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Probabilistic model and analysis of coupled train-ballasted track-subgrade system with uncertain structural parameters 被引量:6
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作者 MAO Jian-feng XIAO Yuan-jie +2 位作者 YU Zhi-wu Erol TUTUMLUER ZHU Zhi-hui 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2021年第7期2238-2256,共19页
Random dynamic responses caused by the uncertainty of structural parameters of the coupled train-ballasted track-subgrade system under train loading can pose safety concerns to the train operation.This paper introduce... Random dynamic responses caused by the uncertainty of structural parameters of the coupled train-ballasted track-subgrade system under train loading can pose safety concerns to the train operation.This paper introduced a computational model for analyzing probabilistic dynamic responses of three-dimensional(3D)coupled train-ballasted track-subgrade system(TBTSS),where the coupling effects of uncertain rail irregularities,stiffness and damping properties of ballast and subgrade layers were simultaneously considered.The number theoretical method(NTM)was employed to design discrete points for the multi-dimensional stochastic parameters.The time-histories of stochastic dynamic vibrations of the TBSS with systematically uncertain structural parameters were calculated accurately and efficiently by employing the probability density evolution method(PDEM).The model-predicted results were consistent with those by the Monte Carlo simulation method.A sensitivity study was performed to assess the relative importance of those uncertain structural parameters,based on which a case study was presented to explore the stochastic probability evolution mechanism of such train-ballasted track-subgrade system. 展开更多
关键词 coupled train-ballast-subgrade system structural parameter uncertainty stochastic dynamic analysis probability density evolution method wheel-rail interaction
