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折页机砍刀臂结构有限元分析及拓扑优化
1
作者 李佳童 杜智杰 +3 位作者 孟璐瑶 李宏峰 杜艳平 高振清 《印刷与数字媒体技术研究》 北大核心 2025年第2期135-142,共8页
折页机砍刀臂在工作过程中易发生轻微形变导致折页精度下降,为提升其结构稳定性和可靠性,本研究对折页机砍刀臂结构进行有限元分析,结合静态力学和模态分析,得到最大应力与最大形变,以及前六阶的固有频率,评价砍刀臂结构设计的合理性和... 折页机砍刀臂在工作过程中易发生轻微形变导致折页精度下降,为提升其结构稳定性和可靠性,本研究对折页机砍刀臂结构进行有限元分析,结合静态力学和模态分析,得到最大应力与最大形变,以及前六阶的固有频率,评价砍刀臂结构设计的合理性和性能。基于拓扑优化技术,以质量和等效应力最小为目标函数,对砍刀臂梁部位进行优化。优化结果显示,静态力学性能显著改善,形变量减少13.2%;动态分析中,六阶固有频率降幅高达56.7%,减少工作过程中潜在变形。结果表明,拓扑优化有效提升了砍刀臂结构的稳定性和可靠性。 展开更多
关键词 有限元分析 静动态特性 拓扑优化 模态分析
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煤矸分拣机械爪结构优化设计及有限元分析 被引量:4
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作者 张宝锋 王鸿飞 +1 位作者 董雅文 宋栓军 《机床与液压》 北大核心 2024年第1期183-189,共7页
以目前煤矸分拣生产线广泛采用的一种机械爪为研究对象,针对煤矸分拣机械爪抓取不牢固等问题,建立该机械爪的三维模型,在对其进行力学分析计算的基础上,使用Adams软件内置的OPTDES-GRG算法模块对机械爪进行结构优化设计,并用Workbenche... 以目前煤矸分拣生产线广泛采用的一种机械爪为研究对象,针对煤矸分拣机械爪抓取不牢固等问题,建立该机械爪的三维模型,在对其进行力学分析计算的基础上,使用Adams软件内置的OPTDES-GRG算法模块对机械爪进行结构优化设计,并用Workbenches对机械爪受力较大的构件和其整体结构进行了应力分析。结果表明,经过结构优化之后的手爪强度满足使用要求,力学性能有了显著提高。 展开更多
关键词 机械爪 结构优化 应力分析
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基于有限元分析的大理、丽江地区穿斗式木结构山架抗震性能
3
作者 叶阳 杨健强 +4 位作者 明小娜 周洋 王杰 刘绍昌 高扬 《地震研究》 北大核心 2025年第1期100-111,共12页
通过实地调查,分析了大理、丽江地区木结构榫卯结构的配置情况以及二者结构上的差异。为了研究二者的抗震性能与受力特性,通过有限元软件对两个地区的典型穿斗式木结构山架进行低周往复荷载模拟。结果表明:丽江地区穿斗式木结构山架抗... 通过实地调查,分析了大理、丽江地区木结构榫卯结构的配置情况以及二者结构上的差异。为了研究二者的抗震性能与受力特性,通过有限元软件对两个地区的典型穿斗式木结构山架进行低周往复荷载模拟。结果表明:丽江地区穿斗式木结构山架抗震性能优于大理地区,两地木结构的薄弱点均在横向构件与纵向构件的榫卯节点处,榫卯节点的薄弱点位于榫头末端,二者的抗侧刚度均不高,易在水平荷载下倾斜。 展开更多
关键词 穿斗式木结构 抗震性能 大理 丽江 有限元分析
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基于有限元方法的类手性蜂窝夹芯椎体植入物结构优化设计
4
作者 聂文彬 郭媛 +4 位作者 张绪树 赵轶波 赵斌 徐志康 柯海波 《医用生物力学》 北大核心 2025年第2期421-427,共7页
