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STRESS FIELD ANALYSIS OF EXTRA-HEIGHT FORGING DIE USING FINITE ELEMENT METHOD 被引量:3
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作者 Xiaobo Liu Jianping Tan Youping Yi 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 1999年第1期60-63,共4页
TheextraheightforgingdieinSouthewestAluminiumFabricationPlantisaspecialdieformakingarmamentandspecialcivilpr... TheextraheightforgingdieinSouthewestAluminiumFabricationPlantisaspecialdieformakingarmamentandspecialcivilproductsinChina.A... 展开更多
关键词 stress field analysis EXTRA HEIGHT FORGING DIE finite element method
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Influence of radial forging process on strain inhomogeneity of hollow gear shaft using finite element method and orthogonal design 被引量:4
2
作者 LI Hong-xu WANG Kai +5 位作者 LUO Rong ZHU Zi-zong DENG Shuai LUO Rong ZHANG Jing-yi FANG Fei-song 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第6期1666-1677,共12页
Due to the current trend towards lightweight design in automotive industry,hollow stepped gear shafts for automobile and its radial forging process are widely investigated.Utilizing coupled finite element thermo-mecha... Due to the current trend towards lightweight design in automotive industry,hollow stepped gear shafts for automobile and its radial forging process are widely investigated.Utilizing coupled finite element thermo-mechanical model,radial forging process of a hollow stepped gear shaft for automobile was simulated.The optimal combination of three process parameters including initial temperature,rotation rate and radial reduction was also selected using orthogonal design method.To examine the strain inhomogeneity of the forging workpiece,the strain inhomogeneity factor was introduced.The results reveal that the maximum effective strain and the minimum effective strain appeared in the outermost and innermost zones of different cross sections for the hollow stepped gear shaft,respectively.Optimal forging parameters are determined as a combination of initial temperature of 780°C,rotation rate of 21°/stroke and radial reduction of 3 mm. 展开更多
关键词 radial forging process strain inhomogeneity orthogonal design coupled thermo-mechanical analysis finite element method
