问题,提出一种新型高速定子爪极式永磁电机。该电机的定子拓扑结构由全局环形集中绕组和爪极单元模块构成;此外,通过利用粉末冶金技术制作的定子铁心可以显著降低加工难度和成本。... 为了解决高速电机绕组端部长度冗长、绕组利用率不高的问题,提出一种新型高速定子爪极式永磁电机。该电机的定子拓扑结构由全局环形集中绕组和爪极单元模块构成;此外,通过利用粉末冶金技术制作的定子铁心可以显著降低加工难度和成本。针对电机结构的独特性和三维磁场分布的复杂性,首先分析电机的结构特点及其工作原理;其次,通过分析电机定子和转子在不同位置时的磁场分布,依次构建定子和转子的等效磁路模型、气隙磁导等效模型以及完整的三维等效磁网络模型;最后,分别利用该模型和三维有限元方法对电机的气隙磁通密度分布、磁链、电动势和转矩等电磁性能进行对比分析。为了验证计算结果的准确性,设计并制造试验样机,搭建测试平台对电机进行相关试验验证。 展开更多
关键词 高速永磁电机 定子爪极 环形集中绕组 三维等效磁网络模型 有限元模型 电磁性能
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基于单颗磨粒仿真的18CrNiMo7-6合金钢平面磨削力研究
13
作者 陆亚洲 彭振龙 +2 位作者 黎克楠 张云龙 张建伟 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第3期73-77,共5页
针对平面磨削力建模存在的磨粒形状复杂、数量多等难题,采用量纲分析和有限元的方法,建立球形、正四面体、正八面体和正十二面体四种单颗粒磨削仿真模型,以研究不同磨削用量和磨粒形状对磨削力的影响规律。在仿真结果的基础上,建立了平... 针对平面磨削力建模存在的磨粒形状复杂、数量多等难题,采用量纲分析和有限元的方法,建立球形、正四面体、正八面体和正十二面体四种单颗粒磨削仿真模型,以研究不同磨削用量和磨粒形状对磨削力的影响规律。在仿真结果的基础上,建立了平面磨削力预测模型,并通过18CrNiMo7-6合金钢平面磨削试验对预测模型进行验证。结果表明:法向和切向磨削力与切削深度正相关,法向和切向磨削力的试验值与模型预测值的相对误差均在9.75%以内。模型能够有效地预测平面磨削过程中的法向力和切向力。 展开更多
关键词 有限元仿真 磨削力 量纲分析 单颗磨粒 18CrNiMo7-6合金钢
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基于2.5D FEM-MFS的高铁盾构隧道车致振动传播机制及环境响应研究
14
作者 徐晨 肖明清 +3 位作者 薛光桥 何应道 徐巍 王春晖 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第7期1260-1271,共12页
为在城市密集区的高铁选线及环境振动评价提供理论依据,明确高铁盾构隧道车致振动对沿线环境的振动影响特征与规律,采用基于2.5D有限元-基本解方法(2.5D FEM-MFS)的车致环境振动预测模型,以设计车速为350 km/h、外径为13.8 m的高铁盾构... 为在城市密集区的高铁选线及环境振动评价提供理论依据,明确高铁盾构隧道车致振动对沿线环境的振动影响特征与规律,采用基于2.5D有限元-基本解方法(2.5D FEM-MFS)的车致环境振动预测模型,以设计车速为350 km/h、外径为13.8 m的高铁盾构隧道为研究对象,通过轮轨耦合动力学与波数域场耦合分析,揭示典型工况高铁盾构隧道车致振动振源及传播规律。研究结果表明:1)高铁盾构隧道振动呈现显著的频段分化特征,30 Hz以下低频振动以围岩剪切波形式传播(波速为734 m/s),30~70 Hz频段为管片-围岩协同振动,80 Hz以上高频振动由管片弯曲波主导(波速为1 066 m/s或2 000 m/s);2)隧道内Z振级从轨道板处80.9 d B衰减至拱顶47.6 d B,隧道拱顶两侧因高阶振型出现55 d B局部放大;3)地表振动呈现非单调空间衰减特性,存在局部振动放大现象,最大Z振级46.7 d B出现在距隧道中线32 m处,满足Ⅰ类振动功能区限值要求,最大速度为1.73μm/s,满足VC-E级精密仪器容许标准;4)与典型地铁环境振动工况相比,高铁盾构隧道内具有Z振级较低、地表环境振动高频分频振级较低,但随距离衰减缓慢的特征。 展开更多
