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延性抗震设计理念的发展及应用研究综述 被引量:3
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作者 贾良玖 罗旭亮 +1 位作者 王立军 项平 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期30-40,共11页
延性抗震设计旨在通过结构发生较大弹塑性变形来降低结构地震响应。这一抗震设计理念广泛应用于大多数国家抗震规范中,其核心思路是通过使用强度折减系数对设防地震反应谱进行折减,使结构通过非弹性变形耗散地震能量。强度折减系数主要... 延性抗震设计旨在通过结构发生较大弹塑性变形来降低结构地震响应。这一抗震设计理念广泛应用于大多数国家抗震规范中,其核心思路是通过使用强度折减系数对设防地震反应谱进行折减,使结构通过非弹性变形耗散地震能量。强度折减系数主要由延性折减系数和结构超强系数决定。同时,能力设计法是实现延性抗震的主要工具,该方法要求体系内的非延性构件在延性构件进入非线性阶段前后都保持弹性,以实现整个结构体系的延性设计。通过梳理延性抗震设计理念的研究历史,简要介绍了延性系数、结构周期、场地条件、阻尼比等因素对延性折减系数的影响,阐述了现有强度折减系数的组成和计算方法。最后,总结了中国、美国、欧洲、日本抗震规范中延性设计的应用情况。 展开更多
关键词 延性抗震设计 能力设计法 强度折减系数 延性折减系数 抗震设计规范
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基于可靠度的超高压容器爆破强度设计公式
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作者 刘岑 杨帆 +3 位作者 林晖 刘兵 张红卫 刘小宁 《化工设备与管道》 北大核心 2025年第5期27-35,共9页
为了选择设计公式和构建超高压容器爆破强度可靠性设计方法,研究了不同设计公式对超高压容器爆破强度可靠性分析的影响。当超高压容器爆破强度与载荷分别符合正态分布,且爆破强度分布参数为区间值时,应用概率论知识,分析了不同工况超高... 为了选择设计公式和构建超高压容器爆破强度可靠性设计方法,研究了不同设计公式对超高压容器爆破强度可靠性分析的影响。当超高压容器爆破强度与载荷分别符合正态分布,且爆破强度分布参数为区间值时,应用概率论知识,分析了不同工况超高压容器爆破强度允许可靠度系数与安全系数和载荷系数之间的关系,建立了基于允许可靠度系数的超高压容器爆破强度设计公式选择方法。以流变应力公式与福贝尔公式为分析对象,得到如下研究结论:①与钢制和铜制圆筒以及钢制球罐相比,超高压容器爆破强度允许可靠度系数,液压耐压试验可取不小于4.242且不超过7.858,正常操作可取不小于4.524且不超过7.858。②若满足上述允许可靠度系数,采用流变应力公式与福贝尔公式设计超高压容器,爆破安全系数分别可取不低于2.10与2.40。③如果满足上述允许可靠度系数与安全系数,基于流变应力公式的载荷系数,液压试验可取不小于1.08且不超过1.12,正常使用应不超过1.00;基于福贝尔公式的载荷系数,液压试验可取不小于1.08且不超过1.18,正常使用应不超过1.02。④对于不同公式,在不同工况基于分别满足相同的允许可靠度系数时,应优先选择安全系数和载荷系数上限都比较小的公式作为设计依据。 展开更多
关键词 超高压容器 爆破强度 设计公式 可靠度 安全系数 载荷系数
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结构极限强度在船体设计中的核心作用及优化策略
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作者 蒋蒙 王旭 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第16期177-180,共4页