目的提高三手性蜂窝夹芯结构的力学性能,符合椎体植入物结构的设计标准。方法通过添加辅助支撑结构进行优化设计,构建类手性蜂窝夹芯结构,采用有限元法研究辅助支撑结构对类手性蜂窝夹层结构的影响和支撑位置与力学性能指标之间的关系,... 目的提高三手性蜂窝夹芯结构的力学性能,符合椎体植入物结构的设计标准。方法通过添加辅助支撑结构进行优化设计,构建类手性蜂窝夹芯结构,采用有限元法研究辅助支撑结构对类手性蜂窝夹层结构的影响和支撑位置与力学性能指标之间的关系,并讨论不同结构的变形机制对力学性能的影响。结果与三手性蜂窝夹层结构相比,类手性蜂窝夹层结构都具有较优的力学性能,其中辅助支撑结构垂直于韧带的类手性d_(CW)蜂窝夹层结构的力学性能最优,该位置为最佳的支撑位置。当体积作为控制变量,类手性蜂窝夹层结构在x_(1)方向的压缩刚度、刚度质量比和横向应变与支撑位置的变化显著性相关,且均为正相关。结论作为一种新型类手性蜂窝结构,该结构为蜂窝夹层结构作为椎体植入物结构的优化设计和临床应用提供生物力学依据。 展开更多
关键词 类手性蜂窝夹层结构 辅助支撑 结构优化 有限元仿真 椎体植入物
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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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考虑螺栓力学特性的两级机匣连接结构有限元建模及振动分析
6
作者 李浩 孙伟 +1 位作者 徐昆鹏 刘宏浩 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期501-513,共13页
航空发动机的各级机匣通过螺栓法兰连在一起形成完整的机匣连接结构,法兰边上的螺栓结合部力学参数对机匣结构的动力学特性产生明显的影响,只有对机匣连接结构进行动力学建模并进行合理的设计才能保证其具有优越的动力学性能。以两级机... 航空发动机的各级机匣通过螺栓法兰连在一起形成完整的机匣连接结构,法兰边上的螺栓结合部力学参数对机匣结构的动力学特性产生明显的影响,只有对机匣连接结构进行动力学建模并进行合理的设计才能保证其具有优越的动力学性能。以两级机匣连接结构模拟件为对象,在考虑螺栓力学特性的基础上,提出采用ANSYS软件对其进行有限元建模的方法。两级机匣连接结构有限元建模主要包括机匣内、外壳的模拟、静子叶片的模拟以及法兰边上螺栓结合部的模拟。分别采用实体单元、刚性耦合的梁单元、弹簧单元、虚拟材料4种方式模拟机匣法兰边上螺栓结合部并给出其引入机匣连接结构的方式。采用实例研究验证模型的合理性。首先,用机匣1有限元模型求解固有频率及模态振型,并结合试验采用反推辨识法获得模拟边界条件的弹簧单元参数;其次,用包含不同螺栓结合部模型的两级机匣连接结构有限元模型求解固有频率及模态振型,并用试验验证其合理性。从计算精度、耗时、建模复杂程度三方面对比两级机匣连接处4种螺栓结合部模拟方法的优缺点。研究结果表明:采用刚性耦合的梁单元模拟螺栓结合部的计算精度与实体单元的计算精度最相近,计算时间减少了44.5%,可在实际机匣连接结构有限元建模时优先选用。 展开更多
关键词 两级机匣 连接结构 螺栓结合部 有限元建模 振动分析
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QFP电子封装结构在热循环下的有限元分析
7
作者 连俊杰 朱平 +1 位作者 张甜甜 刘云春 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第6期56-58,62,共4页
为了深入研究焊点在复杂负载条件下的可靠性,采用统一型粘塑性Anand本构模型,以详细描述焊料的黏性变形特性。此外,利用SnPb焊料的Anand本构模型,并结合ANSYS有限元软件,对经典的封装结构方形扁平封装(QFP)中混合SnPb焊点在多次热循环... 为了深入研究焊点在复杂负载条件下的可靠性,采用统一型粘塑性Anand本构模型,以详细描述焊料的黏性变形特性。此外,利用SnPb焊料的Anand本构模型,并结合ANSYS有限元软件,对经典的封装结构方形扁平封装(QFP)中混合SnPb焊点在多次热循环中的应力和应变分布进行了深入分析。结果表明:可通过对材料属性进行优化,改善焊点的性能。进一步验证了在电子封装领域采用有限元数值模拟技术的可行性和高效性,并为封装器件的可靠性提供了重要的理论支持。 展开更多
关键词 电子封装 有限元方法 焊点可靠性 应力应变 优化分析
