球铰设计参数对超大吨位转体球铰力学性能影响

1

作者 桂水荣 杨勋春 +2 位作者 王小庆 祝平华 史西锋 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期1-9,共9页

研究球铰设计参数对超大吨位转体球铰力学性能的影响,以优化其结构与性能。应用ABAQUS有限元分析软件建立球铰精细化有限元模型,研究曲率半径、支承半径与环形肋布置方案对球铰力学性能影响。曲率半径对球铰接触应力与Von Mises应力影... 研究球铰设计参数对超大吨位转体球铰力学性能的影响,以优化其结构与性能。应用ABAQUS有限元分析软件建立球铰精细化有限元模型,研究曲率半径、支承半径与环形肋布置方案对球铰力学性能影响。曲率半径对球铰接触应力与Von Mises应力影响显著,当曲率半径增大至20 m,下球铰边缘接触应力增幅20.4%,销孔附近Von Mises应力降幅35.1%;增大支承半径有利于减小球铰接触应力与Von Mises应力,支承半径对球铰反力矩M影响最敏感,支承半径由3.2 m增至3.6 m,M增幅21.5%。综合静止工况与转动工况分析结果,本工程选用支承半径3.6 m、曲率半径14 m的球铰较为合理。 展开更多

关键词 斜拉桥 大吨位转体球铰 曲率半径 支承半径 环形肋布置方案 力学性能

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压电直线精密驱动器研究 被引量：21

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作者 刘建芳 杨志刚 +1 位作者 范尊强 程光明 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期65-72,共8页

提出一种新型的压电直线精密步进驱动器。该驱动器采用仿生运动的原理,以定子主动箝位的方式和双侧薄壁铰链微变形结构,解决了以往压电精密驱动器箝位不牢固、步进频率较低、行程小、分辨率低、速度低、驱动力不稳定等问题。研制的精密... 提出一种新型的压电直线精密步进驱动器。该驱动器采用仿生运动的原理,以定子主动箝位的方式和双侧薄壁铰链微变形结构,解决了以往压电精密驱动器箝位不牢固、步进频率较低、行程小、分辨率低、速度低、驱动力不稳定等问题。研制的精密直线驱动器能够实现高频率 100 Hz,高速度30 mm/min,大行程>10 mm,高分辨率0.05μm,大驱动力100 N等特点,大幅度提高了压电型步进驱动器的驱动性能。 展开更多

关键词 精密驱动 压电 定子 驱动器 行程 驱动性能 高频率 铰链 直线驱动 薄壁

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3自由度精密定位平台的运动特性和优化设计 被引量：55

3

作者 胡俊峰 张宪民 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2686-2695,共10页

为了实现3-RRR柔顺并联精密定位平台的精确运动,研究了它的封闭形式精确运动模型和尺寸优化设计。采用卡氏第二定理建立精密定位平台的封闭式柔度模型。根据柔顺并联机构的结构特点,将其划分为3个对称分布的运动支链,并结合铰链的柔度... 为了实现3-RRR柔顺并联精密定位平台的精确运动,研究了它的封闭形式精确运动模型和尺寸优化设计。采用卡氏第二定理建立精密定位平台的封闭式柔度模型。根据柔顺并联机构的结构特点,将其划分为3个对称分布的运动支链,并结合铰链的柔度模型和机构力传递关系分别推导出各个支链的刚度模型,整个系统的刚度为所有支链在同一坐标系下的刚度的叠加。建立的刚度模型是以柔性铰链的柔度为变量的封闭形式模型。根据柔度矩阵可得到反映输入位移和输出位移之间关系的雅可比矩阵。理论模型与有限元分析的比较结果显示,两者所得的运动模型误差为1.0%～9.5%,证明了所推导运动模型的正确性和精确性。根据雅可比矩阵的封闭公式,分析其对结构参数的灵敏度,并由此选出对平台运动特性影响较大的优化设计变量。提出以最大化平台工作空间为目标,以铰链强度、最大输入力、几何尺寸和输入耦合为约束的优化模型。结果表明,优化后的结构参数能获得更大的输出位移,说明该方案能满足优化设计要求。 展开更多