船舶在复杂海洋环境中面临巨浪冲击、碰撞等极端载荷,极限强度是保障航行安全的核心指标。本文探讨极限强度对船体设计的影响维度,分析材料选型、结构布局等关键因素,结合Smith法与有限元仿真计算极限强度,通过初步设计参数筛选、详细... 船舶在复杂海洋环境中面临巨浪冲击、碰撞等极端载荷,极限强度是保障航行安全的核心指标。本文探讨极限强度对船体设计的影响维度,分析材料选型、结构布局等关键因素,结合Smith法与有限元仿真计算极限强度,通过初步设计参数筛选、详细设计应力集中区优化及实船验证的三级流程,提出高应变区增厚、低应力区减薄的拓扑优化策略,其成果在散货船、集装箱船等船型中有效平衡安全与经济性能,为极端工况设计提供系统支撑。 展开更多
关键词 极限强度 船舶设计 ANSYS 设计优化
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基于混料设计的矿物掺合料对磷酸镁水泥耐水性影响
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作者 丁向群 李航宇 +2 位作者 郭金波 王梓屹 吴彦伯 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期667-675,共9页
研究矿物掺合料对磷酸镁水泥(MPC)耐水性的影响,以改善磷酸镁水泥耐水性差、在水环境中强度降低导致工程应用受限的问题。测试单掺粉煤灰、矿粉和偏高岭土对磷酸镁水泥抗压强度和耐水性的影响,运用单纯形重心混料设计研究矿物掺合料复... 研究矿物掺合料对磷酸镁水泥(MPC)耐水性的影响,以改善磷酸镁水泥耐水性差、在水环境中强度降低导致工程应用受限的问题。测试单掺粉煤灰、矿粉和偏高岭土对磷酸镁水泥抗压强度和耐水性的影响,运用单纯形重心混料设计研究矿物掺合料复掺对磷酸镁水泥抗压强度和耐水性的影响,通过回归模型分析其显著性。利用XRD和SEM分析硬化磷酸镁水泥的相组成和内部微观结构。结果表明:粉煤灰在10%掺量下,可以提高磷酸镁水泥各龄期的抗压强度和耐水性。矿粉在10%的掺量下可以提高磷酸镁水泥28 d抗压强度,不同掺量下对耐水性影响与空白组相近,略低于空白组。偏高岭土在30%掺量以内都可以改善磷酸镁水泥的抗压强度和耐水性,当偏高岭土掺量为10%时改善效果最为明显,28 d抗压强度达到61.1 MPa,强度保留率达到90%。在复掺情况下,当m(矿粉)∶m(偏高岭土)=0.27∶0.73时,磷酸镁水泥28 d抗压强度达到63.2 MPa,强度保留率达到了94%。粉煤灰与偏高岭土能有效提高磷酸镁水泥耐水性和强度保留率,对磷酸镁水泥耐水性改性机理相似。混料设计能有效地分析复掺情况下,各种成分对磷酸镁水泥特性的影响。 展开更多
关键词 磷酸镁水泥 耐水性 抗压强度 混料设计
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固废基超高性能混凝土制备与性能研究
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作者 明阳 任昊 +7 位作者 李玲 瞿鑫明 黄兴启 陈飞翔 张欣 姚大游 郑全兴 朱雪琴 《功能材料》 北大核心 2025年第9期9163-9170,共8页
基于最紧密堆积理论,研究利用水淬锰渣、粉煤灰、钢渣和脱硫石膏制备多元固废超细高活性矿物掺合料,部分替代水泥或硅灰用于超高性能混凝土(UHPC)的制备。通过修正的安德森(MAA)模型对胶凝材料和骨料进行颗粒分布优化设计,结合L 16(54)... 基于最紧密堆积理论,研究利用水淬锰渣、粉煤灰、钢渣和脱硫石膏制备多元固废超细高活性矿物掺合料,部分替代水泥或硅灰用于超高性能混凝土(UHPC)的制备。通过修正的安德森(MAA)模型对胶凝材料和骨料进行颗粒分布优化设计,结合L 16(54)正交试验系统,研究了不同因素对UHPC性能的影响。结果表明,经MAA模型设计与正交试验验证得出最优配比为:胶凝材料中硅灰掺量6%,掺合料掺量16%,水胶比0.17,胶砂比1.1,集料中20~40目石英砂比例70%,钢纤维掺量2%,减水剂掺量1.4%。在此配比下,UHPC的流动度为281.2 mm,抗折强度达到34.9 MPa,抗压强度达到146.9 MPa,56天电通量为62.9 C。正交试验结果与MAA模型计算结果吻合,验证了模型的适用性和固废基掺合料替代部分水泥或硅灰的可行性。该研究为UHPC的低碳环保制备提供了理论支持和技术参考。 展开更多