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基于有限元和神经网络方法的弹簧触指结构优化设计
8
作者 苏俊天 淡淑恒 《高压电器》 北大核心 2025年第3期176-183,共8页
针对电气设备常见的电连接器——弹簧触指结构,提出了一种优化弹簧触指结构参数的方法。首先运用仿真软件Comsol Multiphysics建立弹簧触指结构模型,利用有限元方法进行接触压力和接触电阻计算,分析了簧丝直径、弹簧倾斜角、宽高比、弹... 针对电气设备常见的电连接器——弹簧触指结构,提出了一种优化弹簧触指结构参数的方法。首先运用仿真软件Comsol Multiphysics建立弹簧触指结构模型,利用有限元方法进行接触压力和接触电阻计算,分析了簧丝直径、弹簧倾斜角、宽高比、弹簧圈数对性能参数的影响。以接触压力和接触电阻作为目标函数,利用遗传算法改进的BP神经网络模型,拟合了弹簧触指结构参数与目标函数之间的关系,从而对弹簧触指结构进行优化设计。在满足弹簧触指结构插拔力要求的条件下,减小弹簧触指结构的接触电阻,降低工作温度,改善了其电接触性能。文中提出的优化方法克服了单一变量法计算量大、计算时间长的缺点,可为弹簧触指结构的设计提供新思路。 展开更多
关键词 弹簧触指结构 有限元 结构优化 遗传算法 神经网络
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基于有限元分析的汽轮机低应力锁紧叶片设计优化
9
作者 董玉贵 张博伟 +4 位作者 蔡虎 杨民民 余红兵 陈超 巩伟 《汽轮机技术》 北大核心 2025年第4期260-264,共5页
针对传统T型叶根锁紧叶片采用销钉固定而引发的应力集中的问题,提出一种具有锁齿结构的T型叶根锁紧叶片设计方案,并通过ANSYS Workbench对锁紧叶片进行有限元分析。结果表明,锁紧叶片的最大等效应力集中于第一道齿挤压面与叶根过渡圆角... 针对传统T型叶根锁紧叶片采用销钉固定而引发的应力集中的问题,提出一种具有锁齿结构的T型叶根锁紧叶片设计方案,并通过ANSYS Workbench对锁紧叶片进行有限元分析。结果表明,锁紧叶片的最大等效应力集中于第一道齿挤压面与叶根过渡圆角处,为减小第一道齿所承受的最大等效应力,提出对原锁紧叶片接触面倾斜角、节距、齿数及锁齿圆角结构优化方案,优化后锁紧叶片最大等效应力降幅达23.5%,第一道齿特定路径的平均等效应力降低29.01%。 展开更多
关键词 汽轮机 T型叶根 有限元方法 锁紧叶片 结构优化
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耐高温FDM 3D打印喷嘴结构有限元仿真与优化
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作者 杨瑞君 周亚彬 +1 位作者 徐彬 季守成 《塑料工业》 北大核心 2025年第5期106-112,共7页
当前可通过熔融沉积成型(FDM)三维(3D)打印技术实现碳纤维基复合材料零件的个性化生产,其3D打印设备耐高温喷嘴的结构影响打印精度和质量,但存在优化指标单一,没有考虑多个指标之间的耦合作用。针对上述问题,使用PEEK450CA30作为3D打印... 当前可通过熔融沉积成型(FDM)三维(3D)打印技术实现碳纤维基复合材料零件的个性化生产,其3D打印设备耐高温喷嘴的结构影响打印精度和质量,但存在优化指标单一,没有考虑多个指标之间的耦合作用。针对上述问题,使用PEEK450CA30作为3D打印线材料,以喷嘴出口截面的平均速度、平均压力和平均温度为优化指标,选择喷嘴的加热段、收缩角、散热段和出口长度为优化参数设计正交试验并进行流体仿真,通过极差分析得出各因素对优化指标的影响程度,使用NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化求解得到较优结构参数组合,并通过打印实验验证优化结果的准确性。结果表明,影响出口速度最显著的因素为出口长度,影响出口温度和出口压力最显著的因素为散热段长度,基于有限元仿真结合智能算法优化后的喷嘴结构能够实现较优指标的3D打印,为碳纤维基复合材料的高质量3D打印奠定了一定的基础。 展开更多
