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镍基高温合金磨削两侧毛刺预测模型及有限元分析
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作者 黄文科 曾鑫 +2 位作者 周胜 陈宏轩 陈帅 《工具技术》 北大核心 2025年第2期64-70,共7页
为研究磨削工艺参数和磨粒几何参数对两侧毛刺的影响规律,基于磨削两侧毛刺的预测模型建立了单颗PCBN磨粒高速磨削Inconel 718合金的三维有限元模型与预测模型,并进行对比分析。结果表明:有限元分析与预测模型的结论基本一致,磨削两侧... 为研究磨削工艺参数和磨粒几何参数对两侧毛刺的影响规律,基于磨削两侧毛刺的预测模型建立了单颗PCBN磨粒高速磨削Inconel 718合金的三维有限元模型与预测模型,并进行对比分析。结果表明:有限元分析与预测模型的结论基本一致,磨削两侧毛刺的形态主要体现在高度方向,磨削速度对两侧毛刺的高度和宽度均影响不大,毛刺高度和宽度均对磨削深度比较敏感,磨削深度越大,两侧毛刺的高度和宽度也越大。另外,磨粒顶锥角和磨粒刃口半径对两侧毛刺高度影响较小,但两侧毛刺宽度对这两个参数比较敏感,磨粒顶锥角和磨粒刃口半径增大,毛刺宽度也随之增加,其中磨粒刃口半径的影响更为明显。 展开更多
关键词 镍基高温合金 磨粒磨削 有限元分析 两侧毛刺 预测模型
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飞轮壳模态参数识别及有限元模型修正研究 被引量:2
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作者 胡溧 储文彬 +3 位作者 陈雷磊 谭征宇 王佳 杨啟梁 《中国测试》 北大核心 2025年第2期39-45,共7页
针对某型商用车发动机飞轮壳的结构动态特性进行研究,基于Block Lanczos算法获取飞轮壳的计算模态参数,基于PolyMax算法提取飞轮壳的试验模态参数。运用模态置信准则(modal assurance criterion,MAC)对试验模态振型和计算模态振型的相... 针对某型商用车发动机飞轮壳的结构动态特性进行研究,基于Block Lanczos算法获取飞轮壳的计算模态参数,基于PolyMax算法提取飞轮壳的试验模态参数。运用模态置信准则(modal assurance criterion,MAC)对试验模态振型和计算模态振型的相关性进行分析。为更准确地识别模态参数并提升测试效率,对测点MAC值进行灵敏度分析,优化试验线框模型的测点布置。使用结构优化方法,对飞轮壳有限元模型结构参数进行修正,提升有限元模型的准确性。结果表明:优化测点的模态参数识别及有限元模型修正方法验证并提升飞轮壳有限元模型的准确性,可为同类型结构的模态参数识别和模型修正提供参考,也为飞轮壳的结构动态特性分析和优化设计提供理论依据。 展开更多
关键词 飞轮壳 模态分析 模态验证 灵敏度分析 有限元模型修正
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基于有限元分析的连续油管寿命研究及预测模型 被引量:1
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作者 黄云 易柳舟 +1 位作者 伍诗豪 刘博涵 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期512-515,共4页
目前针对连续油管的寿命预测研究较少,但在实际的生产中连续油管的突然失效会造成极大安全隐患,急需解决方案。针对此问题,本文使用有限元仿真方法,针对三种规格的CT80连续油管在不同工况下进行有限元分析,得到了连续油管的受力、形变... 目前针对连续油管的寿命预测研究较少,但在实际的生产中连续油管的突然失效会造成极大安全隐患,急需解决方案。针对此问题,本文使用有限元仿真方法,针对三种规格的CT80连续油管在不同工况下进行有限元分析,得到了连续油管的受力、形变和疲劳寿命。用疲劳试验对有限元分析进行验证,证明了有限元分析的疲劳寿命的准确性。将连续油管的直径、壁厚、内压、弯曲半径参数转化为外壁应变和环向应力,通过数据拟合建立了关于外壁应变、环向应力和疲劳寿命之间的全经验公式,得到连续油管疲劳寿命预测模型。并用试验得出的结果与疲劳寿命预测模型进行比较,误差较小,可用于CT80连续油管的疲劳寿命预测,最后通过疲劳试验得到了连续油管在二级加载下的疲劳寿命模型,该模型可预测油管在第二级载荷下的剩余疲劳寿命。 展开更多