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漂浮式光伏混合式系泊系统对极浅水大潮差环境的适用性研究 被引量:1
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作者 蒋习民 魏宇豪 +3 位作者 刘锦昆 王树青 宋宪仓 王霄 《海洋工程》 北大核心 2025年第1期48-61,共14页
漂浮式光伏作业海域水深浅、潮差大的特征显著,极浅水条件下潮位的变化将对漂浮式光伏系泊系统的定位能力产生显著的影响,传统系泊方案无法满足漂浮式光伏极浅水、大潮差长期稳定系泊定位的需求。在传统浅水悬链线系泊系统的基础上,通... 漂浮式光伏作业海域水深浅、潮差大的特征显著,极浅水条件下潮位的变化将对漂浮式光伏系泊系统的定位能力产生显著的影响,传统系泊方案无法满足漂浮式光伏极浅水、大潮差长期稳定系泊定位的需求。在传统浅水悬链线系泊系统的基础上,通过在系缆不同位置处布置系列重物块来改变不同水深条件下系缆的空间构型和水平回复力特性,提出了一种改进混合式系泊系统以满足漂浮式光伏结构不同潮位下的系泊定位需求。以1 MW漂浮式光伏方阵为例,对混合式系泊系统在不同水位和荷载方向下的适用性进行了数值研究。结果表明,不同水位下漂浮式光伏模块运动响应幅值差异不超过14%,高水位下系缆张力响应明显大于低水位下系缆张力响应,其张力响应幅值差异不超过268%,表明文中提出的混合式系泊系统对极浅水、大潮差漂浮式光伏结构具有较好的系泊定位性能。 展开更多
关键词 漂浮式光伏结构 极浅水大潮差 混合式系泊系统 耦合动力分析 系统动力响应
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特高压换流站调相机管道异常振动分析及减振研究
3
作者 万瑜 金传领 《机械强度》 北大核心 2025年第5期63-70,共8页
大型同步调相机配套管道异常振动问题,不仅会降低管道的使用寿命,还会影响调相机润滑油和冷却液的供应,严重时甚至会造成重大安全事故,危害电力系统的稳定性。以某特高压换流站的同步调相机润滑油供油管道为研究对象,使用现场测量、流... 大型同步调相机配套管道异常振动问题,不仅会降低管道的使用寿命,还会影响调相机润滑油和冷却液的供应,严重时甚至会造成重大安全事故,危害电力系统的稳定性。以某特高压换流站的同步调相机润滑油供油管道为研究对象,使用现场测量、流固耦合和谐响应分析等多种方法,研究了管道振动的产生原因和机制。结果表明,由调相机本身产生的周期性激振力是管道振动的主要原因。进一步提出基于调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)的管道减振措施,试验和仿真数据表明,在润滑油供油管道系统4和5、6和7支吊架中间位置各安装一个TMD,减振效果最佳,可将该管系的振动加速度降低90%以上,具有良好的减振效果。 展开更多
关键词 同步调相机 管道振动 流固耦合 谐响应分析 调谐质量阻尼器
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混流式水轮机压力脉动及叶片裂纹生长分析 被引量:1
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作者 姬中瑞 曲力涛 +2 位作者 迟福东 陈小翠 杨春明 《三峡大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2025年第1期99-105,共7页
目前,水轮机转轮叶片出现裂纹甚至脱落的情况时有发生,严重影响了电站的安全运行.本文以某水电站机组为研究对象,基于流固耦合理论和扩展有限元方法对该水轮机全流道及转轮结构进行仿真分析,提取不同运行工况下转轮叶片的压力脉动信息,... 目前,水轮机转轮叶片出现裂纹甚至脱落的情况时有发生,严重影响了电站的安全运行.本文以某水电站机组为研究对象,基于流固耦合理论和扩展有限元方法对该水轮机全流道及转轮结构进行仿真分析,提取不同运行工况下转轮叶片的压力脉动信息,进行其转轮结构强度及叶片疲劳裂纹扩展情况分析.研究表明转轮内部的压力脉动主要由转轮旋转、导叶出口不均匀流场以及低频尾水涡带所引起.在不同运行工况下,叶片所受应力分布大致相同,且均在叶片出水边与上冠以及下环交接处附近存在应力集中的现象.当转轮出水边靠近下环连接处出现裂纹时,裂纹会从出水边逐渐向转轮下环附近扩展,并最终发展为贯穿性裂纹.且叶片出现贯穿性裂纹所经历的载荷循环次数与应力大小以及裂纹的扩展形状有关. 展开更多