关键词 熔融沉积成型 碳纤维基复合材料 耐高温喷嘴 有限元仿真 结构优化
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基于有限元分析的钛合金椎弓根螺钉抗弯性能结构优化
11
作者 赵虎 刘岩 +1 位作者 杨金帅 李强 《上海理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期310-319,共10页
钛合金因其优异的力学性能和生物相容性,广泛用于椎弓根螺钉的制备。椎弓根螺钉植入人体后,受脊柱的屈曲伸展和横向弯曲作用,螺钉发生疲劳弯曲最终导致螺钉松动甚至断裂,影响植入稳定性。因此有必要对钛合金椎弓根螺钉抗弯性能进行研究... 钛合金因其优异的力学性能和生物相容性,广泛用于椎弓根螺钉的制备。椎弓根螺钉植入人体后,受脊柱的屈曲伸展和横向弯曲作用,螺钉发生疲劳弯曲最终导致螺钉松动甚至断裂,影响植入稳定性。因此有必要对钛合金椎弓根螺钉抗弯性能进行研究。通过单因素实验与正交实验分析设计不同结构参数椎弓根螺钉,结合有限元分析与力学实验的方法,使用三点弯曲试验对钛合金椎弓根螺钉的抗弯性能进行模拟仿真与实验验证,并对螺钉结构参数进行优化。结果表明,模拟结果与实验结果吻合较好,螺钉结构参数对抗弯性能的影响顺序为外径大于螺纹深度大于螺距,最佳参数为螺钉外径5.5 mm、螺纹深度0.65 mm、螺距1.60 mm,优化后的螺钉对比标准椎弓根螺钉,最大支反力提高74.7%。 展开更多
关键词 椎弓根螺钉 三点弯曲测试 有限元分析 结构参数优化
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农机机械设计的有限元分析及结构优化 被引量:1
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作者 罗皎 《河北农机》 2024年第11期4-6,共3页
农机机械科研作为促进农业现代化与自动化建设的主要手段,不仅是提高农业生产效率,减少农业生产成本,降低能耗,提升作业安全性的重要措施,还是顺应农业发展实际需求的关键媒介。而且农业机械设计与结构优化是农业机械发挥成效的灵魂所在... 农机机械科研作为促进农业现代化与自动化建设的主要手段,不仅是提高农业生产效率,减少农业生产成本,降低能耗,提升作业安全性的重要措施,还是顺应农业发展实际需求的关键媒介。而且农业机械设计与结构优化是农业机械发挥成效的灵魂所在,与农业机械性能、质量息息相关,因此农业机械设计与结构优化应充分考量农业生产特点与需求。而农业生产环境的独特性直接导致了农机机械设计与结构存在一定的特殊性,本文以农机车轮为研究对象,研究农机机械设计的有限元分析和结构优化,本文首先在弹塑性有限元法的基础上构建车轮疲劳试验模型,随后借助局部应力应变法预测车轮结构的疲劳寿命,最后合理优化设计农机车轮结构轮辐的方案,在很大程度上提升了轮辐的疲劳寿命,希望能够为相关人员提供一定参考。 展开更多
关键词 有限元分析 农机机械设计 结构优化
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全装配式钢结构楼板动力性能及舒适度有限元分析 被引量:1
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作者 彭晓彤 汪薪 +1 位作者 李雁军 林晨 《济南大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第4期490-495,共6页
针对全装配式楼板刚度偏低、舒适度不足的问题,优化设计一种已有的新型全装配式钢结构楼板;基于承载力和自振频率对该楼板的承重结构进行选型,并建立考虑构造体的全装配式钢结构楼板精细化有限元模型,采用有限元方法分析该楼板的动力性... 针对全装配式楼板刚度偏低、舒适度不足的问题,优化设计一种已有的新型全装配式钢结构楼板;基于承载力和自振频率对该楼板的承重结构进行选型,并建立考虑构造体的全装配式钢结构楼板精细化有限元模型,采用有限元方法分析该楼板的动力性能,研究全装配式钢结构楼板特型波纹板厚度、高度和楼板跨度对楼板自振频率及加速度响应的影响。结果表明:优选的全装配式钢结构楼板特型波纹板具有较大承载力并可以满足楼板自振频率要求;增大全装配式钢结构楼板特型波纹板厚度、高度,减小楼板跨度,可以增大楼板的自振频率,减小峰值加速度,有效改善楼板的舒适度;全装配式钢结构楼板特型波纹板厚度宜选为1.5 mm,并得到常用全装配式钢结构楼板特型波纹板高度的适用楼板跨度范围。 展开更多