关键词 连续油管 有限元分析 疲劳试验 寿命分析 预测模型
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基于有限元法的MK1060MF模切机主机框架力学分析
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作者 刘名轩 杨一帆 +1 位作者 陈光 宋海燕 《印刷与数字媒体技术研究》 北大核心 2025年第5期277-285,共9页
为提高模切机的稳定性和模切精度,本研究采用Solidworks 2010软件建立模切机主框架模型,并用Simulation进行有限元仿真分析,分析该结构在300吨力的载荷下的应力和变形,依据分析结果对主机框架的尺寸进行优化设计和调整。经对原模型有限... 为提高模切机的稳定性和模切精度,本研究采用Solidworks 2010软件建立模切机主框架模型,并用Simulation进行有限元仿真分析,分析该结构在300吨力的载荷下的应力和变形,依据分析结果对主机框架的尺寸进行优化设计和调整。经对原模型有限元分析发现,上平台尖角处有应力集中出现小面积屈服,由于屈服面积不大,可以认为是安全的;最大最小位移差值出现在上平台底面,且上平台变形左右不均,两侧墙板上的大小窗口位移差存在较大差异,需要进一步优化。优化后,上平台尖角处应力集中现象有所改善,大小窗口的位移差趋于相近,上平台底面的位移差减少约26.67%,为模切机主机框架结构设计提供依据。 展开更多
关键词 模切机 模型 仿真分析 有限元 优化
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基于响应面方法的直升机机身有限元模型参数修正
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作者 朱尹 韩东 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期252-258,共7页
为降低直升机机身的有限元模型与实际模型之间的偏差,采用了一种基于响应面法的直升机机身模型修正方法。该方法使用一个超曲面函数来近似地替代实际的、隐式的复杂函数关系,避免了传统参数修正方法每次迭代时都调用有限元程序的步骤。... 为降低直升机机身的有限元模型与实际模型之间的偏差,采用了一种基于响应面法的直升机机身模型修正方法。该方法使用一个超曲面函数来近似地替代实际的、隐式的复杂函数关系,避免了传统参数修正方法每次迭代时都调用有限元程序的步骤。同时,通过拉丁超立方采样减少样本点数量从而提高了计算效率。以直升机10%缩比机身模型为例,通过试验与有限元分析分别获得其实际模型与有限元模型的前六阶固有频率,通过灵敏度分析确定了设计参数,利用响应面方法对该机身模型进行了参数修正。机身的有限元模型预测结果与试验测试结果之间的固有频率平均误差由3.54%降低至1.03%,有限元模型的预测精度显著提升。修正结果表明,基于响应面方法的有限元模型修正方法能够有效地应用于直升机机身模型参数修正。 展开更多
关键词 直升机机身 模型修正 响应面方法 灵敏度分析 有限元分析 拉丁超立方采样
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悬浇拱有限元模型分节段实时的不确定性修正 被引量:1
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作者 田仲初 张伟 +2 位作者 蔡岳 林乐鑫 杨一科 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第3期398-408,共11页
