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铝合金管混凝土短柱长期性能试验与有限元分析
1
作者 王玉银 陈学鹏 +2 位作者 张皓勃 郭云龙 耿悦 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期1-10,共10页
铝合金管混凝土承载力高、耐久性好、外形美观,在外露结构中应用前景广阔。既往研究已证实了铝合金管混凝土作为结构构件的可行性,但未关注其收缩、徐变性能;而铝合金管刚度低于钢管,收缩徐变对该类新型组合构件力学性能的影响显著。为... 铝合金管混凝土承载力高、耐久性好、外形美观,在外露结构中应用前景广阔。既往研究已证实了铝合金管混凝土作为结构构件的可行性,但未关注其收缩、徐变性能;而铝合金管刚度低于钢管,收缩徐变对该类新型组合构件力学性能的影响显著。为此,笔者设计并开展了铝合金管混凝土短柱持荷试验;建立并验证了相应的实体有限元分析模型;系统研究了收缩徐变对铝合金管混凝土变形的影响,并与同参数钢管混凝土进行对比分析。结果表明:相比于钢管混凝土,核心混凝土收缩徐变对铝合金管混凝土变形的影响更显著,可使变形增大60%;笔者建立的实体有限元模型能够有效预测铝合金管混凝土的收缩徐变效应,预测结果与试验结果的最大误差仅为4.8%。 展开更多
关键词 铝合金管混凝土 长期性能 徐变 收缩 有限元分析
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公铁两用牵引车车架有限元分析
2
作者 张宗一 杜连明 +2 位作者 岳公华 彭东吉 许金栋 《济南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期128-134,共7页
为了确保公铁两用牵引车运行的可靠性和安全性,基于计算机辅助设计及有限元分析,以某公铁两用牵引车车架为研究对象,利用SolidWorks软件建立该牵引车及车架的三维模型;利用ANSYS Workbench软件对车架进行强度、静刚度、自由模态、随机... 为了确保公铁两用牵引车运行的可靠性和安全性,基于计算机辅助设计及有限元分析,以某公铁两用牵引车车架为研究对象,利用SolidWorks软件建立该牵引车及车架的三维模型;利用ANSYS Workbench软件对车架进行强度、静刚度、自由模态、随机振动等方面的有限元分析,评估车架的静态与动态性能。结果表明:该牵引车车架在弯曲、弯扭、制动、转弯4种典型工况下的最大总位移为13.1540 mm,最大应力为229.260 MPa,车架强度符合设计要求;4种典型工况下车架的竖向位移均小于车架所允许的最大竖向位移7.78 mm,扭转刚度为8.5×10^(4)N·m/(°),车架的静刚度分别符合行业标准要求与使用要求,可靠性较高;车架的固有频率为9.267~27.709 Hz,能有效避免共振,确保该牵引车在行驶过程中的稳定性。 展开更多
关键词 公铁两用牵引车 车架 有限元分析 静态性能 动态性能
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竖向荷载下GFRP-PHC管桩沉降性能有限元分析 被引量：1
3
作者 杨志坚 周瑞 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期337-347,共11页
研究外套GFRP管的预应力高强混凝土管桩在土体中竖向荷载下的沉降性能,推广沿海及近海地区PHC管桩的应用。基于ABAQUS有限元分析软件建立桩-土相互作用有限元模型,通过对荷载-沉降规律,土体的应变发展历程以及桩身侧摩阻力等方面对各类... 研究外套GFRP管的预应力高强混凝土管桩在土体中竖向荷载下的沉降性能,推广沿海及近海地区PHC管桩的应用。基于ABAQUS有限元分析软件建立桩-土相互作用有限元模型,通过对荷载-沉降规律,土体的应变发展历程以及桩身侧摩阻力等方面对各类试件进行分析,探究其竖向承载能力及土体受力机理。结果表明:提高桩径、桩壁厚以及对桩端进行封口均能有效地改善其沉降性能和回弹效果,桩径对沉降性能影响明显,桩端封口对构件荷载-沉降回弹效果改善明显;土体在加载过程中桩端土先于桩侧土屈服,桩侧土的屈服和应变沿着桩端逐渐向上蔓延,桩在土体中表现为摩擦端承桩;桩侧摩阻力集中在靠近桩端的桩侧土,且随着荷载的增加侧摩阻力逐渐向上发展。在近海地区土体中考虑竖向荷载作用下的适用桩型,可为现场施工提供依据和参考。 展开更多