关键词 超高性能混凝土 固废掺合料 紧密堆积理论 配合比设计 强度 耐久性
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刚强约束的主轴结构设计研究
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作者 尚欣 陈宇 《中国机械工程》 北大核心 2025年第5期995-1007,共13页
针对主轴结构主要由人依据经验进行设计,设计结果与人的经验有很大相关性且不能充分考虑热影响等因素,很难实现智能设计的问题,通过定义主轴结构的几何结构函数,建立主轴结构的强度约束和刚度约束,实现主轴结构的刚强耦合分析,最终建立... 针对主轴结构主要由人依据经验进行设计,设计结果与人的经验有很大相关性且不能充分考虑热影响等因素,很难实现智能设计的问题,通过定义主轴结构的几何结构函数,建立主轴结构的强度约束和刚度约束,实现主轴结构的刚强耦合分析,最终建立了主轴结构设计可扩充的数学模型;根据建立的主轴结构数学模型,通过数值求解获得主轴符合刚强耦合要求的主轴外廓形状曲线,然后结合装配要求,利用分段直线拟合的方法,将曲线转化为易加工的直线外廓,从而获得主轴各段的直线外廓,完成基于刚强耦合的主轴结构设计。最后,以一个立式加工中心的主轴结构设计为例,验证了所提方法的正确性和可行性,为主轴结构智能设计提供了基础。 展开更多
关键词 智能设计 主轴 结构 刚强约束 结构数学模型 结构设计
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方竹材料基础力学性能试验研究
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作者 王旭丹 张庆文 +4 位作者 刘春楠 董春雷 章煜 徐波 李伟 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第7期2874-2885,共12页
目前竹类研究主要以毛竹等大径级竹材为研究对象,方竹及小径级竹材的研究与应用较少。以竹材物理力学性能试验方法为依据,对3~5年生的111个昭通方竹片状试样进行了力学试验,测定了拉压强度、弹性模量等参数。基于试验数据,确定了强度概... 目前竹类研究主要以毛竹等大径级竹材为研究对象,方竹及小径级竹材的研究与应用较少。以竹材物理力学性能试验方法为依据,对3~5年生的111个昭通方竹片状试样进行了力学试验,测定了拉压强度、弹性模量等参数。基于试验数据,确定了强度概率分布并验证了其分布特性。结合木结构研究成果与可靠度极限状态设计法,得出了方竹的强度标准值和设计值,并通过与毛竹、落叶松等材料的对比,验证了其可行性。针对不满足规范要求的顺纹抗压强度设计值,进行了可靠度指标修正。本研究丰富了小径级竹材的力学性能数据库,也为方竹的进一步研究与应用开拓了新的方向。 展开更多
关键词 方竹 拉压性能 强度设计值 概率分布 可靠度分析
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混杂纤维单组分地聚物组成设计及纤维影响效应研究
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作者 高英力 熊浩宇 +2 位作者 冯心崚 朱俊材 赵福意 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第4期1357-1366,共10页