关键词 高铁地下线 盾构隧道 环境振动 2.5D有限元-基本解方法
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刚性接触网-受电弓系统快速仿真方法
15
作者 陈龙 刘志刚 +3 位作者 段甫川 胡泽尧 徐钊 陈可 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第2期434-444,共11页
针对当前刚性接触网-受电弓系统有限元模型仿真速度慢、计算时间成本高的问题,对采用三维接触算法的弓网仿真方法与流程进行改进.首先,采用中心差分思想,将求解弓网接触副相对运动速度时需迭代计算的方程转换为可直接计算的显式方程;然... 针对当前刚性接触网-受电弓系统有限元模型仿真速度慢、计算时间成本高的问题,对采用三维接触算法的弓网仿真方法与流程进行改进.首先,采用中心差分思想,将求解弓网接触副相对运动速度时需迭代计算的方程转换为可直接计算的显式方程;然后,将刚性接触网在静平衡处进行线性化处理,以避免刚度矩阵组装耗时,并加快刚性网内力计算;其次,对弓网接触状态进行惰性判断以减少计算量;最后,对本文所提快速仿真方法在不同情况下的计算效率与精度进行分析.研究结果表明:在30跨8 m跨距的刚性接触网-受电弓仿真算例中,快速仿真方法相比标准仿真方法节省97.67%的仿真时间,且接触力结果最大偏差仅为0.48%;随着模型规模的增大,其节省的时间迅速增加,计算效率优势愈发显著,同时接触力结果偏差均小于1.00%;随着运行速度的提高,所节省的时间占比基本不变,接触力结果偏差略有增大趋势,在230 km/h以下的速度工况中,接触力标准差偏差均小于1.00%. 展开更多
关键词 刚性接触网 有限元方法 计算效率 绝对节点坐标法 三维接触
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3种不同材料和嵌体洞型修复下颌第二磨牙应力分布的三维有限元分析
16
作者 于丁一 司红羚 +1 位作者 赵雯静 刘玲 《实用口腔医学杂志》 北大核心 2025年第4期456-460,共5页
目的:观察根管治疗后下颌第二磨牙远中缺损伴牙槽骨吸收时,不同材料及洞型修复后,是否会增加远中根根折风险。方法:使用Micro-CT、Mimics 21.0、geomagic、ANSYS 17.0建立下颌第二磨牙远中牙槽骨吸收的三维有限元模型,在此模型上构建3... 目的:观察根管治疗后下颌第二磨牙远中缺损伴牙槽骨吸收时,不同材料及洞型修复后,是否会增加远中根根折风险。方法:使用Micro-CT、Mimics 21.0、geomagic、ANSYS 17.0建立下颌第二磨牙远中牙槽骨吸收的三维有限元模型,在此模型上构建3种嵌体和高嵌体洞型,分别使用3种不同修复材料(优韧瓷Lava Ultimate、二硅酸锂玻璃瓷e.max CAD和氧化钇稳定氧化锆3Y-TZP陶瓷e.max Zir CAD),并90°和45°加载,组合分析应力分布。结果:3种洞型中,[牙合]面覆盖的高嵌体远中根面最大等效应力最小;3种材料中,使用优韧瓷,远中根面最大等效应力最大,应力均集中于牙根上半段。结论:下颌第二磨牙远中缺损位于CEJ以下并伴牙槽骨吸收时,牙尖覆盖的高嵌体洞型和纳米复合树脂陶瓷可减轻远中根尖区的根折风险。 展开更多
关键词 下颌第二磨牙 嵌体 三维有限元 应力分析
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一致黏弹性人工边界的二维场地出平面地震响应的等效线性化计算方法
17