关键词 PHC管桩 GFRP管 沉降 有限元分析
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不同模具齿形下管壳件缩径成形有限元分析
4
作者 李红军 詹劲 +3 位作者 张弛 张成俊 杜玮 陈伟 《精密成形工程》 北大核心 2025年第3期207-215,共9页
目的提高管壳体缩径成形工艺的成形质量,探究不同模具齿形对管壳件缩径成形过程的影响。方法基于ABAQUS有限元模拟软件,利用隐式动力学算法,建立管壳件环矢缩径工艺有限元模型,在模具齿形为梯形、矩形、三角形、弧形条件下,研究不同模... 目的提高管壳体缩径成形工艺的成形质量,探究不同模具齿形对管壳件缩径成形过程的影响。方法基于ABAQUS有限元模拟软件,利用隐式动力学算法,建立管壳件环矢缩径工艺有限元模型,在模具齿形为梯形、矩形、三角形、弧形条件下,研究不同模具下管壳件缩径成形工艺的等效应力、应变及表面特征。结果沿轴向路径,不同模具下的管壳件应力均呈现由变形区到管件两端逐渐递减的趋势,但在矩形和三角形模具下,管壳件应力在模具边角处出现先增大再减小的趋势。沿径向路径,三角形模具下的管壳件应变呈“M”形分布趋势,其余模具下管件应变则近似呈“W”形分布趋势。结论在管壳件缩径成形工艺中,选择合适的模具齿形能有效提高管壳件变形后的结构稳定性并使管壳件的整体塑性变形趋于稳定,梯形模具下管件变形后的结构稳定性最强,三角形模具下的最弱。 展开更多
关键词 管壳件 环向缩径 表面特征 起皱均匀 ABAQUS 有限元分析
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后路寰枕斜坡螺钉枕颈固定的生物力学有限元分析
5
作者 王扬 胡旭栋 +4 位作者 阮超越 顾勇杰 刘观燚 马维虎 罗昵 《中国脊柱脊髓杂志》 北大核心 2025年第2期183-193,共11页
目的:利用有限元分析研究后路寰枕斜坡螺钉(atlantoccipital transarticular-clivus screw,TACL)枕颈固定的稳定性及其应力影响。方法:应用志愿者枕颈CT数据建立正常枕颈模型,验证模型有效性后建立枕颈失稳模型和6种枕颈固定的有限元模... 目的:利用有限元分析研究后路寰枕斜坡螺钉(atlantoccipital transarticular-clivus screw,TACL)枕颈固定的稳定性及其应力影响。方法:应用志愿者枕颈CT数据建立正常枕颈模型,验证模型有效性后建立枕颈失稳模型和6种枕颈固定的有限元模型:枕骨螺钉(occipital screw,OS)+寰椎侧块螺钉(C1 lateral mass screw,C1LMS)+枢椎椎弓根螺钉(C2 pedicle screw,C2PS)、OS+寰枕关节螺钉(atlantoccipital transarticular screw,TA)+C2PS、OS+TACL+C2PS、枕骨髁螺钉(occipital condyles screw,OcC)+C1LMS+C2PS、TA+C2PS、TACL+C2PS,对模型赋值材料参数,在枕骨上表面施加40N的垂直向下压力模拟头部重力,施加1.5N·m扭矩,使模型产生屈伸、侧弯和旋转运动,比较各枕颈固定模型在不同工况下的稳定性、置入物应力分布情况以及骨骼应力分布情况。结果:建立的正常枕颈模型生理状态下的活动度与文献报道的结果相近,在屈、伸、侧弯、旋转工况下的活动度分别为19.53°、17.37°、10.44°、38.74°;失稳模型在屈、伸、侧弯、旋转工况下的活动度分别为26.17°、18.90°、10.99°、42.30°,较正常模型分别增加34.00%、8.82%、5.34%、9.20%。6种内固定模型在相同工况下的活动度均减小。相较于失稳模型,TACL+C2PS在前屈、后伸、侧弯、旋转工况下削减了97.43%、94.06%、96.68%、99.01%的活动度。在相同工况下TACL+C2PS的内固定应力峰值为241.00MPa、241.2MPa、166.94MPa、168.8MPa,OS+TACL+C2PS的内固定应力峰值为295.00MPa、295.00MPa、73.54MPa、81.40MPa;内固定应力集中于连接棒中部和TACL尾部,且两种应用TACL固定技术的模型对骨骼的切割应力均较小,较其他枕骨固定技术具有更合理的应力分布。结论:后路TACL作为枕骨侧固定的技术可以满足枕颈固定的力学强度要求,相较于其他单独应用的枕骨固定技术,具有更优异的稳定性和应力分布,其与后路OS联合应用具有更强的力学稳定性。 展开更多