针对单组分地聚物韧性不足的问题,选取聚乙烯醇纤维(PVA)、仿钢纤维(ISF)、碳酸钙晶须(CCW)三种纤维,进行了单掺和混掺设计试验。通过分析三种纤维对地聚物流动性及力学性能的影响,并结合扫描电子显微镜、X射线衍射和傅里叶变换红外光... 针对单组分地聚物韧性不足的问题,选取聚乙烯醇纤维(PVA)、仿钢纤维(ISF)、碳酸钙晶须(CCW)三种纤维,进行了单掺和混掺设计试验。通过分析三种纤维对地聚物流动性及力学性能的影响,并结合扫描电子显微镜、X射线衍射和傅里叶变换红外光谱等微观测试手段,探讨了单掺和混掺纤维对地聚物性能的影响机制及规律。结果表明,三种纤维均在不同程度上降低地聚物流动性,PVA、ISF、CCW体积掺量为0.6%、1.5%、1.5%时,对应单纤维地聚物流动度相较基准组分别降低了54.0%、33.4%、19.8%。PVA和ISF对地聚物抗压强度有负面影响,而CCW则表现出增强效果。当PVA、ISF、CCW体积掺量分别为0.4%、1.2%、1.2%时,混杂纤维地聚物抗折强度提高了89.1%。微观试验表明,PVA通过桥接效应增强地聚物韧性,ISF通过滑移效应增韧,CCW则通过填充作用提高抗折强度。优化纤维配比后,混杂纤维地聚物展现出优良的流动性和抗折强度。 展开更多
关键词 单组分地聚物 混杂纤维 组成设计 影响效应 抗折强度 微观分析
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基于点安全系数的滑坡推力算法
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作者 李欢 杨涛 +3 位作者 吴羿君 赵炎炎 钟卫 杨柳青 《工程地质学报》 北大核心 2025年第4期1531-1539,共9页
高效而准确地计算滑坡推力是滑坡治理设计的重要内容之一。引入点安全系数定量描述滑坡的滑动机理,提出了考虑滑坡局部稳定性的滑坡推力计算方法。在点安全系数计算的基础上,将滑体划分成若干个竖向条块进行受力分析,假设仅点安全系数... 高效而准确地计算滑坡推力是滑坡治理设计的重要内容之一。引入点安全系数定量描述滑坡的滑动机理,提出了考虑滑坡局部稳定性的滑坡推力计算方法。在点安全系数计算的基础上,将滑体划分成若干个竖向条块进行受力分析,假设仅点安全系数小于设计安全系数的条块才会产生滑坡推力,对其进行抗剪强度参数折减,使其达到极限工作状态,得到条块的滑坡推力。将本文方法应用于甘洛县一村寨滑坡的治理设计中,结果表明:天然状态下,本文方法计算得到的各条块间的水平推力与数值计算结果基本一致;假设不同设计安全系数、不同设桩位置进行敏感性分析,数值模拟结果与本文方法计算结果均吻合较好。本文方法融合了数值模拟的真实应力计算和极限平衡法的方便简洁,可以更加真实地计算滑坡推力,确保抗滑支挡结构设计的经济技术合理性,对实际工程设计具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 滑坡推力 点安全系数 强度折减 设计安全系数 数值分析
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往复加载下弯折钢筋屈服前锚固性能试验研究
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作者 周凯鹏 易伟建 《土木工程学报》 北大核心 2025年第6期10-23,共14页
弯折钢筋常被用来保证梁筋在框架端节点中的可靠锚固。为研究往复作用对弯折钢筋锚固性能的影响,以往复幅值比、锚固长度、混凝土强度、箍筋用量、钢筋直径和轴压比为变量,完成了14根拟梁柱端节点往复加载试验。通过弯折钢筋表面开槽贴... 弯折钢筋常被用来保证梁筋在框架端节点中的可靠锚固。为研究往复作用对弯折钢筋锚固性能的影响,以往复幅值比、锚固长度、混凝土强度、箍筋用量、钢筋直径和轴压比为变量,完成了14根拟梁柱端节点往复加载试验。通过弯折钢筋表面开槽贴片的方法,测量了弯折钢筋应变分布,并将弯弧段锚固力分离为弯弧段黏结力和劈裂压力。试验结果表明:所有试件均发生侧保护层劈裂破坏,且侧保护层劈裂破坏由弯弧段极限劈裂压力控制;往复加载导致弯折钢筋锚固承载力平均下降8%,最大降幅达到20%,且各试件的极限劈裂压力降幅与锚固承载力降幅相近;往复加载所引起的锚固承载力损伤随着往复幅值比和轴压比的增大而增大,随钢筋直径的增加而减小,而锚固长度、箍筋用量和混凝土强度对锚固承载力损伤无明显影响。试验数据分析还表明我国规范GB 50010—2010和美国规范ACI 318—19的弯折钢筋抗震锚固长度公式能保证在钢筋拉断前不发生锚固破坏。而欧洲抗震规范Eurocode 8的相关规定难以保证延性抗震(DCH)所对应的锚固性能要求。 展开更多