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Finite Element Analysis of Fretting Behavior Between an Engine Cylinder Block and a Main Bearing Cap 被引量:1
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作者 廖日东 左正兴 《Defence Technology(防务技术)》 SCIE EI CAS 2006年第4期251-256,共6页
The finite element analysis of the fretting behavior between a cylinder block and a main bearing cap is presented. The stresses, relative fretting slip, frettin g friction work parameter W and crack initiation locatio... The finite element analysis of the fretting behavior between a cylinder block and a main bearing cap is presented. The stresses, relative fretting slip, frettin g friction work parameter W and crack initiation location parameter Gon the fretting contact surface of the cylinder block are obtained and analyzed. It shows that the fretting fatigue problem of the cylinder block can be quantitat ively explained by WorG. The effects of pretightening force, friction factor and material combination of the cylinder block and the main bearing cap are studied. The computational results indicate that the fretting fatigue of the cylinder block can be allayed by increasing the elastic modulus of the cylinder block, but not by changing the other two factors. 展开更多
关键词 内燃机 发动机气缸柱 主轴承盖 接触面 磨损行为 有限元法
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Vibration Analysis of Beams by Spline Finite Element
4
作者 杨浩 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2011年第6期1005-1012,共8页
In this paper,the spline finite element method is developed to investigate free vibration problems of beams.The cubic B-spline functions are used to construct the displacement field.The assembly of elements and the in... In this paper,the spline finite element method is developed to investigate free vibration problems of beams.The cubic B-spline functions are used to construct the displacement field.The assembly of elements and the introduction of boundary conditions follow the standard finite element procedure.The results under various boundary conditions are compared with those obtained by the exact method and the finite difference method.It shows that the results are in excellent agreement with the analytical results and much more accurate than the results obtained by the finite difference method,especially for higher order modes. 展开更多
关键词 vibration analysis BEAM SPLINE finite element method