【目的】悬臂浇筑混凝土拱桥施工过程中存在诸多不确定性因素(如材料性能、施工技术、环境条件等),可能会导致初始有限元模型与实际结构存在偏差。为了确保有限元模型能够精准地模拟施工过程,对其进行修正至关重要。传统模型修正方法未... 【目的】悬臂浇筑混凝土拱桥施工过程中存在诸多不确定性因素(如材料性能、施工技术、环境条件等),可能会导致初始有限元模型与实际结构存在偏差。为了确保有限元模型能够精准地模拟施工过程,对其进行修正至关重要。传统模型修正方法未能充分考虑实际结构中存在的不确定性问题,导致修正模型仍可能与实际情况不一致。因此,本文以贵州锡绣特大桥和清水江特大桥为工程依托,对其进行了分节段施工不确定性模型的有限元修正研究。【方法】采用响应面法对悬浇拱桥施工期的结构参数进行敏感性分析,以减少非敏感性参数对不确定性模型修正结果的影响。基于所识别敏感参数,利用Design Expert软件中的中心复合试验设计模块获取某一节段的响应面替代模型,进一步引入具有能量化参数不确定性的区间分析法与能够获得更精确解区间的仿射算法来构建仿射-区间响应面函数,利用粒子群算法对该函数进行区间优化求解,并将所修正的参数区间用于下一节段模型修正。【结果】敏感性分析结果表明,拱圈节段容重、扣索索力和锚索索力是显著影响施工过程中控制性结构响应的敏感参数。锡绣特大桥主拱圈0#、1#节段的不确定性模型修正结果表明,修正参数区间相较于初始区间显著缩小,修正后的模型结构响应更接近实测响应。对比分析了锡绣特大桥和清水江特大桥不确定性模型修正前后的参数区间和结构响应后发现,两者主拱圈节段修正参数区间较初始区间均有显著减小,且与实测参数区间较为接近。此外,修正后的有限元模型在当前及后一节段的结构响应与实测值更为吻合,验证了该方法在不确定性模型修正中的适用性和有效性。【结论】基于响应面法所识别的悬浇拱桥施工期敏感性参数能够有效地实现不确定性模型的修正。仿射-区间响应面法在斜拉扣挂悬浇拱桥分节段施工的不确定性模型修正中切实可行,修正后的模型不仅能够更真实地反映该节段的结构响应,也能更好地预测下一节段的结构响应,从而为后续施工阶段提供更精准的指导,确保实际工程结构的安全性、可控性。 展开更多
关键词 悬臂浇筑拱桥 拱圈 有限元模型修正 响应面法 区间分析 仿射算法 参数敏感性分析 敏感百分比
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考虑结合面特性影响的机床整机有限元静力学分析模型 被引量:5
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作者 王豪 黄为彬 方兵 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第4期732-738,共7页
针对机床数字化设计中典型结合面建模精度误差较大的问题,提出了一种采用虚拟材料等效结合面静力学特性的方法,建立了考虑结合面特性影响的机床整机有限元静力学分析模型,并完成了相应的静刚度测试实验。首先,综合考虑了弹塑性变形机制... 针对机床数字化设计中典型结合面建模精度误差较大的问题,提出了一种采用虚拟材料等效结合面静力学特性的方法,建立了考虑结合面特性影响的机床整机有限元静力学分析模型,并完成了相应的静刚度测试实验。首先,综合考虑了弹塑性变形机制和摩擦力的影响,提出了一种新的结合面法向和切向刚度的分析模型;其次,根据不同类型结合面的特点,采用虚拟材料模拟结合面的刚度特性,建立了刚度特性与虚拟材料弹性模量和泊松比的关系,并将其应用于精密数控机床整机的静刚度分析;最后,开展了整机工艺系统的静刚度测试实验,得到了主轴末端X、Y、Z三个方向的刚度分别为26.60 N/μm、41.87 N/μm和40.17 N/μm,并将其与仿真数据进行了对比。研究结果表明:不考虑结合面影响的模型相对误差将近17%,而考虑结合面影响的模型相对误差在5%以内,验证了考虑结合面特性影响的机床整机有限元静力学分析模型的有效性;采用虚拟材料等效结合面静力学特性的方法可作为机床数字化设计的一种可行的方法。 展开更多
关键词 机床数字化设计 虚拟材料法 结合面静力学特性 静刚度测试 有限元静力学分析模型 弹塑性模型
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建筑信息模型与有限元模型桥梁信息传递技术分析 被引量:4
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作者 蔡春声 庞春地 宋晓东 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1339-1345,共7页