关键词 弯折钢筋 抗震性能 锚固承载力 设计规范 锚固长度
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基于极限载荷分析的带切向接管内压圆筒强度计算
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作者 赵晓凤 钱才富 吴志伟 《化工设备与管道》 北大核心 2025年第3期1-8,共8页
因一些特殊工艺需求,压力容器往往需要开设切向接管,但在强度设计方面,目前没有适用的圆筒切向接管规则设计方法。文章采用极限载荷分析方法,对圆筒材料为Q345R、接管材料为10#钢的带切向接管内压圆筒进行强度计算,并定义了基于无接管... 因一些特殊工艺需求,压力容器往往需要开设切向接管,但在强度设计方面,目前没有适用的圆筒切向接管规则设计方法。文章采用极限载荷分析方法,对圆筒材料为Q345R、接管材料为10#钢的带切向接管内压圆筒进行强度计算,并定义了基于无接管壳体的强度削弱系数,探讨不同切向接管无量纲结构参数(直径比d_(o)/D_(i)、径厚比D_(i)/T、厚度比t/T)对强度削弱系数或圆筒极限承载能力的影响。研究结果表明,当d_(o)/D_(i)和D_(i)/T增大、t/T减小时,强度削弱系数也随之增大,意味着切向接管对圆筒的强度削弱程度增大。通过大量极限载荷计算结果,对强度削弱系数进行了回归分析,得到了可用于带切向接管内压圆筒强度设计的回归方程。 展开更多
关键词 圆筒 切向接管 极限载荷分析 强度设计
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云南景洪不同风化程度花岗岩土层原位与室内直剪试验对比研究
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作者 瞿嘉安 王志良 +1 位作者 蒋玉 左琳 《自然灾害学报》 北大核心 2025年第5期172-180,共9页
为探究不同风化程度花岗岩土层的力学特性,通过原位与室内直剪试验对云南景洪市花岗岩残积土层和全风化花岗岩土层的抗剪强度进行了对比分析。原位试验结果表明,花岗岩残积土层的抗剪强度低于全风化花岗岩土层,但随着竖向应力增加,花岗... 为探究不同风化程度花岗岩土层的力学特性,通过原位与室内直剪试验对云南景洪市花岗岩残积土层和全风化花岗岩土层的抗剪强度进行了对比分析。原位试验结果表明,花岗岩残积土层的抗剪强度低于全风化花岗岩土层,但随着竖向应力增加,花岗岩残积土层的抗剪强度增量更大。在浸水条件下,2种土层的抗剪强度均有所降低,随着竖向应力的增加,浸水条件对花岗岩残积土层的影响减弱,对全风化花岗岩土层的影响加强。通过原位与室内试验结果比较发现,花岗岩残积土层的原位抗剪强度低于室内试验,而全风化花岗岩土层的原位抗剪强度高于室内试验。分析表明:花岗岩残积土层中天然裂隙和不连续面的存在,是导致其在原位条件下抗剪强度较低的主要原因,在工程设计中应慎重使用室内试验结果评估花岗岩残积土层的抗剪强度,确保设计的安全性和可靠性。而全风化花岗岩土层则由于本身较为均匀的结构特性和原位试样尺度效应的影响表现出较高的抗剪强度。 展开更多
关键词 花岗岩残积土 全风化花岗岩 原位直剪试验 抗剪强度 工程设计
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整流罩结构中的新型弹簧设计及性能校核