关键词 结构 动力性能 有限元分析 全装配式钢结构楼板 自振频率 峰值加速度 舒适度
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嵌入式SMA-CFRP复合板材加固RC梁有限元模拟及理论分析 被引量:1
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作者 余洁 陈星宇 +3 位作者 王宇航 余周 沈琪雯 薛尚铃 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期92-102,共11页
为研究碳纤维复合材料(CFRP)与形状记忆合金(SMA)采用内嵌(NSM)和外贴(EB)等不同加固方式组合加固钢筋混凝土(RC)梁后的抗弯性能,通过有限元软件ABAQUS创建有效的SMA以及CFRP加固RC梁模型,对其加固性能进行分析,研究了不同SMA直径与数... 为研究碳纤维复合材料(CFRP)与形状记忆合金(SMA)采用内嵌(NSM)和外贴(EB)等不同加固方式组合加固钢筋混凝土(RC)梁后的抗弯性能,通过有限元软件ABAQUS创建有效的SMA以及CFRP加固RC梁模型,对其加固性能进行分析,研究了不同SMA直径与数量对钢筋混凝土梁加固效果的响应;建立了嵌入式SMA加固RC梁的有限元模型,并基于有限元模拟结果推导加固梁的抗弯承载力计算公式。结果表明:提升SMA直径对试验梁加固效果有积极影响,加固梁开裂荷载提升了33%~133%,极限承载力提升了8%~31%;嵌入式SMA-CFRP复合板材加固梁能很大程度提升加固效果,极限承载力提升了92.7%,开裂荷载增长31.9%,屈服荷载增长33.3%;与外贴加固相比,嵌入式复合板材可以有效延缓端部剥离破坏,使加固材料充分发挥强度;提出的组合加固梁抗弯承载力计算公式的理论计算结果与有限元模型结果吻合良好,可为后续相关研究提供参考。 展开更多
关键词 结构加固 形状记忆合金 有限元分析 碳纤维板材 抗弯性能 钢筋混凝土梁
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基于Python的平面杆系结构有限元分析
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作者 董军 张尧 +2 位作者 李国华 刘亚立 王秀芳 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2024年第2期104-110,共7页
基于Python程序,将杆单元位移不连续、理想刚杆两种力学对象关联统一,开展平面杆系结构有限元模型分析,并实现一种基于“变量标记”的自由度集中处理的计算模式.基于虚功原理引入并推证刚体荷载传递定理,表明耦合单元、刚杆及忽略某一... 基于Python程序,将杆单元位移不连续、理想刚杆两种力学对象关联统一,开展平面杆系结构有限元模型分析,并实现一种基于“变量标记”的自由度集中处理的计算模式.基于虚功原理引入并推证刚体荷载传递定理,表明耦合单元、刚杆及忽略某一自由度的有限元内置算法处理过程中,实质是将单元刚度矩阵进行“刚化”处理.算例分析表明,“变量标记”的计算模式与单元刚度矩阵的“刚化”处理,具有力学模型的普适性和统一性、编程的可行性以及结果的可靠性等特点,能解决平面任意杆系结构的建模问题.研究结果表明,“主从结点”、“刚杆”等建模方法,对于进一步开展有限元二次开发、大变形以及非线性等功能性扩展等有重要的参加价值,证明将Python程序应用于结构有限元分析的可行性. 展开更多
关键词 平面杆系结构 PYTHON 有限元分析 耦合单元 主从关系
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3D打印聚醚醚酮固定型手腕矫形器的生物力学分析及结构优化