关键词 柔顺并联机构 柔性铰链 精密定位平台 运动特性 优化设计

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材料性能及其结构分析对车门设计的影响 被引量：4

4

作者 梁亮 韩立强 +1 位作者 邵扬 岳晓峰 《机械设计与制造》 北大核心 2007年第1期70-71,共2页

介绍了车身设计中利用先进计算机模拟软件进行模拟分析的重要性。以某型号车门为研究对象,在相同加载情况下,分析了车门关闭和开启状态下的性能。探讨了车门在这两种状态下的能量平衡、门锁处Z向位移以及车门内板应力分布情况。进行模... 介绍了车身设计中利用先进计算机模拟软件进行模拟分析的重要性。以某型号车门为研究对象,在相同加载情况下,分析了车门关闭和开启状态下的性能。探讨了车门在这两种状态下的能量平衡、门锁处Z向位移以及车门内板应力分布情况。进行模拟分析之后,发现车门变形较大,门板角落处存在应力集中,在铰链处应力集中比较严重。通过深入分析,提出了具体的改进措施,为新车型的开发研究提供了有力支持。 展开更多

关键词 计算机模拟 结构分析 材料性能 铰链

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梯度铝合金蜂窝夹芯板复合材料的力学响应 被引量：5

5

作者 乔及森 孔海勇 +1 位作者 苗红丽 李明 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期183-189,共7页

通过改变蜂窝芯层的胞壁长度,利用试验和有限元模拟相结合的方法研究了梯度蜂窝夹芯板在准静态及动态冲击条件下的面外压缩过程和力学响应,计算结果表明,在准静态压缩过程中,梯度铝合金蜂窝夹芯板从相对密度低的层级向相对密度高的层级... 通过改变蜂窝芯层的胞壁长度,利用试验和有限元模拟相结合的方法研究了梯度蜂窝夹芯板在准静态及动态冲击条件下的面外压缩过程和力学响应,计算结果表明,在准静态压缩过程中,梯度铝合金蜂窝夹芯板从相对密度低的层级向相对密度高的层级逐级变形,相对密度越高的层级所产生的塑性铰越多。而在高速冲击下,梯度蜂窝夹芯板的变形主要受冲击惯性的影响,梯度蜂窝夹芯板的变形与准静态下蜂窝夹芯板的变形存在明显的不同。并且当梯度率为0.0276时,梯度蜂窝夹芯板的吸能性达到最好,相较于同等质量的均质蜂窝夹芯板,能量吸收提高了10.63%,因此,对蜂窝夹芯板进行梯度设计可以有效提高其能量吸收能力。 展开更多

关键词 梯度蜂窝夹芯板 有限元 塑性铰 动态冲击 力学性能

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既有钢筋混凝土框架结构基于性能的抗震评估 被引量：7

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作者 雷拓 钱江 刘伯权 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2013年第3期113-120,共8页

鉴于既有钢筋混凝土框架结构抗震性能评估中配箍不足的柱模型化方法的不足,基于集中塑性铰模型,建立了柱开裂、屈服、极限承载力直至失效的全过程能力曲线,并通过SAP2000用户自定义铰属性予以实现。经与已有试验对比,验证了该方法的可... 鉴于既有钢筋混凝土框架结构抗震性能评估中配箍不足的柱模型化方法的不足,基于集中塑性铰模型,建立了柱开裂、屈服、极限承载力直至失效的全过程能力曲线,并通过SAP2000用户自定义铰属性予以实现。经与已有试验对比,验证了该方法的可行性。最后,对一栋配箍不足的RC框架结构进行了Pushover分析。研究表明,采用程序默认弯曲铰将高估结构的承载能力及延性;默认弯曲铰和剪切铰又过低估计了结构的抗震能力,造成对结构破坏模式的误判。本文自定义铰模型可经济有效地指导既有钢筋混凝土框架结构的抗震加固。 展开更多

关键词 既有 钢筋混凝土 框架结构 自定义铰属性 抗震评估

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组合合页式扑翼在悬停状态下的三维仿真分析 被引量：2

7

作者 高飞 吕建刚 +1 位作者 张仲志 郭劭琰 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期166-173,共8页

通过观察鸟类扑翼飞行的运动特征,研究了一种新型组合合页式扑翼推进技术.介绍了组合合页式扑翼推进技术的基本原理,建立了其运动学和动力学模型;在此基础上,通过联合求解动力学方程和三维纳维斯托克斯方程,对组合合页式扑翼在恒定速度... 通过观察鸟类扑翼飞行的运动特征,研究了一种新型组合合页式扑翼推进技术.介绍了组合合页式扑翼推进技术的基本原理,建立了其运动学和动力学模型;在此基础上,通过联合求解动力学方程和三维纳维斯托克斯方程,对组合合页式扑翼在恒定速度下的低频大行程往复运动进行仿真,以分析组合合页式扑翼在2自由度运动时的运动特征和空气动力学特性.结果表明:所提出的扑翼推进方式在悬停状态下能够产生持续的正升力;在相同的往复速度下,增大运动行程可以降低1个周期内过渡状态所占的比例,但平均升力系数随之减小;当运动频率约为2Hz时,其平均升力系数可以达到3.0以上. 展开更多