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作者 张梦琦 宋立 +7 位作者 王晓龙 徐庆敏 栾贻浩 李洁 李承业 王立朋 王立军 邵明哲 《包装工程》 北大核心 2025年第7期249-255,共7页
目的针对整流罩分离系统的轻量化需求,设计开发了一种新型复合材料扭杆弹簧,较传统钢弹簧减重50%。方法该设计利用内外管体的反方向扭转储存弹性势能,据此解析弹力与行程等结构参数的理论关系;根据弹力15000 N、行程150 mm的实际应用要... 目的针对整流罩分离系统的轻量化需求,设计开发了一种新型复合材料扭杆弹簧,较传统钢弹簧减重50%。方法该设计利用内外管体的反方向扭转储存弹性势能,据此解析弹力与行程等结构参数的理论关系;根据弹力15000 N、行程150 mm的实际应用要求,设计整套扭杆弹簧结构,并通过有限元仿真进行强度校核。结果该结构所受应力在材料承受范围内,该设计方案能满足使用需求。结论该设计适合用于火箭、导弹整流罩定向分离,大型设备振动防护和载具的悬挂稳定,为高性能弹簧的设计和制造提供了新的理论和实践基础。 展开更多
关键词 扭杆弹簧 有限元分析 复合材料 结构设计 强度分析
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基于强度稳定性理论的极地船舶结构极限强度分析
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作者 顾赛男 孙凯 +2 位作者 余朝歌 田于逵 季顺迎 《船舶力学》 北大核心 2025年第10期1618-1628,共11页
极地海域环境恶劣且冰情复杂,船舶需要足够的结构强度来保障航行安全。现有的极地船舶结构设计规范及监测指南中,通常考虑材料弹性阶段内的许用应力,并设置较高的安全裕量,使得强度设计结果过于保守。本文基于结构强度稳定综合理论和塑... 极地海域环境恶劣且冰情复杂,船舶需要足够的结构强度来保障航行安全。现有的极地船舶结构设计规范及监测指南中,通常考虑材料弹性阶段内的许用应力,并设置较高的安全裕量,使得强度设计结果过于保守。本文基于结构强度稳定综合理论和塑性破坏模型,针对极地船舶结构的极限承载能力进行分析,推导了结构塑性变形条件下,船冰碰撞区域典型结构的极限强度计算公式,利用有限元分析方法,建立了结构极限强度数值分析模型。通过对比理论与数值结果,发现理论计算公式具有较高的准确性,可以作为极地船舶结构极限承载能力的快速校核手段。此外,参照规范设计要求,应用极限强度理论计算模型,给出各冰级船舶冰带区肋骨间距布置的建议,可为极地船舶结构的极限强度设计提供参考。 展开更多
关键词 极地船舶 结构极限强度 塑性变形 结构设计 冰载荷
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单边弯针缝合头的分析与设计
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作者 许景浩 董九志 +2 位作者 孙宁宁 陈云军 李锐 《毛纺科技》 北大核心 2025年第6期98-104,共7页
为了解决传统缝合工艺应用于复合材料预制体时缝合空间与角度受限的问题,基于单边弯针缝合工艺提出一种新型单边弯针缝合头设计方案。通过优化链式线迹并创新性设计弧线回环线迹,实现对多层碳布预制体的贯穿与非贯穿交替缝合,提升铺叠... 为了解决传统缝合工艺应用于复合材料预制体时缝合空间与角度受限的问题,基于单边弯针缝合工艺提出一种新型单边弯针缝合头设计方案。通过优化链式线迹并创新性设计弧线回环线迹,实现对多层碳布预制体的贯穿与非贯穿交替缝合,提升铺叠拼接效率。通过单伺服电机驱动同步传动机构协调2个曲柄摇杆末端弯针与钩线针的精准配合,结合导纱机构与可调压脚机构,确保缝合过程的稳定性。运用接触力学理论并借助Workbench软件对弯针进行力学性能仿真,确定其直径为2.2 mm。最终研制的缝合头可有效突破传统缝合工艺的空间与角度限制,为复合材料预制体高效高质量缝合成型提供技术支撑。 展开更多
关键词 单边弯针缝合工艺 单边弯针缝合头 弯针设计 强度校核
