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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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镍基高温合金磨削两侧毛刺预测模型及有限元分析
2
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:1
3
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
4
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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基于响应面方法的直升机机身有限元模型参数修正
5
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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基于ANSYS Workbench的汽车传动轴静力学分析 被引量:1
6
作者 胡诗悦 吴彬 连碧华 《南方农机》 2025年第1期158-160,198,共4页
【目的】传动轴的性能直接影响汽车的稳定性和使用年限,目前汽车传动轴在汽车行驶过程中的弯曲变形十分明显。汽车的传动轴转速较高、支承少,不仅可以传递动能,而且可以改变传动轴线的方向,在汽车驱动系统中发挥着重要作用。【方法】文... 【目的】传动轴的性能直接影响汽车的稳定性和使用年限,目前汽车传动轴在汽车行驶过程中的弯曲变形十分明显。汽车的传动轴转速较高、支承少,不仅可以传递动能,而且可以改变传动轴线的方向,在汽车驱动系统中发挥着重要作用。【方法】文章通过三维绘图软件绘制传动轴的三维模型,根据实际工作情况分析传动轴的受力位置、受力大小和受力方向,利用ANSYS Workbench软件对传动轴进行有限元仿真,求出极限状态下的等效应力和总变形量。【结果】传动轴最容易失效的截面发生在轴中间处,在之后的传动轴设计过程中应充分考虑此处的变形和位移,为汽车传动轴结构优化设计提供理论基础。【结论】该研究为减少汽车传动轴受力变形提供了思路,对汽车传动轴设计与研制具有重要的意义。 展开更多
关键词 传动轴 有限元 静力学分析
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悬浇拱有限元模型分节段实时的不确定性修正
7
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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不同材料属性振动筛筛箱侧板有限元分析
8
作者 王新文 《农业装备与车辆工程》 2025年第1期143-146,共4页
为了避免振动筛筛箱侧板在工作过程中出现断裂现象,以ZKB2460型直线振动筛侧板为研究对象,用ANSYS Workbench有限元分析软件对不同材料属性的振动筛筛箱侧板进行静力学分析,得出筛箱侧板的最大变形量和最大等效应力值。对筛箱侧板进行... 为了避免振动筛筛箱侧板在工作过程中出现断裂现象,以ZKB2460型直线振动筛侧板为研究对象,用ANSYS Workbench有限元分析软件对不同材料属性的振动筛筛箱侧板进行静力学分析,得出筛箱侧板的最大变形量和最大等效应力值。对筛箱侧板进行模态分析,得到侧板前6阶的固有频率和振型云图。结果表明,在所选取的5种材料中变形量最小的材料为Q235A,变形量值为0.232 mm;SUS304材料的前6阶固有频率最低,Q235A材料的前6阶固有频率最高。 展开更多
关键词 筛箱侧板 材料属性 有限元分析 静力学分析 模态分析 振型
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客车车架有限元静力学分析 被引量:23
9
作者 薛大维 赵雨旸 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1075-1078,共4页
用有限元分析方法研究车架三维实体建模过程中的关键技术问题,选用CATIA软件建立车架的三维实体模型,在此基础,研究车架有限元模型的建模方法,包括CAD模型的导入、主坐标系的建立、单元的选择、模型的简化原则等,并应用有限元分析软件AN... 用有限元分析方法研究车架三维实体建模过程中的关键技术问题,选用CATIA软件建立车架的三维实体模型,在此基础,研究车架有限元模型的建模方法,包括CAD模型的导入、主坐标系的建立、单元的选择、模型的简化原则等,并应用有限元分析软件ANSYS7.0建立客车车架的有限元模型,对车架进行结构静力分析,计算该车架结构在弯曲工况下的刚度、强度,并对计算结果进行评价,提出相应的结构改进建议.结果表明:该车架结构的整体弯曲刚度、局部弯曲刚度均符合要求,并且远远超出规定,应通过合理的改进措施将其确定在合适范围内;该车架结构的弯曲应力在材料的屈服极限以内,弯曲应力余量较大;另外,车架存在局部应力集中现象.所以,必须对车架进行结构优化.为客车车架的设计与制造提供了理论依据. 展开更多