关键词 枕颈固定 寰枕斜坡螺钉 内固定 有限元分析
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内镜辅助下髓核摘除术后纤维环缝合对腰椎生物力学影响的有限元分析
6
作者 白明 银和平 +4 位作者 李树文 吴一民 张杨 张海斌 邢文华 《中国脊柱脊髓杂志》 北大核心 2025年第9期948-955,共8页
目的:建立内镜辅助下髓核摘除术后纤维环切口未缝合和纤维环切口缝合的有限元模型,分析髓核摘除术后是否缝合纤维环对腰椎生物力学影响。方法:招募1名健康男性青年志愿者,27岁,经腰椎CT检查排除脊柱畸形、肿瘤等骨病,将L4/5节段的CT扫... 目的:建立内镜辅助下髓核摘除术后纤维环切口未缝合和纤维环切口缝合的有限元模型,分析髓核摘除术后是否缝合纤维环对腰椎生物力学影响。方法:招募1名健康男性青年志愿者,27岁,经腰椎CT检查排除脊柱畸形、肿瘤等骨病,将L4/5节段的CT扫描结果输入三维重建软件Mimics中提取腰椎轮廓,应用Geomagic、Solidworks和Workbench软件模型实体化处理,建立正常L4/5模型、L4/5髓核摘除术后纤维环切口未缝合模型(纤维环未缝合模型)和L4/5髓核摘除术后纤维环切口缝合模型(纤维环缝合模型)。测量模型椎间活动度、小关节Von-Mises应力、纤维环Von-Mises应力,与既往发表的研究比较验证。验证后,三种模型固定L5椎体下端,在L4椎体上端施加500N轴向载荷,在前屈、后伸、左右侧屈、左右旋转6种情况下分别施加7.5N·m的弯矩载荷,测量并分析不同载荷下三种模型的L4/5间隙椎体活动度、小关节及纤维环Von-Mises应力等生物力学特性。结果:建立的三种有限元模型,6种运动状态下的数据与既往文献报道的数据比较无明显偏差,验证模型有效。应力云图结果显示各运动状态下高应力区存在于椎间盘纤维环未缝合缺损处及周边小关节突部位。与正常模型比较,纤维环缝合模型的椎间活动度分别为8.6802°、8.596°、4.8514°、5.0249°、2.2474°、1.9092°,纤维环未缝合模型分别为8.7475°、8.9453°、5.6441°、5.2546°、2.5886°、1.9487°,纤维环缝合模型活动度较正常模型增加了9%、19%、44%、38%、50%、40%;与纤维环未缝合模型比较,分别降低了1%、4%、14%、4%、13%、2%。纤维环缝合模型在六种运动工况下的纤维环Von-Mises应力与正常模型比较,分别升高2%、65%、21%、32%、51%、38%,与纤维环未缝合模型比较,分别降低8%、48%、52%、10%、37%、48%。纤维环缝合模型小关节Von-Mises应力值为12.109MPa、8.3601MPa、13.998MPa、12.969MPa、10.219MPa、10.074MPa,纤维环未缝合模型分别为13.399MPa、9.6094MPa、18.175MPa、17.967MPa、12.409MPa、11.6384MPa,纤维环缝合模型小关节Von-Mises应力值较正常模型增加了5%、10%、32%、17%、31%、34%;与纤维环未缝合模型比较,分别降低了9%、13%、22%、27%、17%、13%。结论:在构建的L4/5三种有限元模型中,纤维环缝合模型椎间活动度、小关节及纤维环Von-Mises应力均优于纤维环未缝合模型,有利于提高椎体间稳定性。 展开更多
关键词 纤维环缝合 有限元分析 生物力学
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分离式型钢混凝土巨柱-钢梁节点力学性能试验研究及有限元分析
7
作者 孙飞飞 曾繁良 +3 位作者 包联进 李国强 周树青 李建峰 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期344-354,共11页