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Cavity noise sensitivity analysis of tire contour design factors and application of contour optimization methodology 被引量:7
5
作者 KIM Seong-rae SUNG Ki-deug +1 位作者 LEE Dong-woo HUH Sun-chul 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2012年第8期2386-2393,共8页
Cavity resonance noise of passenger car tires is generated by interacting excitation between a tire structure and the fill gas (air), and generally lies in a frequency range of 200?250 Hz. As such, this noise is stron... Cavity resonance noise of passenger car tires is generated by interacting excitation between a tire structure and the fill gas (air), and generally lies in a frequency range of 200?250 Hz. As such, this noise is strongly perceived and may be a serious source of driver annoyance. Thus, many studies regarding the cavity noise mechanism and its reduction have already been conducted. In this work, a vibro-acoustic coupled analysis was conducted between a tire structure and air cavity. Using this analysis, we can more accurately simulate the tire noise performance in the region of the cavity resonance frequency. An analysis of the effects of variation of tire contour design factors was conducted, using design-of-experiments methods. Finally, a multi-objective optimization was performed using in-house codes to reduce the cavity noise level while minimizing the loss of other performances, such as diminished ride comfort and handling caused by the variations of contour. As a result of this optimization, an optimized contour shape was derived, which satisfied the multi-objective performances. 展开更多
关键词 tire cavity noise vibro-acoustic coupled analysis finite element method boundary element method (BEM) sensitivity optimization
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Studies on Resource Management of Sanjiang Plain Groundwater with the Analytical Finite Method Based on Square Grid
6
作者 REN Yongtai DENG Hualing XU Dan 《Journal of Northeast Agricultural University(English Edition)》 CAS 2006年第1期65-68,共4页