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可调式空气引射器的热流固耦合变形计算及强度分析
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作者 闫利如 马素霞 《汽轮机技术》 北大核心 2025年第1期17-20,62,共5页
以某可调式空气引射器为研究对象建立了有限元模型,基于Workbench软件,首先对内部流场进行数值模拟,分析了弯管和封头结构对引射器流场特性的影响,再通过稳态耦合计算,研究了引射器的耦合变形及应力分布,最后对引射器强度进行评定。结... 以某可调式空气引射器为研究对象建立了有限元模型,基于Workbench软件,首先对内部流场进行数值模拟,分析了弯管和封头结构对引射器流场特性的影响,再通过稳态耦合计算,研究了引射器的耦合变形及应力分布,最后对引射器强度进行评定。结果表明:曲率半径为3 D的弯头内工作流体流动更均匀;锥形封头可以使两股流体更快混合,并有助于提升引射效率;该引射器在热流固耦合下的最大变形量为0.27mm,应力主要集中于喷嘴位置,最大应力值为311.8MPa,对比流固耦合下的应力分布,发现热载荷是造成应力的主要因素;经过强度评定,设备不会发生强度失效。本研究为可调式引射器的结构设计和强度分析提供了指导。 展开更多
关键词 空气引射器 数值模拟 结构设计 强度评定
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SPF/DB中空结构内部混合网格优化设计及强度分析
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作者 邢宇涵 蒋少松 +3 位作者 刘太盈 张宁 刘遇鹏 刘易成 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第10期265-273,共9页
研究了大尺寸4层中空结构内部芯层混合网格设计及热-力耦合作用下结构整体的静力强度分析。通过高温拉伸测试研究了TA15钛合金材料的超塑变形行为,最大伸长率为1340%(900℃、 0.001 s^(-1)),并建立了该温度条件下的Backofen本构方程。... 研究了大尺寸4层中空结构内部芯层混合网格设计及热-力耦合作用下结构整体的静力强度分析。通过高温拉伸测试研究了TA15钛合金材料的超塑变形行为,最大伸长率为1340%(900℃、 0.001 s^(-1)),并建立了该温度条件下的Backofen本构方程。通过有限元分析方法研究几何参数对网格单元特征超塑性变形性能及承载性能的影响规律,进行中空结构混合网格优化设计及强度分析。结果表明,服役条件下,最大应力发生在中空结构夹持区,此处由于受到弯扭耦合影响,易产生应力集中,应力分布显示中空结构符合强度设计要求,纵向上分布有4级特征六边形单元网格(网格尺寸为19 mm)的优化方案工艺实现性较好,同时符合刚度设计要求,结构最大变形位移为8.609 mm。 展开更多
关键词 4层中空结构 混合网格 优化设计 强度分析
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漂浮式风机系泊张紧器结构设计与强度校核研究
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作者 易丛 邓小康 +5 位作者 郭连春 高方材 邵云亮 董鑫 李刚 徐群 《海洋工程》 北大核心 2025年第3期84-94,共11页
海上风电产业的快速发展引起了对浮式风机系泊系统配置优化、安装效率提升的极大关注,相应功能组件的种类不断多样化,使得对结构形式复杂性和安全性的考虑更加全面。张紧器作为风机长期系泊系统的关键组件,能够大幅节省甲板空间、简化... 海上风电产业的快速发展引起了对浮式风机系泊系统配置优化、安装效率提升的极大关注,相应功能组件的种类不断多样化,使得对结构形式复杂性和安全性的考虑更加全面。张紧器作为风机长期系泊系统的关键组件,能够大幅节省甲板空间、简化安装过程,有力推动相关产业的技术更新与成本控制。对张紧器应用技术的发展现状进行了调研分析,优化并形成了轻量化、紧凑型、高强度和高可靠性的张紧器设计。在此基础上,基于有限元数值仿真分析方法,分别对张紧器在预张紧工况下的主体结构和导向链轮、破断工况下的主体结构和止链器模块开展了结构强度校核研究,验证了张紧器主体结构及其组件的结构可靠性,为张紧器在海上漂浮式风电产业的大规模推广应用提供了技术支持。 展开更多