为研究分离式型钢混凝土巨柱-钢梁节点的力学性能,针对实腹式及双型钢分离式节点试件进行了梁端低周往复加载及柱顶轴压加载,分析了试件的破坏形态、承载力、刚度、截面应变分布等特性。试验结果表明,试件首先发生梁端破坏,满足强节点... 为研究分离式型钢混凝土巨柱-钢梁节点的力学性能,针对实腹式及双型钢分离式节点试件进行了梁端低周往复加载及柱顶轴压加载,分析了试件的破坏形态、承载力、刚度、截面应变分布等特性。试验结果表明,试件首先发生梁端破坏,满足强节点弱构件条件,力学性能良好,型钢和混凝土之间能够保持协同工作。同时,以梁轴线夹角作为关键分析参数进行了有限元参数分析,探讨了梁轴线夹角变化后节点破坏机理的转变,并通过有限元模型研究了栓钉布置对试件承载力的影响。在试验及有限元分析结果的基础上,提出了针对分离式节点试件的强度校核公式,并进一步给出了承载力不满足要求时的补强措施。 展开更多
关键词 型钢混凝土节点 型钢分离 试验研究 有限元分析
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不同螺钉内固定方案治疗喙突基底部骨折的三维有限元分析
8
作者 谈绎文 王辉昊 +3 位作者 谈钊 张琳聆 郭海玲 张琥 《医用生物力学》 北大核心 2025年第6期1481-1487,共7页
目的比较5种螺钉内固定方案治疗喙突基底部骨折的生物力学性能,分析不同方案在骨折断端稳定性及固定螺钉应力分布等方面的差异,为临床精准选择内固定方式提供科学依据。方法基于CT数据构建三维有限元模型,模拟联合腱和胸小肌对喙突施加... 目的比较5种螺钉内固定方案治疗喙突基底部骨折的生物力学性能,分析不同方案在骨折断端稳定性及固定螺钉应力分布等方面的差异,为临床精准选择内固定方式提供科学依据。方法基于CT数据构建三维有限元模型,模拟联合腱和胸小肌对喙突施加轻度牵拉(50 N)、重度牵拉(250 N)载荷,并建立5种固定方案:单枚空心钉全骨内固定(模型1)、单枚空心钉经喙突垂直部下方部分切出固定(模型2)、单枚空心钉经喙突垂直部上方部分切出固定至肩胛冈(模型3)、双枚空心钉全骨内固定(模型4)以及模型5(模型1+模型3)。分析各方案中骨折断端位移情况及固定螺钉的von Mises应力分布。结果在50、250 N载荷下,双枚空心螺钉固定方案(模型4、5)表现最优,喙突位移量和螺钉von Mises应力均显著低于其他方案。单枚普通螺钉(模型2)因应力集中于钉体根部,位移与应力最高,提示术后松动风险较大。总体而言,双钉固定优于单钉固定。结论针对喙突基底部骨折,双枚空心螺钉固定可提供最佳的生物力学稳定性,而单枚螺钉适用于简单骨折。螺钉自喙突垂直部上方切出也可获得良好的固定效果,但需避免螺钉自喙突垂直部的下方切出。 展开更多
关键词 喙突基底部骨折 螺钉固定 生物力学稳定性 有限元分析
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钢板套筒溢浆连接抗剪性能试验与有限元分析
9
作者 徐军林 胡新宇 +3 位作者 江佳斐 周燕 胡正波 薛伟辰 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第3期469-476,共8页
钢板套筒溢浆连接方式是一种新型的钢筋连接方式,应用前景广阔,其主要特点是将预制构件中钢筋的连接转化为钢板与套筒的连接,从而降低钢筋定位难度、简化连接构造,提高施工效率。为研究钢板套筒溢浆连接的抗剪性能,开展钢板套筒溢浆连... 钢板套筒溢浆连接方式是一种新型的钢筋连接方式,应用前景广阔,其主要特点是将预制构件中钢筋的连接转化为钢板与套筒的连接,从而降低钢筋定位难度、简化连接构造,提高施工效率。为研究钢板套筒溢浆连接的抗剪性能,开展钢板套筒溢浆连接抗剪试验,试验分析的主要参数包括套筒约束形式和剪力键间距。试验结果表明:1)试件破坏以剪力键前灌浆料压溃为特征;2)套筒围合试件的抗剪承载力较套筒不围合试件提高了165.5%;3)当剪力键间距从60 mm增至100 mm和150 mm时,试件抗剪承载力降低了11.1%和35.3%。另外,基于ABAQUS软件,建立考虑界面关系的钢板套筒溢浆连接有限元模型,有限元分析结果与抗剪试验结果吻合较好。在此基础上,重点研究剪力键高度(6/8/10 mm)、剪力键间距(60/75/100 mm)、灌浆料强度等级(C60/C85/C100)和灌浆料厚度(25/30/35 mm)等参数对钢板套筒溢浆连接抗剪性能的影响规律。分析结果表明:剪力键高度和灌浆料强度与抗剪承载力呈正相关,剪力键间距与抗剪承载力呈负相关,灌浆料厚度对抗剪承载力影响不大。 展开更多
关键词 钢板套筒溢浆连接 剪力键 抗剪试验 有限元分析 抗剪承载力
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3D打印悬吊式经口气管插管固定器的设计及有限元分析