关键词 水轮机转轮 单向流固耦合 压力脉动 强度分析 疲劳裂纹扩展 疲劳寿命分析
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不同箔片结构气体动压轴承动静态特性分析
5
作者 李东东 贾晨辉 +2 位作者 张飞 路艳辉 杨鲁强 《机床与液压》 北大核心 2025年第4期1-9,共9页
基于有限元软件Ansys Workbench,建立不同箔片结构气体轴承在可压缩流体介质中运动的有限元模型,采用6DOF动网格计算方法对轴承的运动状态进行流固耦合数值模拟,探讨了不同转速和偏心率对不同箔片结构气体轴承动静态性能的影响规律。仿... 基于有限元软件Ansys Workbench,建立不同箔片结构气体轴承在可压缩流体介质中运动的有限元模型,采用6DOF动网格计算方法对轴承的运动状态进行流固耦合数值模拟,探讨了不同转速和偏心率对不同箔片结构气体轴承动静态性能的影响规律。仿真结果表明:转速和偏心率与轴承的承载力成正比,与偏位角成反比;主刚度系数与转速和偏心率成正比,主阻尼系数与转速成反比;在相同的转速和偏心率下,五瓣式轴承的承载能力最大,五瓣式箔片轴承的稳定性优于三瓣分离式箔片轴承。 展开更多
关键词 箔片气体轴承 双向流固耦合 箔片结构 动静态特性 仿真分析
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膛线结构变化对身管受力状况和内弹道性能的影响研究
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作者 刘锦豪 周克栋 +4 位作者 张磊 陆野 盖钟雨 曲振森 辛春虹 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第6期83-90,共8页
为了降低身管坡膛处应力以提升火炮身管寿命,以某小口径火炮为研究对象,针对该火炮身管的矩形膛线,提出了3种圆切膛线结构,并建立了包含弹体、弹带和身管的弹炮热力耦合有限元模型。分析了在弹丸挤进及沿膛运动过程中身管坡膛处的受力状... 为了降低身管坡膛处应力以提升火炮身管寿命,以某小口径火炮为研究对象,针对该火炮身管的矩形膛线,提出了3种圆切膛线结构,并建立了包含弹体、弹带和身管的弹炮热力耦合有限元模型。分析了在弹丸挤进及沿膛运动过程中身管坡膛处的受力状况,对比了矩形膛线身管和3种圆切膛线身管的最大膛压、弹丸初速、弹丸转速等内弹道性能指标。研究结果表明相较于矩形膛线身管,3种圆切膛线身管坡膛处应力降低明显,其最大膛压与弹丸初速均变化很小,但是弹丸在挤进完成后的沿膛运动过程中均出现了丢转速现象,导致弹丸出膛转速与其理论转速相差较大。该研究结果可为该型火炮内膛结构的设计与优化提供参考。 展开更多
关键词 膛线结构 弹炮耦合 内弹道 有限元分析 身管寿命
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基于大长径比弹药弹炮耦合可靠性参数灵敏度分析
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作者 李子涵 高小科 +1 位作者 王军 刘宁 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2025年第3期41-48,共8页
针对大长径比智能弹药发射过程可靠性与安全性要求高、影响因素复杂、参数设计难度大等特点,采用SPH光滑粒子算法建立某舰炮弹炮耦合模型,对关键结构采用有限元与关键参数化相结合的方法,考虑挤进、膛内运动弹炮耦合过程,结合Vuamp子程... 针对大长径比智能弹药发射过程可靠性与安全性要求高、影响因素复杂、参数设计难度大等特点,采用SPH光滑粒子算法建立某舰炮弹炮耦合模型,对关键结构采用有限元与关键参数化相结合的方法,考虑挤进、膛内运动弹炮耦合过程,结合Vuamp子程序,实现了挤进过程中内弹道计算与弹炮耦合有限元仿真联合求解。以弹丸出膛姿态,身管炮口振动输出参数表征,构建载荷、边界等与响应输出的映射关系,通过参数灵敏度分析获得各个输入参数对炮口状态的影响程度。得出大长径比弹丸质心在轴线上的偏移是占比最高的影响因素。该过程与结果为进一步提升火炮可靠性提供方法与依据,以便获得最优弹炮参数设计区间。 展开更多
关键词 大长径比弹药 弹丸结构 弹炮耦合 灵敏度分析
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一种高效的梁耦合结构动力学特性分析方法