关键词 扑翼飞行 合页式扑翼 力学特性 流场特征

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主卷扬的布置对旋挖钻机动臂变幅机构铰点受力特性的影响 被引量：2

8

作者 许怡赦 康辉梅 张华 《机械设计》 CSCD 北大核心 2015年第7期88-93,共6页

旋挖钻机主卷扬既可以安装在回转平台上,也可以安装在钻桅下部。为研究主卷扬的布置对动臂变幅机构各铰点受力特性的影响,基于动静法建立主卷扬位于回转平台上动臂变幅机构铰点受力的数学模型;当主卷扬位于钻桅下部时,铰点受力视为主卷... 旋挖钻机主卷扬既可以安装在回转平台上,也可以安装在钻桅下部。为研究主卷扬的布置对动臂变幅机构各铰点受力特性的影响,基于动静法建立主卷扬位于回转平台上动臂变幅机构铰点受力的数学模型;当主卷扬位于钻桅下部时,铰点受力视为主卷扬位于回转平台上的一个特例。在Simulink仿真平台上构建基于MATLAB函数的仿真模型,并进行仿真分析。仿真结果表明:与主卷扬位于钻桅下部动臂变幅机构各铰点受力相比较,主卷扬位于回转平台上动臂变幅机构各铰点受力较小。 展开更多

关键词 旋挖钻机 主卷扬 铰点 力学性能

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基于推覆分析的型钢混凝土构件塑性铰特性研究 被引量：2

9

作者 张淑云 白国良 赵来顺 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第S1期113-117,共5页

推覆分析中的基本问题之一是如何描述各种构件的极限承载力或变形能力,针对型钢混凝土构件塑性铰本构关系的有效表述问题进行研究。在型钢混凝土梁截面弯矩-曲率关系的基础上,对构件弹塑性状态下截面曲率与转角关系进行推导,提出反映截... 推覆分析中的基本问题之一是如何描述各种构件的极限承载力或变形能力,针对型钢混凝土构件塑性铰本构关系的有效表述问题进行研究。在型钢混凝土梁截面弯矩-曲率关系的基础上,对构件弹塑性状态下截面曲率与转角关系进行推导,提出反映截面弯矩与转角关系的型钢混凝土梁铰特性值计算方法,并介绍型钢混凝土柱铰中弯矩-轴力关系的常用确定方法。根据型钢混凝土梁柱框支剪力墙结构模型试验结果,对提出的实用方法进行可行性验证。推覆分析与试验结果对比表明所提出的型钢混凝土构件塑性铰特性值的确定方法合理可行。 展开更多

关键词 推覆分析 型钢混凝土构件 塑性铰特性

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基于Pushover理论的钢管混凝土构件塑性铰特性值研究 被引量：3

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作者 吝红育 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2013年第5期7-11,共5页

Pushover理论广泛应用于结构弹塑性地震分析,也可用于结构极限承载力和失效薄弱点分析.根据钢管混凝土构件统一理论的弯矩—曲率关系,对构件弹塑性状态下截面的弯矩—转角关系进行推导,提出构件M铰和PMM铰特性值的计算方法.根据钢管混... Pushover理论广泛应用于结构弹塑性地震分析,也可用于结构极限承载力和失效薄弱点分析.根据钢管混凝土构件统一理论的弯矩—曲率关系,对构件弹塑性状态下截面的弯矩—转角关系进行推导,提出构件M铰和PMM铰特性值的计算方法.根据钢管混凝土简支桁梁结构模型的试验结果,对提出的实用计算方法进行可行性验证.研究结果表明:钢管混凝土构件塑性铰特性值的确定方法是合理的,对钢管混凝土桁梁极限承载力的分析是可信的,为从宏观上掌握大型钢混组合桁架梁桥在弹塑性阶段静、动力性能提供了有效的理论基础和研究手段. 展开更多

关键词 Pushover理论 钢管混凝土构件 塑性铰特性值

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基于有限元法的柔性铰链力学模型和性能分析

11

作者 胡俊峰 郝亚洲 徐贵阳 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2014年第5期432-438,486,共8页