10
作者 郝桂华 郭雨 +5 位作者 罗丁豪 侯黎莉 王深虎 胡敏 田娅媛 戴静静 《医用生物力学》 北大核心 2025年第6期1616-1622,共7页
目的评估3D打印悬吊式经口气管插管固定器的安全性和治疗效果,为临床优化气管插管固定、提高人工气道安全性并减少相关不良并发症提供依据。方法设计悬吊式经口气管插管固定器,通过采集患者面部数据,采用3D打印技术进行个性化制作。固... 目的评估3D打印悬吊式经口气管插管固定器的安全性和治疗效果,为临床优化气管插管固定、提高人工气道安全性并减少相关不良并发症提供依据。方法设计悬吊式经口气管插管固定器,通过采集患者面部数据,采用3D打印技术进行个性化制作。固定器材料为安全无毒的光敏树脂,表面光滑,贴合度良好。建立有限元模型模拟分析患者佩戴后的生物力学变化。同时,纳入51例经口气管插管的重症患者,分析使用气管插管固定器后患者气管导管移位发生例次、口唇压疮及头面部皮肤损伤发生情况,并调查护士满意度。结果3D打印悬吊式经口气管插管固定器设计科学,制作简便且精密度高,具有良好的临床使用效果。有限元分析表明,人体侧方局部最大应力为2.496 MPa,上方与下方局部最大应力均为1.258 MPa,最大形变导致位移为239.3μm。临床研究结果显示,使用该固定器可有效减少气管插管移位及口唇压疮的发生,护理人员满意度较高。结论3D打印悬吊式气管插管固定器具有良好的安全性及固定效果,可降低气管插管移位与口唇压疮风险,在确保患者安全的同时提高护理人员满意度。 展开更多
关键词 3D打印 经口气管插管 固定器 有限元分析 生物力学
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基于有限元分析的起毛针布优化设计
11
作者 赵菊梅 赵磊 +2 位作者 朱挺 刘云岗 刘建华 《毛纺科技》 北大核心 2025年第3期124-130,共7页
为对起毛针布设计提供理论研究和可靠性验证方法,建立起毛针布分析模型,采用有限元分析的方法研究起毛针布主要参数变化与针布受力后总变形、等效弹性应变和等效应力的变化规律,同时根据实际起毛工艺,测算单根钢针受力情况,并验证起毛... 为对起毛针布设计提供理论研究和可靠性验证方法,建立起毛针布分析模型,采用有限元分析的方法研究起毛针布主要参数变化与针布受力后总变形、等效弹性应变和等效应力的变化规律,同时根据实际起毛工艺,测算单根钢针受力情况,并验证起毛风格形成的过程。研究表明:针尖与坯布穿刺深度、针尖与线圈作用时间是决定起毛风格的主要因素,同时也受到起毛针布针高、前后膝比例、角度、密度、底布结构(橡皮、棉布厚度、弹性模量)、钢丝规格(截面、线径、弹性模量)等物理参数的大小影响,通过对起毛针布设计工艺进行研究,可对新材料和新风格面料用针布的开发提供理论依据。 展开更多
关键词 起毛风格 起毛力 起毛针布 有限元分析
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钢结构变截面柱异形节点抗震性能试验研究及有限元分析
12
作者 吴丽琴 付春松 彭修宁 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2025年第5期32-41,52,共11页
为研究钢结构变截面柱异形节点核心区受力机理,设计并制作了6个缩尺比为1∶2的钢结构变截面柱异形节点试件。通过低周反复荷载试验,获得各节点试件的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、延性系数及耗能性能等指标。研究结果表明,节点试件屈... 为研究钢结构变截面柱异形节点核心区受力机理,设计并制作了6个缩尺比为1∶2的钢结构变截面柱异形节点试件。通过低周反复荷载试验,获得各节点试件的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、延性系数及耗能性能等指标。研究结果表明,节点试件屈服首先发生在核心区腹板位置,典型破坏形态是上柱变形过大,同时梁端上翼缘与柱壁连接处焊缝热影响区开裂。所有试件的滞回曲线饱满,延性和耗能能力良好,试件的极限承载力随上柱截面高度变大而提高。采用有限元软件ABAQUS建立节点有限元模型,有限元分析与试验结果吻合较好,通过改变试件轴压比和核心区腹板厚度对节点进行参数分析。试验和有限元分析结果表明,试件的屈服荷载和峰值荷载随着柱轴压比的增大而减小,但随着节点核心区壁厚的增大逐渐增大。提出节点核心区的抗剪承载力公式,公式计算值和试验值吻合较好。 展开更多