This article established groundwater flows differential equation mathematical model of San iiang Plain on the hydrology theory foundation, and used the analysis finite element method to liner change the differential e... This article established groundwater flows differential equation mathematical model of San iiang Plain on the hydrology theory foundation, and used the analysis finite element method to liner change the differential equation into the large-scale system of linear equations, it took linear equations as a part of constraint conditions of the optimized model, carried on the groundwater flow status equation and the optimized model the coupling, and carries on the solution with the Lingo software. The results indicated that this local shallow layer groundwater resources were rich and have the big development potential. But recent years water resources disposition was unreasonable and ground water mining quantity was oversized, these caused the region water flux to assume the drop tendency. 展开更多
关键词 Sanjiang Plain groundwater mathematical model analysis finite element method LINGO
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工字钢外包薄层UHPC组合梁抗剪性价比分析 被引量:1
7
作者 范学明 周晓鹏 +1 位作者 叶小杭 赵坤 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期40-49,共10页
钢结构具有低碳环保、轻质高强和抗震性能卓越等多重优势,目前已经广泛应用在高层建筑、大跨度建筑和一些民用建筑;但是其固有的易发生屈曲、腐蚀以及成本较高等问题阻碍了钢结构的进一步应用。目前关于钢结构防屈曲和防腐蚀的措施会大... 钢结构具有低碳环保、轻质高强和抗震性能卓越等多重优势,目前已经广泛应用在高层建筑、大跨度建筑和一些民用建筑;但是其固有的易发生屈曲、腐蚀以及成本较高等问题阻碍了钢结构的进一步应用。目前关于钢结构防屈曲和防腐蚀的措施会大大提高结构的成本并对结构承载能力带来一定的负面影响。超高性能混凝土(UHPC)是一种基于最大堆积密度理论的新型纤维增强水泥基复合材料,具有较高的强度和较强的变形能力,并且在抗水渗透性、抗氯离子渗透性以及抗冻融性等耐久性方面有着优异的性能。如今UHPC已经广泛应用于各种结构的力学加固以及耐久加固之中。近期的研究工作表明,将钢结构与UHPC结合使用,可以有效地实现两者的优势互补,在发挥钢结构轻质高强优异特征的同时,极大地减缓了疲劳、腐蚀和失稳对钢结构的危害。该文研究了一种已经广泛投入使用的工字钢外包薄层UHPC新型组合梁,并通过Abaqus有限元软件进行仿真分析建立样本数据库。同时利用雷达图法提出组合梁抗剪性能和抗剪性价比综合评价指标,采用响应面-蒙特卡罗法,共设计4种响应面对组合梁腹板尺寸参数进行分析。分析结果表明,组合梁的抗剪性能与其性价比之间存在显著的正相关性。此外,随着工字钢腹板厚度的增加,抗剪性能和性价比先增加后降低,并在某一特定厚度处达到峰值。该研究对于优化工字钢外包UHPC组合梁的设计具有重要的工程意义。 展开更多
关键词 钢-UHPC组合梁 性价比 有限元仿真分析 雷达图法 响应面-蒙特卡罗法
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基于能量法的变参数桥梁结构内力优化及试验
8
作者 杨国俊 李喜梅 +1 位作者 赵行 吕明航 《兰州理工大学学报》 北大核心 2025年第3期134-142,共9页
为确定变参数桥梁最优内力,针对第十四届全国大学生结构设计竞赛赛题中的模型进行理论分析与优化,建立单目标线性优化设计数学模型和桥梁结构简化计算模型.采用穷举算法,结合Visual C++编程优化计算,其中包括桥梁主跨跨径的优化、加载... 为确定变参数桥梁最优内力,针对第十四届全国大学生结构设计竞赛赛题中的模型进行理论分析与优化,建立单目标线性优化设计数学模型和桥梁结构简化计算模型.采用穷举算法,结合Visual C++编程优化计算,其中包括桥梁主跨跨径的优化、加载点荷载值选择,进行静力分析、结构优化设计和实际模型试验.推导了数值计算公式,提出以弯曲应变能最小为目标的桥梁跨径、荷载加载位置等参数随机优化的方法,寻求在荷载作用下结构的竖向位移和内力的最小值,得到荷载布置方式,反算主跨跨径,利用有限元软件建模分析,并进行试验验证,得到布载方式1为最优布载,P 1~P 8值分别为40、50、120、130、60、70、80、90 N. 展开更多