为解决桥梁智能设计建造过程中建筑信息模型(building information modeling,BIM)向有限元模型传递信息的局限性,提出基于Revit建模软件二次开发的方法,提取并编译信息进行传递.利用Revit API以及C#语言对Revit软件进行二次开发,设计Re... 为解决桥梁智能设计建造过程中建筑信息模型(building information modeling,BIM)向有限元模型传递信息的局限性,提出基于Revit建模软件二次开发的方法,提取并编译信息进行传递.利用Revit API以及C#语言对Revit软件进行二次开发,设计Revit外部命令插件接口进行模型信息传递.依托某预应力混凝土连续箱梁工程,验证模型信息传递方法的可行性以及程序接口传递信息的准确性.研究结果表明:通过对Revit软件的二次开发,可成功建立Revit模型与Midas模型的直接映射关系;设计的接口将Revit模型信息编译为Midas可读取的.mct命令流,可成功实现模型信息的传递,满足桥梁工程的设计需要.该方法解决了重复建模效率低下的问题,为探索研究“BIM+有限元分析”一体化提供参考. 展开更多
关键词 建筑信息模型(BIM) 信息传递 二次开发 Revit API 有限元分析
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直线型磁通切换电机特性分析的时步有限元模型
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作者 杜巍 吴玉磊 +1 位作者 闻程 马增强 《现代电子技术》 北大核心 2024年第24期25-32,共8页
针对直线型双边磁通切换永磁电机(DLFSPM)结构相对复杂,现阶段运行特性研究不充分的问题,以时步有限元为工具,建立了一种研究DLFSPM运行特性的场路耦合分析模型。阐述了DLFSPM电动运行原理,并推导出ABC坐标系下的运行特性方程。为解决... 针对直线型双边磁通切换永磁电机(DLFSPM)结构相对复杂,现阶段运行特性研究不充分的问题,以时步有限元为工具,建立了一种研究DLFSPM运行特性的场路耦合分析模型。阐述了DLFSPM电动运行原理,并推导出ABC坐标系下的运行特性方程。为解决直线电机仿真环境下的开域处理问题,建立圆弧形电机仿真拓扑,以一台额定输出电磁推力为400 N的DLFSPM样机为例,得到可以同时考虑DLFSPM内部磁场和外电路特性的场路耦合时步有限元模型。最后,利用该时步有限元分析模型研究了其空载特性和力角特性,仿真与实测的相关对比曲线结果表明二者吻合较好,说明该模型具有良好的计算精度,进一步验证了其正确性和有效性。 展开更多
关键词 直线型双边磁通切换永磁电机(DLFSPM) 场路耦合 运行原理 时步有限元分析模型 空载特性 力角特性
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热风黏合烘箱有限元仿真分析与结构优化 被引量:1
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作者 吕汉明 梁金辉 +1 位作者 马崇启 端木德庆 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期216-223,共8页
为研究和提升热风黏合烘箱内部流场和温度场的均匀性,采用有限元分析方法对烘箱内部流场进行了仿真分析与优化。使用SolidWorks建立了烘箱流体域三维模型,根据烘箱工作时条件设定仿真计算的边界条件,通过实验测量得到纤维网的流阻数值,... 为研究和提升热风黏合烘箱内部流场和温度场的均匀性,采用有限元分析方法对烘箱内部流场进行了仿真分析与优化。使用SolidWorks建立了烘箱流体域三维模型,根据烘箱工作时条件设定仿真计算的边界条件,通过实验测量得到纤维网的流阻数值,设定流阻相同的多孔介质模型代替纤维网实际结构,利用Fluent软件对烘箱内部流体域模型进行仿真计算,通过实验验证了仿真建模及计算的正确性。仿真结果表明:现有结构的烘箱上风道内流场不匀,纤维网表面温度场均匀性较差,针对仿真结果反映出的问题对烘箱结构进行了优化;优化后的烘箱仿真结果显示烘箱内部流场均匀性提升,纤维网上表面温度的总体均匀度由86.43%提升到93.06%。对烘箱进行结构优化后不仅提升了烘箱内部整体流场和温度场的均匀性,同时有利于降低烘箱的能耗。 展开更多
关键词 有限元分析 热风黏合烘箱 多孔介质模型 均匀性 内部流场 无胶棉