关键词 钢结构 变截面柱异形节点 抗震性能 低周反复荷载试验 有限元分析
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钻杆双肩螺纹连接预紧三维接触有限元分析
13
作者 张换高 王宏伟 +2 位作者 张小江 贾海朋 于瑞生 《机械设计》 北大核心 2025年第6期58-67,共10页
为满足工作条件下钻杆的强度和刚度,钻杆接头在装配时应先进行螺纹预紧,预紧参数应在设计阶段确定并提供给现场工程师。合理选择结构设计参数及施工参数,能保证预紧载荷在螺纹区和两肩部合理分布。应用粗糙表面接触数学模型,采用有限元... 为满足工作条件下钻杆的强度和刚度,钻杆接头在装配时应先进行螺纹预紧,预紧参数应在设计阶段确定并提供给现场工程师。合理选择结构设计参数及施工参数,能保证预紧载荷在螺纹区和两肩部合理分布。应用粗糙表面接触数学模型,采用有限元方法构建了连接器螺纹间的有限元接触模型,并根据实际工况设置了边界条件。文中根据连接器在不同初始载荷下的受力状态确定合适的预紧圈数。通过有限元计算并分析了在指定预紧载荷下连接区域的螺纹应力分布,结果表明:接头的前两个和后两个螺纹齿圈比其他螺纹齿圈承受更多的载荷。为了找到合适的预紧参数,在有限元计算中于螺纹连接部分施加组合工况,包括轴向张力、扭矩、弯矩和内部压力的不同组合。当预紧1/32圈时,计算结果表明:应力在螺纹连接范围内趋于均匀分布,同时说明文中所建有限元计算模型的有效性。 展开更多
关键词 钻杆接头 有限元分析 连接螺纹预紧 接触数值分析 应力云图
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基于残差网络的有限元分析结果云图的加密方法
14
作者 董正方 代鹏翔 +3 位作者 曾繁凯 康腾奥 李运华 田林杰 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第25期10766-10772,共7页
在有限元分析中,提高网格密度能够显著增强仿真结果的准确性,但同时也需要消耗更多的计算资源,为了解决这一矛盾,通过将Res2Net、U-Net、通道注意力机制、几何特征提取融合在一起,对低网格密度的有限元结果云图数据进行学习,预测高网格... 在有限元分析中,提高网格密度能够显著增强仿真结果的准确性,但同时也需要消耗更多的计算资源,为了解决这一矛盾,通过将Res2Net、U-Net、通道注意力机制、几何特征提取融合在一起,对低网格密度的有限元结果云图数据进行学习,预测高网格密度的有限元结果云图,从而在不牺牲精度的前提下,减少所需的计算成本。模型通过在2倍、4倍和8倍等不同尺度条件下进行实验,在测试数据上的均方误差和平均绝对误差都有显著降低,充分证明了模型在数值预测准确性方面的卓越表现,结果表明,在较少的计算资源投入下,在保证输出结果的高精度下,可利用此模型进行有限元结果云图的加密。 展开更多
关键词 有限元分析 结果云图 Res2Net残差网络 跳跃连接 注意力机制
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高强混凝土结构偏心夹心梁柱节点抗震性能的有限元分析
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作者 相文强 邵维佳 《混凝土》 北大核心 2025年第10期61-65,共5页
基于高强混凝土结构偏心夹心梁柱节点,采用ANSYS有限元分析软件对其抗震性能进行有限元分析,从所获取的研究成果来看,基本上与试验结果相同。最大应力都是在梁端与节点核心区相交处形成的,并且应力会顺着节点核心区对角线的方向变得越... 基于高强混凝土结构偏心夹心梁柱节点,采用ANSYS有限元分析软件对其抗震性能进行有限元分析,从所获取的研究成果来看,基本上与试验结果相同。最大应力都是在梁端与节点核心区相交处形成的,并且应力会顺着节点核心区对角线的方向变得越来越小,梁上等效应力会沿梁高度向中和轴方向变得越来越小。一般情况下裂缝先出现在梁受拉端与节点核心区交界处的位置上,顺着核心区对角线方向而逐渐扩大。随轴压比的增大,开裂剪力和极限剪力之比随之增大;轴压力存在对核心区混凝土有向上约束,可对核心区混凝土裂缝的产生、发展进行抑制;混凝土裂缝在配箍率越高时开展越慢,节点具有较大刚度,箍筋承担剪力也越大。 展开更多