作者 陈三红 张郁山 《地球物理学报》 北大核心 2025年第6期2162-2172,共11页
针对二维场地出平面非线性地震响应问题,本研究提出了一种处理半无限域非线性地震波散射问题的一致黏弹性人工边界处理方法,解决了现有二维非线性计算方法在外域自由场计算与内域有限元计算之间存在的模型参数与计算精度不协调的问题.... 针对二维场地出平面非线性地震响应问题,本研究提出了一种处理半无限域非线性地震波散射问题的一致黏弹性人工边界处理方法,解决了现有二维非线性计算方法在外域自由场计算与内域有限元计算之间存在的模型参数与计算精度不协调的问题.基于此方法,开发了二维场地出平面地震响应数值计算程序,利用圆弧形凹陷地形在SH波入射下瞬态动力响应的解析解以及一维场地等效线性化地震反应计算结果对该方法的计算精度进行验证,并深入分析了非均匀土层结构的二维非线性场地地震反应.研究结果表明,本文提出的方法在处理场地横向不均性方面具有较高计算精度,并且由于基于等效线性化原理,本文方法更易于在工程实践中应用. 展开更多
关键词 二维场地 黏弹性边界 出平面波 等效线性 动力有限元
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基于纳米压痕的IP防腐涂层本构模型反演分析
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作者 吕源 易聪 +5 位作者 周留成 王凌峰 潘熙祥 王一凡 王岩 陈军吉 《表面技术》 北大核心 2025年第11期203-210,共8页
目的 得到IP防腐涂层的本构模型。方法 通过连续刚度法对涂层表面进行纳米压痕试验,得到硬度和弹性模量,输出载荷-位移曲线。利用量纲分析法的Π定理,建立各本构参数之间的无量纲函数,确定涂层的本构模型,最后将本构模型代入有限元模型... 目的 得到IP防腐涂层的本构模型。方法 通过连续刚度法对涂层表面进行纳米压痕试验,得到硬度和弹性模量,输出载荷-位移曲线。利用量纲分析法的Π定理,建立各本构参数之间的无量纲函数,确定涂层的本构模型,最后将本构模型代入有限元模型,模拟纳米压痕试验,对比仿真与试验的载荷-位移曲线,验证本构模型的准确性。结果 涂层的硬度为5.49 GPa,弹性模量为69.31 GPa。有限元仿真时,若特征应变偏小,在加载阶段,曲线随硬化指数减小而下移;在卸载阶段,曲线随硬化指数的增大而左移。特征应变偏大时,载荷-位移曲线表现则相反。经对比试验与有限元仿真得到的载荷-位移曲线,二者较为一致。结论涂层具有较高的表面硬度,表面抗变形能力较好。特征应变偏小时,载荷-位移曲线变化是因为硬化指数变大,加载阶段塑性功增加,总功也增加;特征应变偏大时的相反趋势是因为计算的屈服强度大幅度下降和特征应力点后移导致的塑性功增加。获得的涂层本构模型具有较高的精度且该方法具有可靠性。 展开更多
关键词 IP防腐涂层 纳米压痕 量纲分析 本构模型 有限元仿真
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不同情况下Bite Turbos对上颌中切牙作用的三维有限元分析
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作者 王玉琛 林新平 +2 位作者 邹明媛 弓国梁 余飞 《口腔医学研究》 北大核心 2025年第4期320-326,共7页