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作者 李直兵 靳国永 +2 位作者 仲赛凤 叶天贵 杨铁军 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第6期1169-1178,共10页
为了快速预报梁耦合结构的动力学特性,本文将梁的精确解析公式与有限元分析软件的前处理功能相结合,提出了一种高效动力学分析方法。基于梁结构控制微分方程,推导了梁单元的精确动力学刚度矩阵;利用ANSYS Mechanical APDL平台建立了梁... 为了快速预报梁耦合结构的动力学特性,本文将梁的精确解析公式与有限元分析软件的前处理功能相结合,提出了一种高效动力学分析方法。基于梁结构控制微分方程,推导了梁单元的精确动力学刚度矩阵;利用ANSYS Mechanical APDL平台建立了梁耦合结构的几何模型,并对其进行单元离散,获取结构的单元和节点信息。与有限元方法的离散策略不同,由于本文方法采用了精确的动力学刚度单元,每根梁仅需离散为一个单元;将单元和节点信息导出,并在数值计算软件中与梁单元的动力学刚度矩阵进行组装,构建了耦合结构的整体动力学方程。在此基础上,求解了多种梁耦合结构的强迫振动响应,并将计算结果与ANSYS的仿真值进行了对比。结果表明:相比于传统有限元方法,本文方法显著减少了计算所需单元和节点数量,提高了计算效率。 展开更多
关键词 梁耦合结构 动刚度矩阵 精确解析解 强迫振动 动力学分析 计算效率 计算精度 有限元分析
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温度-应力耦合作用下高密度聚乙烯板壳结构的导波频散特性
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作者 张旭 刘刚 +2 位作者 陈雷 江海磊 张泽徽 《中国石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期161-170,共10页
超声导波由于便捷、高效等优点被广泛应用于高密度聚乙烯(HDPE)板壳结构的缺陷识别和损伤监测,然而服役环境中的温度变化与结构应力会给导波频散特性带来不确定性的耦合影响,限制了导波检测技术的可靠性。基于Floquet-Bloch周期性边界,... 超声导波由于便捷、高效等优点被广泛应用于高密度聚乙烯(HDPE)板壳结构的缺陷识别和损伤监测,然而服役环境中的温度变化与结构应力会给导波频散特性带来不确定性的耦合影响,限制了导波检测技术的可靠性。基于Floquet-Bloch周期性边界,考虑温度-应力耦合下超弹性材料的初始应变能,建立HDPE板壳结构的频散分析模型,研究不同导波传播方向下温度-应力耦合作用对模态波结构、频散曲线和相速度变化的影响,并通过试验进行模型准确性验证;分别引入温度和应力敏感因子表征不同频率下导波模态相速度对环境温度和应力的敏感程度。结果表明:在均匀温度变化下导波传播平面内的不均匀应力状态会改变Lamb波和SH导波的位移波结构分布,导致两者的频散曲线在原本交叉点处彼此排斥并偏离;导波模态的相速度变化与温度-应力耦合条件、频率和传播方向密切相关;相同应变下,温度变化对导波模态相速度的影响明显大于结构应力;SH0模态和中高频范围大于10 kHz的Lamb-A0模态对温度变化和结构应力的敏感性均很弱,可以降低环境因素对导波信号的干扰,研究结果解释了不同环境温度和应力耦合作用对导波频散特性的影响规律。 展开更多
关键词 HDPE板壳结构 温度-应力耦合 Floquet-Bloch周期性边界 频散特性 敏感性分析
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高速行车激励下高铁桥梁顶板裂缝扩展及其对振动能量分布的影响
10
作者 高浩 王君明 +2 位作者 勾红叶 班新林 孟鑫 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第2期89-96,共8页