关键词 客车车架 有限元 静力学分析
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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
10
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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杨房沟拱坝整体稳定性的三维非线性有限元分析与地质力学模型试验研究 被引量:15
11
作者 张泷 刘耀儒 +1 位作者 杨强 李波 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期239-246,共8页
保证拱坝的整体稳定是拱坝设计和建设的重要问题。拱坝整体稳定性问题是一个涉及非均匀性、多裂隙介质、不可逆内部损伤演化的三维非线性问题。非线性有限元和地质力学模型试验是研究这类问题的最主要方法。通过三维非线性有限元(TFINE... 保证拱坝的整体稳定是拱坝设计和建设的重要问题。拱坝整体稳定性问题是一个涉及非均匀性、多裂隙介质、不可逆内部损伤演化的三维非线性问题。非线性有限元和地质力学模型试验是研究这类问题的最主要方法。通过三维非线性有限元(TFINE程序)对杨房沟拱坝-地基进行三维数值模拟,并采用200∶1的模型比例尺对杨房沟拱坝-地基进行三维地质力学模型试验。分别根据数值模拟和模型试验的结果对拱坝的位移和应力分布规律,破坏机理和整体稳定性进行分析。两者结果吻合较好。通过综合数值模拟和模型试验的分析结果对拱坝的整体稳定性做出评价,给出坝肩岩体相对薄弱的部位,并对拱坝设计和地基处理提出建议。 展开更多
关键词 拱坝 有限元 地质力学模型试验 稳定性分析 加固
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基于有限元法的燃料电池发动机主框架静力学校核与模态分析 被引量:1
12
作者 李金泉 陈恳 杨向东 《组合机床与自动化加工技术》 2006年第9期21-23,共3页
文章建立了一种燃料电池发动机主框架的有限元实体模型,应用有限元法对其进行了静力学分析,分别获得了发动机主框架在承受一定静载荷条件下各节点的变形情况与应力分布情况,在此基础上,应用分块Lanczos法对该发动机主框架进行了模态分析... 文章建立了一种燃料电池发动机主框架的有限元实体模型,应用有限元法对其进行了静力学分析,分别获得了发动机主框架在承受一定静载荷条件下各节点的变形情况与应力分布情况,在此基础上,应用分块Lanczos法对该发动机主框架进行了模态分析,得到了其低阶固有频率及其对应的振型和振型动画。上述校核与分析不仅满足了实际工程设计需要,而且为燃料电池发动机的结构优化以及进一步深入的动力学分析提供了理论依据。 展开更多
关键词 燃料电池发动机 模态分析 静力学 有限元
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全腰椎三维有限元模型的构建及仰卧位屈曲模式下椎间盘蠕变的生物力学分析 被引量:2
13
作者 苏春涛 眭承志 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1136-1138,共3页
有限元分析(finite element analysis,FEA)作为生物力学研究方法之一,已经广泛用于腰椎生物力学分析研究。以往的建模多集中在运动节段的模型建立,无法体现腰椎整体运动时各节段相互关系,椎间盘的建立以后期软件制作为主,本研究通过... 有限元分析(finite element analysis,FEA)作为生物力学研究方法之一,已经广泛用于腰椎生物力学分析研究。以往的建模多集中在运动节段的模型建立,无法体现腰椎整体运动时各节段相互关系,椎间盘的建立以后期软件制作为主,本研究通过椎体骨及椎间盘不同的CT值来区分和获取腰椎全节段(含椎间盘)数据,建立L1至S1全腰椎三维有限元模型,使得模型工况更接近客观结构。 展开更多
关键词 三维有限元模型 椎间盘蠕变 力学分析 腰椎 生物 卧位屈曲 有限元分析 力学研究
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三跨连续曲线宽箱梁力学特性有限元分析与模型试验 被引量:4
14
作者 王解军 李旺 +1 位作者 刘昕炜 谭鹏 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2015年第6期102-110,共9页