关键词 桥梁工程 有限元分析 穷举算法 优化分析 能量法
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刚构体系中承式梁拱组合桥空间受力研究 被引量:1
9
作者 易云焜 徐梦莹 +2 位作者 汪阳 林春乾 张雅俊 《世界桥梁》 北大核心 2025年第2期51-57,共7页
为给超宽多跨刚构体系中承式梁拱组合桥的简化分析和优化设计提供理论基础,以漳州马洲大桥为背景,研究空间受力特性。建立该桥有限元模型,研究超宽多跨刚构体系中承式梁拱组合桥的空间受力特性;针对影响空间受力的3个关键参数(大横梁横... 为给超宽多跨刚构体系中承式梁拱组合桥的简化分析和优化设计提供理论基础,以漳州马洲大桥为背景,研究空间受力特性。建立该桥有限元模型,研究超宽多跨刚构体系中承式梁拱组合桥的空间受力特性;针对影响空间受力的3个关键参数(大横梁横向刚度、拱肋横桥向位置和系杆张拉力),应用参数分析和力学简化分析2种方法得到各参数合理取值,并将数值分析和力学分析的结果相互验证,分析桥宽对结构稳定的影响。结果表明:多跨刚构体系中承式梁拱组合桥会在墩底产生横桥向反力、顺桥向力矩和扭矩等空间力;大横梁和主纵梁的横向刚度比与其长度比成反比例时为其合理横向刚度,使空间力均接近于0;拱肋至道路中心线的距离为2/3半桥宽时,墩底横桥向反力、顺桥向反力矩和竖向反力矩等空间力接近为0,为拱肋的横桥向合理位置;系杆张拉力除应考虑拱肋水平推力,还应考虑桥墩横桥向力矩,并在二者间进行综合平衡;桥宽增加后桥梁结构一阶失稳系数减小,但对一阶失稳模态和竖向失稳荷载基本无影响。 展开更多
关键词 中承式梁拱组合桥 刚构体系 大横梁横向刚度 拱肋横桥向位置 系杆张拉力 参数分析 有限元法
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基于ABAQUS的起落架足垫着陆接触力分析
10
作者 孙自强 徐伟 +1 位作者 闫明 金映丽 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第4期517-523,共7页
【目的】随着无人飞行器对飞行安全要求的不断提升,起落架系统的动力学特性研究已成为无人机设计领域的重要课题。聚焦六杆式起落架橡胶足垫的着陆接触力学行为,针对其非线性力学特性建模难题展开系统性研究。通过构建精确的动态接触模... 【目的】随着无人飞行器对飞行安全要求的不断提升,起落架系统的动力学特性研究已成为无人机设计领域的重要课题。聚焦六杆式起落架橡胶足垫的着陆接触力学行为,针对其非线性力学特性建模难题展开系统性研究。通过构建精确的动态接触模型,揭示橡胶缓冲件在冲击载荷下的力学响应机制,为起落架足端缓冲装置的结构优化提供理论支撑。【方法】基于连续接触力法理论框架,构建了橡胶材料的非线性接触力学模型。该模型耦合Hertz接触理论与Mooney-Rivlin应变能函数,通过非理想弹性碰撞关系表征橡胶材料的超弹性特性及其接触面动态耦合效应。在ABAQUS平台中,采用Mooney-Rivlin超弹性本构模型建立了有限元模型,并结合隐式动力学求解器对着陆碰撞过程进行了数值模拟。同时,构建了带力传感器的落震实验台,获取实测数据用于模型验证。该方法结合理论建模、软件仿真与实验验证,有效克服了传统经验公式的局限性。【结果】研究系统分析了多物理参数对接触力学特性的影响。当着陆高度在50~200 mm变化时,接触力峰值成正比增长,增幅达1.78 kN。当负载质量在5~20 kg变化时,接触力峰值与其呈近似线性关系,增幅达1.02 kN。此外,足垫厚度的增加对冲击力的减小作用有限,而足垫形状优化可有效改善接触抖动现象。对比研究表明,相较于传统圆柱形足垫,圆锥形足垫受力更均匀,能有效减少接触抖动。实验验证表明,在着陆高度为100 mm的工况下,仿真模拟与实测数据的接触力峰值误差约为6%,关键参数的相位偏移控制在3 ms以内,充分证明了模型的有效性。【结论】研究表明,接触力与着陆高度、足垫厚度呈近似正比例关系,但足垫厚度影响较小;优化足垫形状可显著降低接触抖动,其中圆锥形足垫具有最佳缓冲性能。本研究的理论创新体现在以下方面:融合连续接触力法与超弹性本构模型,建立适用于橡胶缓冲件的动态接触预测方法,突破了传统方法难以处理非线性耦合效应的技术瓶颈;系统分析多物理因素对足端接触力的影响,实现了缓冲结构性能的量化评价,为足端参数优化提供了可靠的理论依据。 展开更多
关键词 橡胶足垫 着陆碰撞 连续接触力法 弹性接触 力学模型 有限元软件 接触力分析 吸能缓冲
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油罐车自主加注臂末端振动特性分析及振动抑制研究
11
作者 王巍 蒋为钰 +1 位作者 缪海鹏 袁明新 《机床与液压》 北大核心 2025年第5期31-38,共8页