为研究高速铁路简支梁桥跨中顶板下缘纵向裂缝在行车荷载激励下的横向扩展及对振动能量分布的影响,以某CRTSⅡ型板式无砟轨道简支梁桥为研究对象,基于实测数据、扩展有限元法和子模型技术,建立车-轨-桥耦合分析模型与带裂缝的跨中顶板... 为研究高速铁路简支梁桥跨中顶板下缘纵向裂缝在行车荷载激励下的横向扩展及对振动能量分布的影响,以某CRTSⅡ型板式无砟轨道简支梁桥为研究对象,基于实测数据、扩展有限元法和子模型技术,建立车-轨-桥耦合分析模型与带裂缝的跨中顶板子模型,研究不同车速、裂缝长度与深度条件下桥梁顶板下缘裂缝横向扩展规律;利用结构声强法探明不同裂缝长度与深度条件下开裂顶板下缘振动能量分布情况。研究结果表明:增大行车速度会增大裂缝横向扩展位移曲线峰值;在350 km/h高速行车激励下,随着裂缝长度增大,裂缝扩展位移曲线的峰值几乎没有变化;顶板裂缝深度每增加20 mm,裂缝扩展位移曲线的峰值增大0.0015 mm,裂缝横向扩展受裂缝深度影响显著。无裂缝时顶板下缘振动能量流动方向与行车方向保持一致,越靠近列车荷载位置振动能量分布越多;裂缝的出现对顶板下缘一定范围内的振动能量产生两个影响,一是改变能量流动方向,二是降低能量值大小;裂缝长度增大对能量的影响范围仅局限于裂缝周围单元;裂缝深度的增加会使得裂缝对能量的影响范围显著增大,且裂缝两端出现能量集中现象。研究成果可以为高铁简支梁桥养护维修提供理论基础。 展开更多
关键词 高速铁路 铁路桥梁 车-轨-桥耦合分析 裂缝扩展 振动能量 结构声强
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胺液循环泵管道振动特性分析及减振研究 被引量:1
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作者 王洪 魏志刚 +2 位作者 袭文 党鹏飞 杨铮鑫 《机电工程》 北大核心 2025年第2期397-406,共10页
针对某石化公司气柜瓦斯脱硫装置管线异常振动问题,对该装置富胺液循环泵出口管线进行了研究。首先,建立了管道模态分析及颗粒阻尼器减振原理的理论模型;然后,利用ANSYS建立了管道数值模型,进行了流场仿真分析,并对管道进行了模态试验... 针对某石化公司气柜瓦斯脱硫装置管线异常振动问题,对该装置富胺液循环泵出口管线进行了研究。首先,建立了管道模态分析及颗粒阻尼器减振原理的理论模型;然后,利用ANSYS建立了管道数值模型,进行了流场仿真分析,并对管道进行了模态试验及振动测试,验证了模型的准确性;最后,利用EDEM离散元分析软件进行了仿真及现场试验,探究了不同填充率颗粒阻尼器的减振效果。研究结果表明:管道异常振动的主要原因是流体压力脉动激励频率接近管道固有频率,同时管道弯头处易受到共振产生的交变应力作用,造成其结构疲劳破坏;不同填充率的颗粒阻尼器均能有效降低管道振幅,其中70%填充率减振效果最优;与传统的减振方法相比,颗粒阻尼减振技术具有减振频带宽、适用性强等特点,在管道适当位置安装颗粒阻尼器,能有效降低管道振动,保障设备安全运行。 展开更多
关键词 富胺液循环泵 机械振动 管道模态分析 流场仿真分析 流固耦合 阻尼减振 颗粒阻尼器 EDEM离散元分析软件
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400 km/h速度下轨道-桥梁振动响应与顶板裂缝深度影响
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作者 孟鑫 高浩 +3 位作者 刘鹏辉 勾红叶 王一干 杨宜谦 《振动与冲击》 北大核心 2025年第3期91-98,共8页
为探究400 km/h列车激励下高速铁路轨道-桥梁结构的振动响应,以某高铁桥梁为研究对象,在钢轨、桥梁、桥墩位置布置竖向加速度传感器,实测轨道-桥梁结构在多级速度作用下加速度的变化规律;在此基础上,借助于结构声强理论和车-轨-桥耦合... 为探究400 km/h列车激励下高速铁路轨道-桥梁结构的振动响应,以某高铁桥梁为研究对象,在钢轨、桥梁、桥墩位置布置竖向加速度传感器,实测轨道-桥梁结构在多级速度作用下加速度的变化规律;在此基础上,借助于结构声强理论和车-轨-桥耦合振动仿真分析,从能量和加速度的角度掌握了顶板下缘裂缝深度的影响程度。研究结果表明:在高速列车激励下,实测钢轨、桥梁顶板和桥墩的加速度峰值分别为800 m/s^(2)、4 m/s^(2)和0.5 m/s^(2);振动加速度数值从钢轨到桥墩层层递减,随着列车速度的增大各测点加速度峰值呈线性增加;裂缝的出现会增大桥梁顶板下缘的加速度峰值,改变振动能量的分布;当裂缝深度大于45 mm时,顶板下缘加速度和振动能量值分别为无裂缝工况下的1.1倍和1.5倍,应注意加强对裂缝状态的观测。该研究成果可以为车-轨-桥耦合分析提供依据,也可以为高速铁路简支箱梁顶板下缘开裂维修提供指导。 展开更多
关键词 轨道-桥梁响应 车-轨-桥耦合分析 结构声强 振动能量 裂缝