为了精确描述柔性铰链力学性能，提出一种通用的基于有限元法的力学模型，并基于该模型分析其静态和动态性能．柔性铰链采用欧拉-伯努利梁模拟其力学行为，将其划分为3个三自由度的结点、2个变截面单元．采用最小势能原理建立与柔性铰... 为了精确描述柔性铰链力学性能，提出一种通用的基于有限元法的力学模型，并基于该模型分析其静态和动态性能．柔性铰链采用欧拉-伯努利梁模拟其力学行为，将其划分为3个三自由度的结点、2个变截面单元．采用最小势能原理建立与柔性铰链结构参数相关的封闭形式刚度矩阵，采用拉格郎日方程建立铰链的质量矩阵和动力学方程．为了验证所推导的力学模型的精确性，与 ANSYS分析结果进行比较分析，两者的结果差值在1.1％-5.6％范围之内，说明理论模型与ANSYS分析结果吻合，所建立的模型能精确反映其静态和动态性能．基于柔性铰链有限元模型，可精确分析铰链参数与其精度和固有频率的关系、应力分布和频率响应，为正圆型柔性铰链应用于柔顺机构设计提供了一种精确的力学模型． 展开更多

关键词 柔性铰链 有限元法 力学性能 欧拉-伯努利梁

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展开式战斗部能量吸收铰链结构

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作者 赵宇哲 宁建国 +1 位作者 许香照 马天宝 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期811-818,共8页

基于展开式战斗部动力学展开原理及理论模型,设计一种具有能量吸收特性的限位铰链,并对不同辅助装药量下展开式战斗部的展开过程进行数值模拟,对比分析了普通铰链和能量吸收铰链的展开过程,重点研究了限位角度时的受力与能量吸收情况,... 基于展开式战斗部动力学展开原理及理论模型,设计一种具有能量吸收特性的限位铰链,并对不同辅助装药量下展开式战斗部的展开过程进行数值模拟,对比分析了普通铰链和能量吸收铰链的展开过程,重点研究了限位角度时的受力与能量吸收情况,结果表明能量吸收铰链可以更好地降低碰撞力及提高吸能效果。对两种铰链装配的展开式战斗部结构进行了静爆实验,结果显示普通铰链发生不同程度的破坏,而能量吸收铰链结构完整,证明能量吸收铰链达到限位角度时能有效保证战斗部及铰链的完整性,进而验证了能量吸收铰链设计的合理性以及数值模拟的可靠性。 展开更多

关键词 固体力学 吸能缓冲特性 非线性计算 限位铰链 展开式战斗部 静爆实验

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CA6150柔性刀架设计及静动特性分析

13

作者 徐彬 杨静 郭茫茫 《西安理工大学学报》 CAS 北大核心 2016年第1期115-119,共5页

车削振动主动控制中,考虑到车削加工中刀架的受力以及控制执行器的性能特点,刀架设计至关重要。为了减小径向载荷对执行器的作用,本文利用柔性铰链设计了CA6150柔性专用刀架,在此基础上,分析了专用刀架的静、动特性,表明该结构达到设计... 车削振动主动控制中,考虑到车削加工中刀架的受力以及控制执行器的性能特点,刀架设计至关重要。为了减小径向载荷对执行器的作用,本文利用柔性铰链设计了CA6150柔性专用刀架,在此基础上,分析了专用刀架的静、动特性,表明该结构达到设计要求,并通过脉冲激励实验证明了刀架具有较好的动特性,可以满足CA6150车削振动主动控制的要求。 展开更多

关键词 车削振动 柔性铰链 专用刀架 静动特性

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锁定方式对锚固节理剪切特性影响的试验研究 被引量：8

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作者 郑罗斌 王亮清 +2 位作者 朱林锋 姜耀飞 王斌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1056-1064,1087,共10页

锚杆广泛运用于节理岩体的加固,为了探究锚固节理的剪切力学行为,在开展室内直剪试验的基础上研究了两端锁定和无锁定两种锁定方式对锚固节理剪切特性的影响,分析了法向应力、预应力对锚固节理抗剪强度的增强作用。试验过程中通过应变... 锚杆广泛运用于节理岩体的加固,为了探究锚固节理的剪切力学行为,在开展室内直剪试验的基础上研究了两端锁定和无锁定两种锁定方式对锚固节理剪切特性的影响,分析了法向应力、预应力对锚固节理抗剪强度的增强作用。试验过程中通过应变片记录了锚杆各个监测点轴力的变化规律,研究了不同锁定方式下锚杆轴向受力机制。观测剪切试验完成后锚杆的变形特征,分析了法向应力对锚杆弯曲变形的影响。试验结果表明,两端锁定方式的应力-位移曲线呈现弹性阶段、弹塑性阶段、塑性硬化阶段3个阶段,无锁定方式的应力-位移曲线呈现弹性阶段、弹塑性阶段、塑性软化阶段3个阶段;锁定方式对锚固节理的抗剪强度及锚杆轴向变形有重大影响,两端锁定相较于无锁定更有利于发挥锚杆的抗剪作用。分析锚杆剪切试验后塑性铰位置可知,法向应力对锚杆塑性铰位置有重要影响,塑性铰点间的距离随法向应力的增加而减小。根据试验结果,提出了一种预测锚杆塑性铰位置的分析模型,新模型考虑了法向应力的影响,与试验结果吻合较好。 展开更多