目的:通过分析不同情况下咬合垫(Bite Turbos)在打开前牙咬合时上颌中切牙的移动变化来探究影响上颌中切牙唇倾度的相关因素。方法:利用Minics、Geomagic Wrap 2017、SolidWork等软件进行模型的制作,用Workbench对模型设置运行条件,计... 目的:通过分析不同情况下咬合垫(Bite Turbos)在打开前牙咬合时上颌中切牙的移动变化来探究影响上颌中切牙唇倾度的相关因素。方法:利用Minics、Geomagic Wrap 2017、SolidWork等软件进行模型的制作,用Workbench对模型设置运行条件,计算出上颌中切牙的位移距离及方向。结果:作用位点Bite Turbos咬合面后1/3各组模型上中切牙均表现为舌倾改变,Turbos咬合面前1/3各组上中切牙均为唇倾改变;较标准唇倾度中切牙组,唇倾组中模型D1、E1、F1上中切牙更多舌倾变化,其余6组更多唇倾变化,舌倾组中G3、H3、I3表现为更少唇倾变化,其余6组多数表现更多舌倾;Turbos咬合面唇向倾斜,较水平组而言,各组模型上中切牙均表现更舌倾,而咬合面舌向倾斜所有模型表现均更唇倾;垂直向各组模型上中切牙整体表现为压低,除H1上中切牙切缘少量伸长(0.002 mm)外,其余各组切缘及根尖均压低表现。结论:Bite Turbos打开咬合时,上颌中切牙唇倾度的变化与其自身的唇倾度、Bite Turbos咬合面倾斜度及其咬合接触点密切相关。咬合力的作用力线及阻抗中心位置的关系影响上颌中切牙的唇倾度变化。 展开更多
关键词 三维有限元 Bite Turbos 生物力学机制 深覆[牙合] 上颌中切牙唇倾度
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大尺寸直拉硅单晶生长的多物理场建模与优化
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作者 林海鑫 高德东 +3 位作者 王珊 张振忠 安燕 张文永 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第1期17-33,共17页
随着光伏和半导体行业的快速发展,制备更大直径(12英寸及以上,1英寸=2.54 cm)的硅单晶成为趋势,直拉法作为硅单晶最主要的制备方法备受重视。然而在制备大直径和高质量的直拉硅单晶的过程中,随着晶体直径和坩埚尺寸的增加,熔体体积显著... 随着光伏和半导体行业的快速发展,制备更大直径(12英寸及以上,1英寸=2.54 cm)的硅单晶成为趋势,直拉法作为硅单晶最主要的制备方法备受重视。然而在制备大直径和高质量的直拉硅单晶的过程中,随着晶体直径和坩埚尺寸的增加,熔体体积显著增加,热场、流场及应力场的复杂性显著提升,涡流、热浮力和科里奥利力的相互作用会造成熔体流动的强烈湍流和速度、温度波动,出现诸如固液界面温度分布不均,熔体内热对流复杂等问题,从而影响硅单晶中的缺陷分布。因此,如何实现对工艺参数的控制,以获得理想的大直径硅晶体具有重要的研究意义。本文针对实际生产的滞后性和成本问题,建立了可以实时预测、动态控制和优化工艺参数的40英寸热场制备18英寸硅单晶棒的二维轴对称全局数值模拟模型,考虑了坩埚深度及热传导路径的延长,在主加热器的基础上,增加底部加热器,采用有限元法逐一分析晶体转速、坩埚转速、气体压强的变化对单晶硅热场和硅晶体生长的影响,包括固液界面形状、温度梯度、V/G值、氧浓度及缺陷分布等。通过多次仿真实验,获得了一组较为合适的工艺参数组合:晶体转速15 r/min、坩埚转速5 r/min、炉内气压1200 Pa,可使固液界面温度梯度较小,且温度分布更加均匀,有效避免了过度湍流化。进一步采用制备18英寸硅单晶棒的验证实验及性能检测发现,采用仿真所得最优工艺参数组合生产的硅单晶棒能将成晶率提升至87.44%。这组针对18英寸硅单晶棒的最佳工艺参数组合(包括晶体转速、坩埚转速及炉内气压等)经过精细优化,主要基于大尺寸(12英寸及以上)直拉硅单晶生长过程中热场和流场的复杂性,对大尺寸硅单晶具有较好的适应性,但在更小尺寸(如4、6或8英寸)的硅单晶生长中,由于热传递和气流扰动的不同,最佳工艺参数组合可以作为参考,但还需要进行具体条件下的验证和调整。本研究建立的数字化模型能够准确预测并优化大尺寸直拉硅单晶的生长过程,提质降本,具有实际应用前景。 展开更多
关键词 硅单晶 直拉法 二维轴对称 有限元法 工艺参数 数值模拟 数字化模型
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