关键词 高强混凝土 梁柱节点 抗震性 有限元分析 承载力
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集中配筋连接中心拉拔试验研究及有限元分析
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作者 罗小勇 周太 +1 位作者 陈奇 廖超 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期1026-1038,共13页
为研究新型装配式剪力墙中集中配束钢筋的黏结锚固性能,分别以灌浆料种类和钢筋锚固长度为试验参数,设计并制作5组共15个试件进行拉拔试验,分析试件的破坏特征和钢筋与试件之间的荷载滑移,对比不同灌浆料和不同锚固长度对黏结强度和破... 为研究新型装配式剪力墙中集中配束钢筋的黏结锚固性能,分别以灌浆料种类和钢筋锚固长度为试验参数,设计并制作5组共15个试件进行拉拔试验,分析试件的破坏特征和钢筋与试件之间的荷载滑移,对比不同灌浆料和不同锚固长度对黏结强度和破坏状态的影响,提出钢筋与试件发生黏结滑移的本构模型并使用有限元软件对建立的本构模型开展分析验证。研究结果表明:在一定的锚固范围内,随应力分布状态的改变,锚固钢筋与试件之间的极限黏结应力先增大后减小;提高灌浆料的强度可以提高锚固钢筋与灌浆料之间的黏结握裹力;本文提出的黏结滑移本构模型和使用的有限元分析方法可以对集中配筋连接中大直径钢筋与灌浆料的黏结滑移行为进行较好地模拟。 展开更多
关键词 集中配筋 黏结滑移关系 有限元分析
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预制型钢混凝土边框柱钢板剪力墙连接及其有限元分析
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作者 王连广 沈泽军 +1 位作者 高海洋 佟永晨 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期115-122,共8页
为了满足预制型钢混凝土边框柱钢板剪力墙(SPSW)连接节点的承载能力和变形要求,设计了法兰板-螺栓连接的新型预制型钢混凝土柱-钢板混凝土节点,分别建立预制和现浇节点的有限元模型,对比二者在同一荷载条件下的承载性能,并分析改变混凝... 为了满足预制型钢混凝土边框柱钢板剪力墙(SPSW)连接节点的承载能力和变形要求,设计了法兰板-螺栓连接的新型预制型钢混凝土柱-钢板混凝土节点,分别建立预制和现浇节点的有限元模型,对比二者在同一荷载条件下的承载性能,并分析改变混凝土强度等级、内置钢板强度等级与厚度、法兰板厚度、轴压比和螺栓数量等参数对连接节点承载能力及变形的影响.结果表明,预制节点和现浇节点的受力性能相似,增加混凝土强度等级、螺栓数量和法兰板厚度均能够提高节点的承载能力,改变内置钢板强度等级与厚度对于节点力学性能影响并不大.设计时建议采用34个螺栓,20 mm厚的内置钢板,15 mm厚的法兰板,轴压比控制在0.7左右. 展开更多
关键词 钢板剪力墙 预制型钢混凝土 法兰板-螺栓连接 有限元分析 承载力
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AISI 9310钢激光冲击及复合强化残余应力有限元分析
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作者 王振 崔义龙 +2 位作者 王铭豪 韩家宝 宋昊天 《精密成形工程》 北大核心 2025年第9期157-166,共10页
目的研究不同激光冲击、激光冲击-喷丸复合强化工艺参数对AISI 9310钢残余应力的强化效果。方法选择激光冲击与喷丸强化AISI 9310钢材料本构模型,确定有限元分析中激光冲击波的加载方式,基于Abaqus软件建立AISI 9310钢激光冲击、激光冲... 目的研究不同激光冲击、激光冲击-喷丸复合强化工艺参数对AISI 9310钢残余应力的强化效果。方法选择激光冲击与喷丸强化AISI 9310钢材料本构模型,确定有限元分析中激光冲击波的加载方式,基于Abaqus软件建立AISI 9310钢激光冲击、激光冲击-喷丸复合强化数值分析模型,分析网格尺寸对残余应力的影响,探究不同激光功率密度与激光光斑尺寸对AISI 9310钢残余应力的影响规律,验证有限元模型的可靠性,在此基础上,研究不同激光冲击-喷丸复合强化工艺参数对残余应力的影响效果。