关键词 漂浮式风机 系泊系统 张紧器 结构设计 强度校核
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油管悬挂器锁紧环强度校核及优化分析
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作者 王星 王世强 +4 位作者 王莹莹 鞠少栋 王宝富 靳如龙 林泽庆 《中国测试》 北大核心 2025年第10期115-122,共8页
锁紧环作为油管悬挂器的重要部件,在油管悬挂器的锁紧过程中具有重要作用。锁紧工况时,驱动环向下运动发生轴向位移,将锁紧环撑开使其向四周扩展,从而使锁紧环与外部树体紧密接触达到锁紧的目的。锁紧环结构优化前,锁紧工况下锁紧环最... 锁紧环作为油管悬挂器的重要部件,在油管悬挂器的锁紧过程中具有重要作用。锁紧工况时,驱动环向下运动发生轴向位移,将锁紧环撑开使其向四周扩展,从而使锁紧环与外部树体紧密接触达到锁紧的目的。锁紧环结构优化前,锁紧工况下锁紧环最大位移量为60 mm,最大应力为1 278.9 MPa,大于材料的屈服强度896 MPa。分别依据ASME VIII及API 6X两种判断准则对锁紧环进行局部失效判定,判定结果满足要求。基于现有锁紧环结构,研究了3种锁紧环优化方案。同时,对油管悬挂器进行下部负载和上部负载测试,检测其是否会发生泄漏及损伤。研究结果可为锁紧环的强度校核和优化设计提供一定的参考。 展开更多
关键词 油管悬挂器 锁紧环 局部失效判定 强度校核 优化设计
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基于长、短期设计波的浮式风机平台结构强度研究
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作者 李平 王红博 陈超核 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期92-106,共15页
浮式风机平台在深远海环境中的稳定性和安全性是浮式风机系统的核心问题。以浮式风机平台为研究对象,基于长、短期两种设计波方法,结合实际波浪长期统计数据和波浪短期预报数据,通过数值模拟分析了多载荷控制参数对极端波浪载荷作用下... 浮式风机平台在深远海环境中的稳定性和安全性是浮式风机系统的核心问题。以浮式风机平台为研究对象,基于长、短期两种设计波方法,结合实际波浪长期统计数据和波浪短期预报数据,通过数值模拟分析了多载荷控制参数对极端波浪载荷作用下设计波参数的影响,并评估了浮式风机平台使用不同设计波方法所得的结构强度。研究结果表明:传统中纵剖面、中横剖面以及水线面的载荷控制参数无法准确捕捉浮式风机平台所遭受的最危险载荷,在浮式风机平台结构强度分析中还需要考虑不同结构连接位置的应力集中现象,因而需要分析多载荷控制参数对结构强度的影响;长期统计设计波法能够更全面地反映海洋环境的复杂性,可得到浮式风机平台处于最危险状态的设计波参数,而短期设计波法则在快速评估极端波浪条件下的结构强度方面具有优势,二者可根据浮式风机平台的不同设计阶段配合使用;通过设计波法寻找最危险工况不能仅比较设计波参数中的波高,由计算结果发现两种设计波法计算所得的最大应力不一定对应在最大波高上,即单凭设计波波高参数不能判断该设计波为最危险工况,需要综合考虑设计波的波高、波浪周期、浪向和相位等参数对结构强度的影响。研究结果对于浮式风机平台的结构设计和安全评估具有重要意义。 展开更多
关键词 浮式风机 结构强度 长期设计波 短期设计波
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