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作者 邱子彦 朱凌锋 +5 位作者 张贺然 尹文成 汤磊 邹东明 陈斌凌 王玲 《医用生物力学》 北大核心 2025年第2期378-386,共9页
目的针对个性化手腕矫形器的临床需求,提出一种拓扑优化设计方法,以实现个性化、轻量化且舒适度高的手腕矫形器宏微结构一体化优化设计。方法建立手腕矫形器和上肢的复合生物力学有限元模型,量化研究矫形器几何参数对其佩戴固定效果及... 目的针对个性化手腕矫形器的临床需求,提出一种拓扑优化设计方法,以实现个性化、轻量化且舒适度高的手腕矫形器宏微结构一体化优化设计。方法建立手腕矫形器和上肢的复合生物力学有限元模型,量化研究矫形器几何参数对其佩戴固定效果及舒适度的影响。采用多工况拓扑优化和微结构设计,对其非承力区进行设计优化;利用3D打印技术,以聚醚醚酮(polyether ether ketone,PEEK)制造矫形器,评价验证设计合理性。结果在保证机械强度的前提下,3D打印PEEK矫形器的重量相较于传统矫形器减轻了28%;皮肤接触界面压强和主观问卷表明受试者佩戴矫形器体验良好。结论在保证机械强度和固定效果的同时实现了矫形器的个性化、轻量化和高舒适度设计。 展开更多
关键词 手腕矫形器 个性化设计 生物力学分析 有限元分析 拓扑优化
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新型阶梯型节点悬臂段抗震性能试验及有限元分析
17
作者 李赟 程欣 +3 位作者 安毅 杨旭 路国运 刘建飞 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第2期131-142,共12页
针对外伸悬臂式拼接全螺栓连接节点梁翼缘很难同时保证上下表面平齐与足够抗震性能的问题,提出一种新型阶梯型全螺栓连接梁柱节点。对两个不同端板连接面形式的悬臂型节点试件进行低周往复加载试验,通过对试件的破坏模式、滞回曲线、骨... 针对外伸悬臂式拼接全螺栓连接节点梁翼缘很难同时保证上下表面平齐与足够抗震性能的问题,提出一种新型阶梯型全螺栓连接梁柱节点。对两个不同端板连接面形式的悬臂型节点试件进行低周往复加载试验,通过对试件的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、承载力、延性及耗能能力等进行分析,考察该类型节点的抗震性能,并分析厚端板与U型卡扣连接形式对抗震性能的影响。结果表明:不同连接面形式对节点的弹性段性能影响较小,对节点最终破坏形式影响较大;厚端板阶梯型节点具有良好的承载性能和变形性能,U型卡扣节点抗震性能较差。并以厚端板试件为例进行有限元模型的建立与校核,通过有限元软件改变参数探究端板厚度对新型节点抗震性能的影响,发现随着端板厚度的降低,节点初始刚度、承载能力及耗能能力均随之降低。 展开更多
关键词 装配式钢结构 阶梯型节点 拟静力试验 抗震性能 有限元分析
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气相换热器壳程振动特性分析与结构优化
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作者 李俊鹏 万霖 +3 位作者 车刚 刘季君 黄宇佳 郑宇 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第8期265-271,287,共8页
针对管壳式换热器在运行中受到壳程振动的影响导致稳定性差等问题,开展壳程振动特性分析,并以提高低阶固有频率为目标优化机具结构。借助ANSYS Workbench对换热器壳程的工作状态进行振动动力学分析和结构优化,使用模态分析确定换热器壳... 针对管壳式换热器在运行中受到壳程振动的影响导致稳定性差等问题,开展壳程振动特性分析,并以提高低阶固有频率为目标优化机具结构。借助ANSYS Workbench对换热器壳程的工作状态进行振动动力学分析和结构优化,使用模态分析确定换热器壳程的前6阶模态振型和固有频率,并通过台架试验验证得出5处振动测点的加速度曲线,从而确定易发生共振的频率范围。建立机具振动力学模型,通过JM1811无线网关验证仿真模型的准确性并提出机具结构优化方案。