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三瓣结构的滑梁式空气箔片轴承润滑力学建模及数值研究
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作者 吴洋 韩怡萱 +2 位作者 顾晨昀 冯伟军 安琦 《华东理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期135-146,共12页
以三瓣结构的滑梁式空气箔片轴承为研究对象,基于最小位能原理和非线性薄板理论建立了箔片的刚度矩阵,并通过接触理论和牛顿法建立了箔片形变的计算模型;采用有限差分法计算等温雷诺方程,并通过流固耦合方法,建立了完整的滑梁式箔片轴... 以三瓣结构的滑梁式空气箔片轴承为研究对象,基于最小位能原理和非线性薄板理论建立了箔片的刚度矩阵,并通过接触理论和牛顿法建立了箔片形变的计算模型;采用有限差分法计算等温雷诺方程,并通过流固耦合方法,建立了完整的滑梁式箔片轴承的力学模型。确定了计算流程,编写了计算程序,实现了对气膜压力分布、滑梁挠度和轴承极限载荷等参数的精确计算。结合具体算例,深入研究轴承参数对其性能的影响,研究表明,滑梁数目增多会降低轴承的最小气膜厚度,而增大轴向对称面的滑梁刚度可以提升轴承的极限承载能力。 展开更多
关键词 滑梁式空气轴承 三瓣结构 润滑力学建模 流固耦合 数值分析
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调距桨轴内油管结构流固耦合振动特性研究
14
作者 武于哲 周瑞平 +2 位作者 钟欣荣 王钊 何书浩 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第3期6-12,共7页
近年来,调距桨轴内油管的故障频发已成为影响大型舰船推进系统可靠性的关键因素,深入研究油管结构的振动机理对于理解故障成因、制定预防措施至关重要,但目前在此领域的研究相对缺乏。以调距桨轴内油管为研究对象,提出一种对复杂的流-... 近年来,调距桨轴内油管的故障频发已成为影响大型舰船推进系统可靠性的关键因素,深入研究油管结构的振动机理对于理解故障成因、制定预防措施至关重要,但目前在此领域的研究相对缺乏。以调距桨轴内油管为研究对象,提出一种对复杂的流-固耦合结构附加质量的计算方法,能够综合考虑流体压力与流体作用对结构的影响,并运用Hypermesh与Abaqus软件进行联合仿真,对油管结构进行精细化建模与计算。研究结果表明,这种方法在舰船轴系运转频率范围内能准确模拟声固耦合算法的结果,满足调距桨轴内油管振动分析范围;并对调距桨轴内油管支承结构优化布置和流体压力对管壁的作用进行研究,得出了调距桨轴内油管振动的规律,为调距桨轴内油管设计提供参考。 展开更多
关键词 调距桨轴内油管 声固耦合法 附加质量法 湿模态
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基于流固耦合的蒸汽发生器传热管结构应力分析
15
作者 郭超 魏超 +1 位作者 史强 张盼 《压力容器》 北大核心 2025年第2期38-45,共8页
蒸汽发生器传热管是压水堆核电站一回路压力边界的薄弱环节,正常运行及事故条件下的系统运行参数,直接影响着传热管结构的完整性。为进一步对传热管的结构响应特性进行研究,建立两种主流排列方式的传热管局部模型,分别进行正常运行和典... 蒸汽发生器传热管是压水堆核电站一回路压力边界的薄弱环节,正常运行及事故条件下的系统运行参数,直接影响着传热管结构的完整性。为进一步对传热管的结构响应特性进行研究,建立两种主流排列方式的传热管局部模型,分别进行正常运行和典型事故参数下的流固耦合计算,并获得一、二次侧流体共同作用下的传热管关键部位的载荷变化规律。结果表明,顺排模型在正常运行和丧失给水事故下的最大等效应力分别为110MPa和143MPa,叉排模型分别为112MPa和146MPa。在相同的流动条件下,传热管叉排模型的应力和变形均大于顺排模型;传热管根部横截面的等效应力沿壁厚方向先减小再增大,中部横截面的等效应力沿壁厚方向呈现近似线性降低;在传热管根部区域,内、外壁面的等效应力沿轴向高度先迅速降低而后快速升高,并形成应力平台。研究结果可为蒸汽发生器的设计及运行提供参考。 展开更多
关键词 蒸汽发生器 传热管 流固耦合 应力分析
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无阀泵泵腔圆顶复合结构耦合特性分析