针对油罐车自主加注臂在作业过程中末端存在振动,导致与加注口对接精度降低,影响工作效率的问题,提出一种安装平衡缸来抑制末端振动的方法。基于MDH法建立油罐车自主加注臂的正运动学模型,采用解析法对机械臂进行逆向运动学求解,得到加... 针对油罐车自主加注臂在作业过程中末端存在振动,导致与加注口对接精度降低,影响工作效率的问题,提出一种安装平衡缸来抑制末端振动的方法。基于MDH法建立油罐车自主加注臂的正运动学模型,采用解析法对机械臂进行逆向运动学求解,得到加注臂关节角度和末端对接装置位姿的映射关系。建立加注臂有限元分析模型并设置仿真边界条件,通过对不同平衡缸安装位置参数组合的加注臂依次进行仿真,确定平衡缸的最佳安装位置。最后,在相同边界条件下,对未安装平衡缸、安装平衡缸以及刚体状态下的加注臂进行仿真对比分析。结果表明:相较于未安装平衡缸的加注臂,安装平衡缸的加注臂在运动停止后的残余振动中,振动幅值最大减少了25.1 mm,在加注臂Z向上,振动幅值衰减最大达到了77.4%。以上数据表明,安装平衡缸能够有效降低加注臂的末端振动,提高对接过程的效率以及稳定性。 展开更多
关键词 自主加注臂 平衡缸 MDH法 运动学分析 有限元仿真
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钢管混凝土KK型节点应力集中系数计算方法
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作者 陈康明 樊林杰 +3 位作者 杨益伦 吴庆雄 罗健平 缪承谕 《土木工程学报》 北大核心 2025年第2期50-62,85,共14页
为研究钢管混凝土KK(CFST-KK)型节点应力集中系数(SCF)计算方法,开展CFST-KK型节点模型试验和实体有限元分析,通过试验与有限元结果对比分析验证了有限元模型正确性;通过有限元参数分析揭示CFST-KK型节点SCF的敏感性以及管内混凝土的影... 为研究钢管混凝土KK(CFST-KK)型节点应力集中系数(SCF)计算方法,开展CFST-KK型节点模型试验和实体有限元分析,通过试验与有限元结果对比分析验证了有限元模型正确性;通过有限元参数分析揭示CFST-KK型节点SCF的敏感性以及管内混凝土的影响机理;探讨现有相贯管节点SCF计算方法的适用性,基于节点刚度推导得到钢管KK(CHS-KK)型节点SCF计算方法,基于变形相似原则并考虑管内混凝土与主管管壁的剥离变形作用,提出了CFST-KK型节点SCF计算方法。结果表明:有限元模型最大误差为8.0%,具有良好的精度;计算CFST-KK型节点SCF时,可只考虑轴力和面内弯矩的作用而忽略面外弯矩的作用;主管径厚比对CFST-KK型节点SCF的影响最为显著,主管内填混凝土可提升主管管壁整体径向刚度,使CFST-KK型节点SCF减小28.5%~48.9%;采用现有相贯管节点SCF计算方法计算CFST-KK型节点SCF时均存在较大误差;扩展有限元参数分析验证了文章提出的CHS-KK和CFST-KK型节点SCF计算方法具有良好的精度且计算结果偏于安全。 展开更多
关键词 钢管混凝土KK型节点 应力集中系数 计算方法 有限元分析 理论推导
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电火花线切割Inconel 718温度场分析与加工建模
13
作者 张耀满 吴双金 饶兆峰 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期88-96,共9页
针对Inconel 718材料的高加工硬化率和切削温度变化大等特点,以电火花线切割(WEDM)加工Inconel 718的放电加工过程为研究对象,对其加工机理和建模进行深入研究.采用有限差分法和有限元仿真对单脉冲放电温度场进行分析,得到了给定参数下... 针对Inconel 718材料的高加工硬化率和切削温度变化大等特点,以电火花线切割(WEDM)加工Inconel 718的放电加工过程为研究对象,对其加工机理和建模进行深入研究.采用有限差分法和有限元仿真对单脉冲放电温度场进行分析,得到了给定参数下的理论、仿真温度分布结果,并进一步探究了脉冲宽度对电蚀坑尺寸与形状的影响规律.在考虑重铸层对电蚀坑尺寸影响的基础上,预测了加工的表面粗糙度和材料去除率,并与实验数据进行对比.结果表明:随着脉冲宽度的变化,理论与仿真的电蚀坑尺寸变化趋势一致,所建立工艺目标预测模型的理论和仿真数据与实验结果的最大误差为9.88%. 展开更多
关键词 电火花线切割 Inconel 718 有限差分法 有限元法 温度场分析 重铸层
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大型风力机叶片快速建模及损伤模拟方法研究
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作者 刘纲 杜昊天 +1 位作者 顾水涛 黎华 《重庆大学学报》 北大核心 2025年第1期76-89,共14页
在复合材料叶片的损伤检测中,准确、快速地获得叶片损伤前后动力特性变化规律至关重要。为此,结合复合材料均匀化思想、扩展Bredt-Batho剪切流理论与损伤刚度退化理论,在有限元框架体系下提出了高效的复合材料叶片损伤模拟数值计算方法... 在复合材料叶片的损伤检测中,准确、快速地获得叶片损伤前后动力特性变化规律至关重要。为此,结合复合材料均匀化思想、扩展Bredt-Batho剪切流理论与损伤刚度退化理论,在有限元框架体系下提出了高效的复合材料叶片损伤模拟数值计算方法,并基于Python语言完成相应有限元程序开发。在此基础上,以复合夹芯悬臂梁作为研究对象,与ANSYS计算结果进行对比分析,验证了复合材料均匀化方法的合理性。同时,应用于模拟计算不同程度和位置损伤工况下NREL 5MW风机叶片的模态。结果表明,提出的数值计算方法很好地模拟了叶片前缘开裂损伤;叶片频率随着损伤程度加深逐渐减小;前缘裂纹对叶片挥舞方向的影响更大;在相同损伤程度下叶片前缘裂纹越靠近根部频率下降越多;叶根处的前缘裂纹对叶片摆振方向影响较大,叶尖处的前缘裂纹对叶片挥舞方向影响较大;叶片前缘裂纹对固有频率影响极小,以挥舞方向位移模态计算平均曲率模态损伤因子作为损伤识别指标能有效识别叶片前缘开裂损伤。 展开更多