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强夯起重机臂架结构有限元分析及优化 被引量:1
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作者 王相兵 李辉 +2 位作者 杜全斌 苏振恒 周航 《农业装备与车辆工程》 2024年第3期87-90,共4页
针对强夯起重机臂架实际工况下的应力集中、结构冗余等问题,以某新型强夯起重机为分析对象,采用UG NX及其Nastran模块建立三维模型,有限元分析计算确定多种工况载荷,得到强夯起重机在静载和动载荷作用下的位移和应力分布情况,确定应力... 针对强夯起重机臂架实际工况下的应力集中、结构冗余等问题,以某新型强夯起重机为分析对象,采用UG NX及其Nastran模块建立三维模型,有限元分析计算确定多种工况载荷,得到强夯起重机在静载和动载荷作用下的位移和应力分布情况,确定应力集中和结构冗余部位,通过优化设计改善结构应力分布,减轻臂架质量并提高其力学性能。对起重和脱钩工况的优化结果表明,臂架最大应力和最大位移分别减少12.5%和6.99%,臂架质量减轻2.36%。 展开更多
关键词 强夯起重机 有限元模型 有限元分析 臂架结构优化
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基于统计分析技术的有限元模型修正研究 被引量:56
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作者 费庆国 张令弥 +1 位作者 李爱群 郭勤涛 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期23-26,i003,共5页
采用统计学的方差分析和回归分析技术研究模型修正的有关问题,主要包括基于方差分析的参数筛选、基于回归分析的响应面拟合和利用响应面进行模型修正三个方面。目前工程上采用的基于灵敏度分析的参数挑选方法根据参数在某设计点处的灵... 采用统计学的方差分析和回归分析技术研究模型修正的有关问题,主要包括基于方差分析的参数筛选、基于回归分析的响应面拟合和利用响应面进行模型修正三个方面。目前工程上采用的基于灵敏度分析的参数挑选方法根据参数在某设计点处的灵敏度进行挑选,而基于方差分析的参数筛选是从全局的角度,在整个设计空间上挑选对特征量有显著影响的设计参数。基于响应面的修正方法,首先在参数的整个设计空间范围内利用回归分析技术,以显式的响应面模型逼近特征量与设计参数间复杂的隐式函数关系,然后在其基础上进行迭代修正。提出的方法不但可以应用于线性、低频等现有的模型修正方法适用的范围,而且易于推广到非线性、冲击等现有修正方法较少涉及的领域。此外,现有的方法由于每次迭代都需要调用有限元分析软件进行计算,在缺少软件接口的情况下,较难实现工程应用。这种方法只在准备样本数据时需要进行有限元分析,修正过程中无需调用,因而利于工程应用。 展开更多
关键词 有限元模型修正 统计分析技术 回归分析技术 有限元分析软件 方差分析 修正方法 设计参数 工程应用 灵敏度分析 响应面模型 有关问题 挑选方法 设计空间 空间范围 函数关系 迭代修正 软件接口 样本数据 飞机模型 特征量
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基于精确模型的斜齿轮接触应力有限元分析 被引量:66
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作者 杨汾爱 张志强 +1 位作者 龙小乐 鲍务均 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2003年第2期206-208,共3页
在 Pro/ E中通过实例阐述了斜齿轮的精确建模方法 ,并介绍了具体的设计原理 ,将生成的一对齿轮进行标准安装生成啮合模型。通过 Pro/ E与 ANSYS的数据交换接口 ,把啮合模型的几何数据导入 ANSYS中 ,并转化成由节点及元素组成的有限元模... 在 Pro/ E中通过实例阐述了斜齿轮的精确建模方法 ,并介绍了具体的设计原理 ,将生成的一对齿轮进行标准安装生成啮合模型。通过 Pro/ E与 ANSYS的数据交换接口 ,把啮合模型的几何数据导入 ANSYS中 ,并转化成由节点及元素组成的有限元模型 ,运用完全牛顿 -拉普森方法进行接触应力的静力学求解 ,并介绍了算法原理。本文充分展示了 CAD与 展开更多