16
作者 王亚阁 李威 +2 位作者 陈朝大 单亮 王德 《机械设计》 北大核心 2025年第3期124-131,共8页
无阀泵泵腔内部复合结构的排布和耦合特性直接影响着液体的流动状态,导致输出特性产生差异。为了探究无阀压电泵泵腔内部圆顶复合结构耦合特性对输出性能的影响,泵腔圆顶结构的参数选取为4 mm和8 mm,梯形结构角度选取为3°和9°... 无阀泵泵腔内部复合结构的排布和耦合特性直接影响着液体的流动状态,导致输出特性产生差异。为了探究无阀压电泵泵腔内部圆顶复合结构耦合特性对输出性能的影响,泵腔圆顶结构的参数选取为4 mm和8 mm,梯形结构角度选取为3°和9°,圆角导流结构的参数设置为2,3和6 mm,采用正交试验法对不同结构的参数进行排列组合,从理论基础推导了复合结构之间的关系,采用有限元仿真方法对结构进行了仿真分析,最后制作了系列样机泵并进行了试验。试验结果显示:当圆顶为8 mm、梯形结构角度为9°、圆角为3 mm的参数组合时,在电压为210 V、频率为50 Hz的驱动条件下,泵输出流量达到最佳状态为186.8 mL/min,此时仿真输出流量为182.21 mL/min,相对误差为2.52%,当圆顶为8 mm、梯形结构角度为3°、圆角为3 mm的参数组合时,仿真和测试输出流量相对误差达到最大为17.40%,通过分析圆顶复合结构的耦合特性为压电泵输出性能的提升提供了有效的参考。 展开更多
关键词 圆顶复合结构 耦合特性 无阀泵 仿真分析 输出性能
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多场耦合全金属螺杆泵转子力学及振动特性分析
17
作者 卢林 张春香 +1 位作者 孔繁婷 周婧 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第2期218-223,共6页
为了提高全金属螺杆泵在高温环境下的运行可靠性,基于流热固耦合理论对全金属螺杆泵转子在高温环境下的力学特性和有预应力(流场、质量力和温度载荷)作用下的模态特性进行了分析。研究结果表明:不同压差下螺杆转子的最大等效应力和最大... 为了提高全金属螺杆泵在高温环境下的运行可靠性,基于流热固耦合理论对全金属螺杆泵转子在高温环境下的力学特性和有预应力(流场、质量力和温度载荷)作用下的模态特性进行了分析。研究结果表明:不同压差下螺杆转子的最大等效应力和最大变形量是随着压差的增大而逐渐提高;不同间隙值下螺杆转子的最大等效应力和最大变形量随着间隙值的增大而逐渐增大;不同定子导程下螺杆转子的最大等效应力和最大变形量在(70~100)mm之间逐渐增大,之后两者都逐渐降低;不同粘度下螺杆转子的最大等效应力和最大变形量在(20~40)cP之间是逐渐增大,而后随着粘度的增加两者逐渐减小;流场压力和定子导程对有预应力的模态最大变形量影响较间隙值和粘度更为明显。研究结果可为全金属螺杆泵设计开发提供一定的理论支撑。 展开更多
关键词 全金属螺杆泵 流热固耦合 转子系统 应力变形 模态分析
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吸能液压支架立柱防冲性能模拟及试验
18
作者 安栋 范金颍 +2 位作者 宋义敏 许海亮 罗廷运 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第4期393-400,共8页
针对吸能防冲液压支架防冲性能问题,从冲击载荷作用下吸能液压立柱防冲性能角度开展研究,参照工程常用的吸能防冲立柱,采用有限元和光滑粒子流体动力学方法建立了普通液压支架立柱与吸能液压支架立柱流固耦合、流体大变形模型,实现了吸... 针对吸能防冲液压支架防冲性能问题,从冲击载荷作用下吸能液压立柱防冲性能角度开展研究,参照工程常用的吸能防冲立柱,采用有限元和光滑粒子流体动力学方法建立了普通液压支架立柱与吸能液压支架立柱流固耦合、流体大变形模型,实现了吸能防冲立柱在冲击载荷作用下的数值模拟。使用冲击试验台进行了吸能液压立柱冲击试验,得到了冲击荷载下立柱缸体的位移响应,并与数值模拟结果进行了对比。使用4.5、7、10.5 t的重锤经自由落体对2种液压立柱进行冲击加载,得到了2种立柱的动态响应。根据防冲支护设计6项原则探讨了吸能液压支架立柱的防冲性能。让位位移方面,吸能立柱的位移比普通立柱分别降低了16%、23%、30%;让位阻力方面,吸能立柱最大阻力比普通立柱降低了15%、21%、12%;让位速度方面,吸能装置最大让位速度可达18.5 m/s,可在13 m/s内完全压溃;让位刚度方面,吸能立柱在吸能装置变形前后表现为弹性刚度,压溃期间表现为塑性刚度;让位频率方面,吸能立柱让位防冲时的固有频率为0,规避了立柱与围岩发生共振而迅速破坏的风险;让位能量方面,吸能装置的吸能量可达272 kJ,吸能立柱整体吸能量比普通立柱提高了80%。从受冲响应的4个阶段总结了吸能液压支架立柱的让位吸能防冲过程,分析了立柱的抗冲能力,结果表明吸能液压支架立柱可承受的最大冲击能可达普通立柱的2.3倍,泄压阀允许开启时间延长为普通液压支架立柱的2倍。 展开更多