关键词 风机叶片 复合材料 有限单元法 损伤模拟 模态分析
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基于传输线法的交流接触器动态特性有限元并行计算方法研究
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作者 杨文英 潘宇航 鲍家璇 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第18期7348-7358,I0027,共12页
动态特性评估对于交流接触器的可靠性和优化设计至关重要,数字样机模型与实验测量相结合的方法为评估动态特性提供了新方案。然而,现有商用有限元软件在求解数字样机模型时存在耗时长、收敛性差等诸多问题。对此,该文提出一种基于传输... 动态特性评估对于交流接触器的可靠性和优化设计至关重要,数字样机模型与实验测量相结合的方法为评估动态特性提供了新方案。然而,现有商用有限元软件在求解数字样机模型时存在耗时长、收敛性差等诸多问题。对此,该文提出一种基于传输线法的交流接触器动态特性有限元并行计算方法,可实现交流接触器动态特性的加速求解。首先,利用有限元法和场路耦合建立交流接触器电磁-力耦合的数字样机模型。然后,基于传输线法将有限元模型的三角形单元等效成电路模型和传输线模型,从而将非线性问题解耦为线性网络和非线性网络。非线性网络等效成多个独立的电路,可以进行单元的大规模并行计算。通过与商用有限元软件COMSOL Multiphysics?以及实验测量结果进行对比,验证了传输线法在交流接触器动态特性计算方面的准确性。与COMSOL Multiphysics?求解动态特性的时间相比,传输线法的计算速度比COMSOL Multiphysics?提升了2.46倍。 展开更多
关键词 交流接触器 有限元分析 传输线法 并行计算 动态特性
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软土基坑抗隆起稳定性的改进圆弧滑动法
16
作者 黄茂松 付臣志 时振昊 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第8期1561-1571,共11页
大量软土基坑工程实践表明,当挡土构件插入比较小或较大时,采用现行规范圆弧滑动模式验算方法计算的基坑抗隆起稳定安全系数存在明显偏大的问题。基于极限分析有限元对现行规范方法存在的问题进行了深入剖析,揭示了抗隆起稳定安全系数... 大量软土基坑工程实践表明,当挡土构件插入比较小或较大时,采用现行规范圆弧滑动模式验算方法计算的基坑抗隆起稳定安全系数存在明显偏大的问题。基于极限分析有限元对现行规范方法存在的问题进行了深入剖析,揭示了抗隆起稳定安全系数、圆弧滑动半径、挡土构件提供的抗滑力矩随挡土构件插入比增加的变化机理,提出了挡土构件插入比上、下限值的计算公式及改进的圆弧滑动模式验算方法。通过工程实例对比分析检验了改进方法的合理性。改进方法解决了现行规范方法存在的问题,可为深基坑支护结构设计及现行规范方法的修订提供有益的参考。 展开更多
关键词 基坑 抗隆起稳定性 圆弧滑动法 极限分析有限元 安全系数
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基于随机场的大跨悬索桥挠度可靠度评估方法
17
作者 程进 孙克荻 袁义 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期13-21,共9页
大跨度悬索桥造价高,通行量大,扮演着交通网络的关键角色。作为控制性工程,目前主要采用有限元方法等确定性的分析方法对其安全可靠性进行计算和分析。但是实际工程中的结构参数具有不确定性,同时在空间上还存在变异性和相关性,故引入... 大跨度悬索桥造价高,通行量大,扮演着交通网络的关键角色。作为控制性工程,目前主要采用有限元方法等确定性的分析方法对其安全可靠性进行计算和分析。但是实际工程中的结构参数具有不确定性,同时在空间上还存在变异性和相关性,故引入随机场因素的影响。采用数值分析方法,结合随机场理论与可靠度理论,提出了基于随机场的大跨度悬索桥可靠度评估方法。方法主要包括3方面内容:采用中心点法和相关函数处理随机场;采用有限元方法进行结构数值分析;采用一次二阶矩法中的验算点法进行结构可靠度指标计算。介绍了方法的具体实现流程,编写了与之对应的分析程序,通过若干数值算例验证了方法和程序的准确性和适用性。最后以三塔四跨悬索桥——温州瓯江北口大桥为工程实例,考虑桥梁结构参数的不确定性及其在空间上的变异性和相关性,在正常使用极限状态下对其挠度可靠度进行评价,分析了考虑随机场对温州瓯江北口大桥挠度可靠度指标的影响。结果表明:该文提出的方法适用于大跨度悬索桥的可靠度评估。考虑随机场相比不考虑随机场计算得到的正常使用极限状态下的挠度可靠度指标偏小。这说明,忽略大跨度悬索桥结构参数在空间上的变异性和相关性,会导致过高估计结构在正常使用极限状态下的挠度可靠度。 展开更多