关键词 斜齿轮 精确模型 有限元分析 接触应力
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基于健康监测的连续刚构桥有限元模型确认(Ⅱ)——不确定性分析与模型精度评价 被引量:13
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作者 宗周红 高铭霖 夏樟华 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期85-92,共8页
在下白石连续刚构桥基于响应面法的模型修正基础上,首先介绍模型确认过程试验/计算相关性分析的若干确认准则,分析模型与试验不确定性的来源;然后假定随机变量服从正态分布,采用蒙特卡罗有限元分析方法进行不确定性分析和量化,并评价模... 在下白石连续刚构桥基于响应面法的模型修正基础上,首先介绍模型确认过程试验/计算相关性分析的若干确认准则,分析模型与试验不确定性的来源;然后假定随机变量服从正态分布,采用蒙特卡罗有限元分析方法进行不确定性分析和量化,并评价模型的预测精度,实现连续刚构桥的有限元模型确认。结果表明:确认后的下白石大桥有限元模型能够很好地反映下白石大桥的真实状况,可供桥梁健康监测、损伤诊断和安全评估参考。 展开更多
关键词 有限元模型确认 相关性分析 不确定性分析 模型精度评价 连续刚构桥
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瑞利阻尼介质有限元离散模型动力分析的数值稳定性 被引量:22
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作者 王进廷 杜修力 张楚汉 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2002年第6期18-24,共7页
本文针对几种有一般阻尼的动力系统数值积分的显式方法 ,讨论了阻尼对稳定性的影响 ,并建议了瑞利阻尼介质有限元离散模型中动力分析数值稳定性的实用稳定判别方法。
关键词 离散模型 动力分析 阻尼介质 有限元 数值稳定性 频率
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基于本构模型参数的肌肉主动力响应有限元分析 被引量:11
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作者 李凡 粟思橙 +2 位作者 胡伟 黄晶 杨济匡 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期49-54,共6页
研究了肌肉主动力有限元模型的力学性能与稳定性,使其适用于头颈部动力学响应的仿真研究.运用准线性黏弹性被动单元与Hill主动单元相耦合的方法,建立了兔子胫前肌的有限元仿真模型.对比Myers实验数据验证了该模型在不同应变率下离心收... 研究了肌肉主动力有限元模型的力学性能与稳定性,使其适用于头颈部动力学响应的仿真研究.运用准线性黏弹性被动单元与Hill主动单元相耦合的方法,建立了兔子胫前肌的有限元仿真模型.对比Myers实验数据验证了该模型在不同应变率下离心收缩的应力应变特性.同时研究了等长收缩与轴向压缩模式下的肌肉的力学特性.仿真结果表明,仿真模型与实验输出应力应变曲线具有较好的一致性,在相同应变情况下,最大应力误差仅为0.07MPa.该模型具有较好的计算稳定性与生物逼真度,能够满足人体颈部肌肉建模的需求. 展开更多
关键词 生物力学 肌肉主动力 有限元分析 准线性黏弹性材料 本构模型 耦合模型
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柴油机活塞组耦合模型有限元分析 被引量:7
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作者 冯立岩 范立云 +1 位作者 隆武强 孙秀峰 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期153-156,共4页