关键词 锚杆 锚固节理 剪切特性 锁定方式 塑性铰 剪切试验

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塑性铰法分析现浇楼板钢筋混凝土框架结构抗震性能

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作者 孙威 黄炎生 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2187-2194,共8页

为提高建模和分析效率,提出通过修改梁端塑性铰属性来模拟楼板效应的方法。塑性铰法采用杆系单元建模,由梁与楼板的共同受力特性推导出梁端转角和弯矩承载力的关系,并以塑性铰属性的方式赋予整体杆系分析模型。应用该方法对1个典型的2... 为提高建模和分析效率,提出通过修改梁端塑性铰属性来模拟楼板效应的方法。塑性铰法采用杆系单元建模,由梁与楼板的共同受力特性推导出梁端转角和弯矩承载力的关系,并以塑性铰属性的方式赋予整体杆系分析模型。应用该方法对1个典型的2层钢筋混凝土框架结构进行抗震性能分析,将计算结果与直接建立楼板的分析模型计算结果进行比较。研究结果表明:本文提出的塑性铰法能够有效的对楼板的作用效应进行模拟。 展开更多

关键词 钢筋混凝土框架结构 抗震性能 楼板效应 塑性铰属性

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锻造工艺参数对铝合金机械铰链性能的影响 被引量：1

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作者 李广德 王瑛 李伟伦 《热加工工艺》 北大核心 2022年第3期108-111,共4页

采用不同的始锻温度和终锻温度进行了6A02-0.5Cr铝合金机械铰链的锻造,并进行了力学性能和耐腐蚀性能的测试分析。结果表明:随始锻温度和终锻温度的增加,试样的抗拉强度先增大后减小,断后伸长率和质量损失率先减小后增大,耐腐蚀性能先... 采用不同的始锻温度和终锻温度进行了6A02-0.5Cr铝合金机械铰链的锻造,并进行了力学性能和耐腐蚀性能的测试分析。结果表明:随始锻温度和终锻温度的增加,试样的抗拉强度先增大后减小,断后伸长率和质量损失率先减小后增大,耐腐蚀性能先提升后缓慢下降。和450℃始锻温度的性能相比,始锻温度480℃锻造时试样的抗拉强度增大19 MPa,质量损失率减小32.8%;和350℃终锻温度的性能相比,终锻温度380℃锻造时的试样抗拉强度增大15 MPa,质量损失率减小31.49%。 展开更多

关键词 机械铰链 6A02-0.5Cr铝合金 锻造工艺 力学性能 耐腐蚀性能

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基于相对位移的高温作用下铰缝结构力学性能与仿真分析

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作者 曹慧 张珂峰 沈强儒 《山东农业大学学报（自然科学版）》 北大核心 2019年第2期232-235,共4页

针对梁式桥铰缝这一受力薄弱部位进行高温后的材料特性分析和温度场分析,采用ABAQUS有限元软件进行梁桥结构的高温模拟,提取温度场;在此基础上进行热-应力耦合分析,同时对于不同温度场对铰缝处内力与位移的情况进行讨论,获得不同相对位... 针对梁式桥铰缝这一受力薄弱部位进行高温后的材料特性分析和温度场分析,采用ABAQUS有限元软件进行梁桥结构的高温模拟,提取温度场;在此基础上进行热-应力耦合分析,同时对于不同温度场对铰缝处内力与位移的情况进行讨论,获得不同相对位移特征值对应下铰缝的剩余抗剪承载力,确定铰缝结构在高温作用下其相对位移特征和抗剪承载力损失随温度不断升高过程中的变化情况,并提出基于铰缝相对位移的桥梁承载力计算公式,通过实桥的论证结果表明:该方法简便易行,结果可靠,可为火灾后梁桥承载力的快速评估提供理论依据。 展开更多

关键词 铰缝 力学性能 仿真分析

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