研究结果显示:仿真结果与实际振动测试数据相对误差为6.16%,换热器壳程部分是造成机具振动剧烈的主要原因,运载状态下整体振动幅值要高于空载工况;实测振动频率为72 Hz,接近机具第二阶固有频率范围。采用正交试验对机构进行优化,得到最佳参数组合:壳程厚度为10 mm,壳程直径为630 mm,阻尼器安装距离为1700 mm。优化后机具前两阶固有频率提升至47.60 Hz和82.13 Hz;振动测试结果表明,空载工况下,壳程装置(测点3)振动幅度下降18.5%,两装置连接处(测点5)振动幅度下降14.0%;运载工况下,壳程装置(测点3)振动幅度下降15.1%。研究结果可为管壳式换热器壳程减振措施的研究提供理论依据。 展开更多
关键词 管壳式换热器 模态分析 结构优化 振动特性
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有限元模型修正中的贝叶斯深度神经网络构架优化设计
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作者 何宇轩 尹涛 王曦 《振动与冲击》 北大核心 2025年第6期184-190,共7页
贝叶斯神经网络(Bayesian neural network,BNN)相较于传统人工神经网络具有更强的噪声鲁棒性,在结构系统识别与健康监测领域逐渐受到关注,目前该领域的相关文献主要集中于单隐含层BNN的应用及其构架设计。具有一定深度的多隐含层构架相... 贝叶斯神经网络(Bayesian neural network,BNN)相较于传统人工神经网络具有更强的噪声鲁棒性,在结构系统识别与健康监测领域逐渐受到关注,目前该领域的相关文献主要集中于单隐含层BNN的应用及其构架设计。具有一定深度的多隐含层构架相比于单隐含层在复杂高维数据拟合上通常具有更强的泛化能力,但针对多隐含层BNN构架优化设计问题的研究目前尚未见报道。该研究旨在针对多隐含层BNN并结合有限元模型修正问题开展构架优化设计研究,发展基于证据对数的多隐含层BNN网络性能定量量度,并提出一种实现多隐含层BNN各隐含层神经元数量同步优化的高效算法,获得针对具体模型修正问题的多隐含层BNN构架优化设计方案。通过基于现场实测模态参数的某大跨度钢结构人行桥模型修正验证了所提出方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 结构系统识别 结构健康监测 有限元模型修正 贝叶斯深度神经网络 构架优化设计
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碳纤维织物复合材料裂纹扩展特性的介观尺度有限元分析
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作者 王汜辛 闫永杰 倪庆清 《现代纺织技术》 北大核心 2025年第2期49-58,共10页
为了探寻织物结构复合材料面内裂纹扩展抵抗机理,真实地反应出碳纤维织物复合材料裂纹扩展特性,建立了含有铺层结构与平纹结构碳纤维复合材料介观尺度模型,使用了有限元分析与实验结合的方法,进行了复合材料面内裂纹扩展行为分析。结果... 为了探寻织物结构复合材料面内裂纹扩展抵抗机理,真实地反应出碳纤维织物复合材料裂纹扩展特性,建立了含有铺层结构与平纹结构碳纤维复合材料介观尺度模型,使用了有限元分析与实验结合的方法,进行了复合材料面内裂纹扩展行为分析。结果表明:平纹结构裂纹扩展能量密度为1.69 J/mm^(3),0°/90°铺层复合材料裂纹扩展能量密度为1.47 J/mm^(3),平纹结构复合材料的裂纹扩展抵抗能力相比0°/90°铺层提升约15%,平纹结构及0°/90°铺层复合材料的应力集中系数分别为7.6和12.1。通过有限元分析与非接触式全场应变测量实验结果对比,证实了有限元分析裂纹扩展与实验裂纹扩展的趋势一致。另外,还明确了经纬纱承载的应力分布及经纬纱交叉处载荷传递机理,并发现织物一体结构具备更好的裂纹扩展抵抗力。研究结果可为纺织复合材料裂纹扩展有限元分析及其裂纹扩展性能与寿命预测提供参考。 展开更多
关键词 平纹织物复合材料 铺层复合材料 织物结构 裂纹扩展 有限元分析
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