结果在激光冲击强化下,随着激光功率密度的增大,材料表面中心位置的残余压应力与残余压应力峰值均增加,当最大激光功率密度为14.5 GW/cm2时,引入中心表面残余压应力为−719.4 MPa,残余压应力层深度超过500μm;随着光斑尺寸的增大,残余压应力强化层深、强化区域及强化区域峰值均增加,当最大光斑直径为3 mm时,引入残余压应力层最深约800μm,残余压应力峰值最大,为−687.87 MPa。激光冲击-喷丸复合强化引入材料表面中心位置的残余压应力为−1121.36 MPa,与单一激光冲击强化效果相比,残余压应力有效提升。残余压应力峰值位于次表层距离表面约80μm处,最大为−1392.56 MPa,与单一激光冲击强化相比,残余压应力峰值提升,且所处位置下移,但复合强化后表面残余应力分布波动较大。结论较大的激光功率密度与较大的光斑直径可引入较优的残余压应力场,与单一激光冲击强化相比,激光冲击-喷丸复合强化引入的残余应力场提升效果显著。 展开更多
关键词 AISI 9310钢 残余应力 激光冲击 有限元分析 复合强化
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钛合金U型件热冲压成型有限元分析
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作者 周三平 刘雨萱 王丽 《热加工工艺》 北大核心 2025年第15期37-41,50,共6页
针对钛合金U型件热冲压过程中的减薄和回弹等问题,利用Deform-3D有限元模拟软件对U型件热冲压过程进行了数值模拟,分析了不同冲压时期等效应力应变演变过程及产生减薄、回弹等冲压缺陷的原因。结果表明:等效应力、等效应变、减薄量等参... 针对钛合金U型件热冲压过程中的减薄和回弹等问题,利用Deform-3D有限元模拟软件对U型件热冲压过程进行了数值模拟,分析了不同冲压时期等效应力应变演变过程及产生减薄、回弹等冲压缺陷的原因。结果表明:等效应力、等效应变、减薄量等参数在零件圆角处最大,邻近的腰部和腿部次之,且随温度的升高而增大;远离圆角的腿部值非常小,近似于刚体运动,温度的影响可以忽略。腿部回弹大致分成两段,两腿下部往里近似“V”收缩,两腿上部近乎“V”张开,腰部向上旋转,且温度越高,旋转角越大。研究结果对提高U型件热冲压成形质量有重要的指导意义。 展开更多
关键词 U型件 热冲压 有限元分析
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二维和三维织物结构靶板的防弹性能有限元分析
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作者 杨艳菲 王议 +1 位作者 刘俊志 曹皖皖 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第10期41-52,共12页
与传统的二维织物复合材料靶板相比,三维角联锁织物层间有接结纱线连接,可以有效改善复合材料靶板的层间开裂损伤;且其曲面成型性好,用于制作防弹头盔可以一次成型,不需剪裁。然而,不同的纤维集合体结构对复合材料靶板弹道吸能的影响机... 与传统的二维织物复合材料靶板相比,三维角联锁织物层间有接结纱线连接,可以有效改善复合材料靶板的层间开裂损伤;且其曲面成型性好,用于制作防弹头盔可以一次成型,不需剪裁。然而,不同的纤维集合体结构对复合材料靶板弹道吸能的影响机制尚不明确。本研究设计织制了相同面积克重､相同纱线排列密度､不同组织结构的三维和二维织物,并加工成预浸料。通过弹道测试和有限元模拟,对比分析织物内纱线集合体结构对防弹性能的影响。弹道测试结果表明:具有相同材料重量､相同纱线排列密度的四层接结三维角联锁织物与四层斜纹织物靶板的弹道吸能接近,均低于同纱线细度的四层平纹织物;四种织物制备的预浸料靶板也存在同样的规律。有限元分析结果表明:与二维织物相比,三维角联锁织物内平直纱线上应力传递速度更快,应力分布面积更大。三维角联锁织物内接结纱屈曲率高,易提前断裂,因此耗能较少。 展开更多
关键词 三维角联锁织物 二维平纹织物 弹道吸能 有限元分析 防弹性能 复合材料
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