基于梁格法、有限单元法以及比拟正交异性板法的基本原理,针对曲线宽箱梁特殊的截面特点,建立了一种简单实用又具有足够精度的改进梁格法,即比拟板-梁格法,并提出该方法用于梁格划分以及截面特性计算的一般方法;同时,模拟实际工程,建立... 基于梁格法、有限单元法以及比拟正交异性板法的基本原理,针对曲线宽箱梁特殊的截面特点,建立了一种简单实用又具有足够精度的改进梁格法,即比拟板-梁格法,并提出该方法用于梁格划分以及截面特性计算的一般方法;同时,模拟实际工程,建立曲线宽箱梁桥的传统梁格模型、比拟板-梁格模型以及精细的三维实体有限元模型,研究曲线宽箱梁在不同荷载作用下的空间受力情况及内力横向传递机制;制作三跨连续曲线宽箱梁桥的有机玻璃模型,采用静力加载的方式来测得曲梁控制截面上的应变和挠度,并提出用不均匀系数来表达曲线桥的不均匀受力;将试验结果与有限元模型的计算结果进行比较分析,验算比拟板-梁格模型的计算精度及实用性,同时得到了连续曲线宽箱梁的应力与挠度横向分布规律。结果表明:比拟板-梁格模型的计算精度高于传统梁格模型,同实体单元法相比,比拟板-梁格法的模型简单且计算方便,便于工程设计应用。 展开更多
关键词 连续曲线宽箱梁 不均匀受力 比拟板-梁格法 有限元分析 有机玻璃模型试验
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有限元模型对输电铁塔力学分析的影响 被引量:3
15
作者 张峰 李鹏云 《广东电力》 2010年第12期47-49,共3页
以某110kV猫头型输电铁塔为例,利用ANSYS分析软件对输电铁塔的刚架模型和桁梁混合模型进行力学分析,得出2种模型对输电塔杆件应力和变形的影响规律;研究表明,2种模型所计算的最大综合位移值和最大综合应力相差较小,且发生最大综合应力... 以某110kV猫头型输电铁塔为例,利用ANSYS分析软件对输电铁塔的刚架模型和桁梁混合模型进行力学分析,得出2种模型对输电塔杆件应力和变形的影响规律;研究表明,2种模型所计算的最大综合位移值和最大综合应力相差较小,且发生最大综合应力极值的工况和杆件部位相同;实践证明,在同一工况下,桁梁混合模型结构设计较之刚架模型安全。 展开更多
关键词 输电铁塔 有限元模型 力学分析
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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:3
16
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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基于肌骨动力学与有限元耦合模型的脊柱生物力学研究应用进展 被引量:1
17
作者 杜娟 夏晓宇 +2 位作者 孟琳 苗军 明东 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期233-240,共8页
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... 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。 展开更多
关键词 脊柱 运动分析 肌骨模型 有限元
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基于混凝土损伤模型的PC梁力学性能有限元分析 被引量:3
18
作者 马燚 《混凝土》 CAS 北大核心 2018年第7期46-50,57,共6页
为了探明混凝土塑性损伤模型中有无损伤因子对无黏结预应力混凝土梁与有黏结预应力混凝土梁力学性能的影响,通过ABAQUS软件对以往两种预应力混凝土试验梁进行有限元数值模拟分析,选择适当单元、预应力筋与混凝土之间的接触讨论有无损伤... 为了探明混凝土塑性损伤模型中有无损伤因子对无黏结预应力混凝土梁与有黏结预应力混凝土梁力学性能的影响,通过ABAQUS软件对以往两种预应力混凝土试验梁进行有限元数值模拟分析,选择适当单元、预应力筋与混凝土之间的接触讨论有无损伤因子对其力学性能影响分析,并将得出的力位移曲线与试验结果对比。结果表明:(1)两种有限元分析结果的PC梁初期刚度与试验结果基本一致,未考虑损伤因子的有限元模型最大承载力略大于试验结果,考虑损伤因子的有限元模型最大承载力略小于试验结果,但两种模型的最大承载力与试验结果相差不大,表明有限元分析建模是行之有效的;(2)从混凝土、普通钢筋以及预应力钢筋的应力分布来看,考虑损伤因子的模型无论无黏结PC梁还是有黏结PC梁,都更符合PC梁的实际受力状况。 展开更多
关键词 预应力混凝土梁 混凝土本构关系模型 损伤因子 有限元数值模拟分析 力学性能
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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
19
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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