关键词 悬索桥 随机场 一次二阶矩法 有限元分析 可靠度指标
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基于粒子群算法的新型组合格构式塔架优化研究
18
作者 孙香红 廖纪鹏 +2 位作者 沈月梅 赵子康 甘照圆 《太阳能学报》 北大核心 2025年第9期772-782,共11页
针对传统单管风电塔架存在施工工艺复杂、运输安装难,结构用钢量高等问题,提出一种上部为单管钢塔筒、下部为三肢柱格构式的新型组合塔架结构。首先,基于空间矩阵位移法构建求力模型,求解新型组合塔架的杆件应力;其次,建立以截面最大应... 针对传统单管风电塔架存在施工工艺复杂、运输安装难,结构用钢量高等问题,提出一种上部为单管钢塔筒、下部为三肢柱格构式的新型组合塔架结构。首先,基于空间矩阵位移法构建求力模型,求解新型组合塔架的杆件应力;其次,建立以截面最大应力一致性为优化目标的多目标优化模型;然后,以塔架的直径和厚度作为优化变量,考虑6个约束条件,编写基于粒子群优化算法的优化程序,实现了塔架下部-组合格构式塔架截面尺寸最优化;最后利用有限元软件ABAQUS,对3个角度(α=60°、α=45°和α=30°)的优化前后组合塔架结构建立有限元模型,分析和对比该组合格构式塔架结构的应力。发现该求力模型能准确求解杆件应力;当=45°时,结构优化效果最佳,收敛速度最快。优化后格构式塔架用钢量减少48.8%,截面有效率提升70.3%,各肢柱杆应力差减少70.2%。验证了基于粒子群优化算法模型可行,其结果和方法可以为同类型塔架的设计以及相似领域的研究提供理论参考依据。 展开更多
关键词 风力发电塔 粒子群优化 有限元分析 空间矩阵位移法 求力模型
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有粘结预应力连接装配式桥墩大比例缩尺模型拟静力试验研究
19
作者 肖海珠 陈留剑 +1 位作者 别业山 高立强 《桥梁建设》 北大核心 2025年第1期24-32,共9页
为研究有粘结预应力连接装配式桥墩的抗震性能,以通苏嘉甬铁路杭州湾跨海大桥引桥为背景,进行装配式桥墩和相应现浇墩大比例缩尺模型拟静力试验,研究装配式桥墩破坏模式、滞回特性、耗能、残余位移和曲率分布,并与现浇墩进行对比分析;采... 为研究有粘结预应力连接装配式桥墩的抗震性能,以通苏嘉甬铁路杭州湾跨海大桥引桥为背景,进行装配式桥墩和相应现浇墩大比例缩尺模型拟静力试验,研究装配式桥墩破坏模式、滞回特性、耗能、残余位移和曲率分布,并与现浇墩进行对比分析;采用OpenSees软件建立试验墩数值模型,对预应力轴压比、预应力筋初张力、预应力筋位置和恒载轴压比与预应力轴压比的比值进行参数敏感性分析。结果表明:有粘结预应力连接装配式桥墩破坏集中于墩台接缝处,主要表现为墩台接缝的张开闭合,墩身基本处于弹性状态;其承载力和延性均大于现浇墩,耗能和残余变形均小于现浇墩,曲率变化集中于墩台接缝处。预应力钢束采用分散边缘布置时,当恒载轴压比为0.1,为了避免混凝土过早被压碎,预应力轴压比不应超过0.3;改变预应力筋初张力,承载力基本没有变化,但会改变峰值荷载对应的位移;桥墩边缘布置预应力筋,有利于提高承载力,桥墩中心布置预应力筋,有利于减小残余位移;为了降低恒载P-Δ效应,恒载轴压比与预应力轴压比的比值不应大于1。 展开更多
关键词 装配式桥墩 有粘结预应力 滞回特性 预应力轴压比 参数分析 拟静力试验 有限元法
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拱肋整体提升施工过程中拱脚位移理论计算及参数影响分析
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作者 占玉林 李俊毅 +2 位作者 侯之瑶 何鹏 朱淑兰 《桥梁建设》 北大核心 2025年第3期42-48,共7页
为研究拱肋整体提升施工过程中的拱脚变形,基于结构力学基本理论,推导考虑提升高度、支架水平刚度、拱肋与水平索材料属性及截面特性、水平索预拉力大小的拱肋整体提升全过程拱脚水平位移(简称拱脚位移)理论解析公式。采用Abaqus软件建... 为研究拱肋整体提升施工过程中的拱脚变形,基于结构力学基本理论,推导考虑提升高度、支架水平刚度、拱肋与水平索材料属性及截面特性、水平索预拉力大小的拱肋整体提升全过程拱脚水平位移(简称拱脚位移)理论解析公式。采用Abaqus软件建立有限元模型进行拱肋提升模拟,以验证该理论解析公式的精确性;分析拱肋、水平索、提升索、支架等的相关参数对提升过程拱脚位移以及提升前、后位移变化率的影响。结果表明:该理论解析公式可操作性强、精度较高,解析解与有限元解吻合良好,误差仅6%左右;拱脚位移与位移变化率对拱肋自重最为敏感,水平索预拉力建议为拱肋自重的50%;增加拱肋与水平索的截面尺寸、刚度能够减小拱脚位移及位移变化率;提升高度与拱脚位移变化率呈正向非线性关系,提升索剩余长度越短,拱脚位移变化率增长越快;不同拱轴线形、悬链线拱轴系数的拱脚位移与位移变化率差异较小;跨径与拱脚位移及位移变化率呈正相关关系;矢跨比越大,拱脚位移越大,但拱脚位移变化率越小。 展开更多
关键词 拱桥 拱肋整体提升施工 提升高度 拱脚位移 水平索预拉力 解析解 参数分析 有限元法
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