关键词 冲击地压 液压支架立柱 吸能装置 流固耦合 动态响应 有限元分析 SPH方法
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泥石流频发区不同土地利用类型下土壤分形维数与理化性质的关联度 被引量:4
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作者 谢贤健 《草业科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期49-58,共10页
为综合评价泥石流频发区不同土地利用类型下土壤的结构稳定性,本研究以蒋家沟为例,选取耕地、草地、林地为研究对象,裸地作为参照,基于分形理论分析了不同土地利用类型下土壤的分形特征,利用主成分分析方法,分析了影响土壤结构稳定性的... 为综合评价泥石流频发区不同土地利用类型下土壤的结构稳定性,本研究以蒋家沟为例,选取耕地、草地、林地为研究对象,裸地作为参照,基于分形理论分析了不同土地利用类型下土壤的分形特征,利用主成分分析方法,分析了影响土壤结构稳定性的主要影响因子,同时利用关联耦合度方法构建了土壤分形维数与理化性质间的耦合模型。结果表明,不同土地利用类型下土壤的分形维数介于2.71~2.75,0.5~2 mm土壤颗粒含量决定了不同土地利用类型下土壤的分形维数;土壤颗粒的分形维数与土壤碱解氮、容重、有机质含量显著相关,两者之间属于中等关联,土壤理化性质对分形维数的影响大小依次为容重>碱解氮>有机质;分形维数与理化指标的系统耦合度属于弱协调,未达到最佳状态;不同土地利用类型的系统耦合协调程度按大小排序为林地>草地>耕地>裸地。研究结果表明,增加植被覆盖和减少人为扰动有利于稳定的土壤结构形成。研究结论可以为流域植被恢复及土壤结构特征描述提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 蒋家沟 主成分分析 分形维数 土壤结构 系统 耦合 植被恢复
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基于CEL方法的带结构物溃坝流数值模拟 被引量:2
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作者 马洪玉 李敬军 +2 位作者 朱凯斌 赵艺颖 杨正权 《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 北大核心 2024年第2期159-168,共10页
随着全球气温的不断升高,极端天气现象增多,溃坝现象成为水工结构方向需要重点防范的自然灾害。溃坝流的发展会对下游结构物产生巨大的破坏作用,因此深入探究溃坝流现象的水动力学特性以及溃坝流下游结构物所受到的冲击力影响势在必行... 随着全球气温的不断升高,极端天气现象增多,溃坝现象成为水工结构方向需要重点防范的自然灾害。溃坝流的发展会对下游结构物产生巨大的破坏作用,因此深入探究溃坝流现象的水动力学特性以及溃坝流下游结构物所受到的冲击力影响势在必行。本文针对带有结构物的溃坝流动问题现象,采用CEL方法(Coupled Eulerian-Lagrangian analysis,耦合欧拉-拉格朗日方法),对于溃坝流的发展、演化进行了数值模拟。研究结果表明,模拟结果中溃坝流自由表面及流体尖端时程变化与文献试验结果拟合较好,CEL方法可应用在溃坝流现象的模拟,并且具有较好的准确性和精度。结构物材料性能、高度及与结构物与溃坝流间的位置,均会影响溃坝流的运动状态以及结构物的受力变形状态,在不考虑结构物破坏的情况下,提高结构物弹性模量,增加结构物高度,以及减小结构物与溃坝流间的距离均可提高结构物对于溃坝流的阻挡作用。 展开更多
关键词 溃坝流 计算流体力学 耦合欧拉-拉格朗日方法 数值模拟 流固耦合
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