建立了活塞、活塞环、活塞销和缸套的耦合模型 ,采用接触对、设定接触热阻的方法对耦合模型进行了二维和三维瞬态温度场的分析。对采用接触模型和粘贴方式模型的分析结果做了比较。
关键词 柴油机 活塞组 耦合模型 有限元分析 接触模型 粘贴方式模型
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V形支撑局部结构模型空间有限元分析 被引量:18
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作者 胡明 张开敬 赵人达 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 1997年第1期29-31,35,共4页
本文应用SAP5程序中的第八类厚壳单元,对南昆铁路八渡南盘江特大桥V形支撑局部结构模型进行了应力分析,绘出了各部位等应力迹线,并揭示出了常规内力分析中不能发现的一些问题。
关键词 V形支撑 局部结构模型 空间有限元分析 铁路桥
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全膝关节置换术膝关节有限元模型的构建及其力学分析 被引量:5
19
作者 董跃福 牟志芳 +5 位作者 蒋胜波 刘旭东 何维栋 王兵 刘建 崔吉正 《医学研究生学报》 CAS 北大核心 2017年第8期839-843,共5页
目的通过多模态CT和MRI影像数据构建复杂人体膝关节有限元模型的研究较少。文中旨在通过CT和MRI影像数据配准融合构建全膝关节置换术(TKA)膝关节有限元模型,进行有限元分析,为TKA膝关节生物力学仿真研究提供模型。方法采集连云港市第一... 目的通过多模态CT和MRI影像数据构建复杂人体膝关节有限元模型的研究较少。文中旨在通过CT和MRI影像数据配准融合构建全膝关节置换术(TKA)膝关节有限元模型,进行有限元分析,为TKA膝关节生物力学仿真研究提供模型。方法采集连云港市第一人民医院关节外科2016年6月1例26岁正常成年男性左侧膝关节CT和MRI影像数据,导入至Mimics软件构建膝关节骨性和非骨性结构三维模型。以外部参照点进行模型配准,融合成膝关节三维整体模型。仿真植入TKA假体组件,构建TKA膝关节三维模型,进一步网格划分,构建TKA膝关节三维有限元模型。对其定义材料属性、确定边界条件和载荷后,进行有限元分析。结果通过CT和MRI影像配准融合构建出包含骨骼、韧带、假体、聚乙烯衬垫和骨水泥层的TKA膝关节有限元模型,模型保持了TKA膝关节内不同结构的空间位置关系。有限元分析结果显示了TKA膝关节内的应力分布特征。TKA膝关节内外侧间室股骨假体与聚乙烯衬垫发生接触,内外侧间室接触总面积为230 mm2,内侧间室为124mm2,外侧间室为106mm2,内侧间室接触面积约为外侧间室的1.17倍。内侧间室聚乙烯上表面的压应力峰值为15.72 MPa,外侧间室聚乙烯上表面的压应力峰值为14.45 MPa,内侧间室压应力峰值是外侧间室的1.09倍。结论基于CT和MRI影像数据配准融合构建的TKA膝关节有限元模型为研究TKA膝关节生物力学行为提供了可靠工具。 展开更多
关键词 膝关节 有限元模型 有限元分析 全膝关节置换术
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基于斜齿轮温度场研究的有限元分析模型 被引量:4
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作者 陈国定 李剑新 +2 位作者 刘志全 张永红 李建华 《机械科学与技术》 EI CSCD 北大核心 1999年第3期401-402,405,共3页
基于对斜齿圆柱齿轮本体温度场的导热方程及其等价的泛函分析,和根据斜齿轮不规则几何形状及温度场复杂边界条件所做的合理简化,建立了适用于斜齿轮本体温度场研究的有限元数学分析模型,提出了针对斜齿轮稳态和非稳态本体温度场计算... 基于对斜齿圆柱齿轮本体温度场的导热方程及其等价的泛函分析,和根据斜齿轮不规则几何形状及温度场复杂边界条件所做的合理简化,建立了适用于斜齿轮本体温度场研究的有限元数学分析模型,提出了针对斜齿轮稳态和非稳态本体温度场计算的分析方法。 展开更多
关键词 斜齿轮 温度场 有限元 分析模型 齿轮传动
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