分离指加强筋对膜片弹簧性能影响的仿真研究

膜片弹簧是影响离合器使用性能的关键零件。膜片弹簧的分离指在离合器分离过程中存在弹性变形,增大分离行程,降低操纵轻便性。本文在膜片弹簧的分离指根部凸面上冲制径向加强筋结构,采用非线性有限元法对膜片弹簧弹性特性进行仿真研究,通过对比分析有加强筋和无加强筋的两种弹簧的弹性特性曲线,得出冲制加强筋后离合器分离行程减小;对两种弹簧进行应力分析,在压紧状态即大端加载时最大应力点都位于分离指根部窗口中点处,在分离状态即小端加载时冲制加强筋后膜片弹簧的最大应力点发生在加强筋根部靠近碟簧部分,在加强筋的设计和制造中要考虑这一变化。     

推土板触土曲面对土壤应力波动的仿真分析

推土板工作过程中,土壤的应力波动情况直接受到推土板触土曲面形状的影响。选择3种具有代表性曲率形式的推土板触土曲面为研究对象,即圆弧形、抛物线形、仿生推土板,采用有限元法进行仿真分析。从推土板工作过程中触土曲面形状对其周围土壤的应力波动影响的角度,来分析触土曲面形状对推土板减阻效果的影响规律。结果表明,在本研究的给定条件下,仿生推土板的应力分布形式相对较合理,其工作阻力相对较小。本研究对于通过探索工作状态下土壤应力波动规律,从而指导推土板触土曲面的减阻节能设计方法具有一定的参考意义。     

挖掘机獾爪趾仿生斗齿提高其入土性能仿真与试验

为解决挖掘机斗齿入土阻力大,易断裂的问题,该文利用Handyscan700扫描仪获取獾右前爪中趾表面的三维点云,提取獾爪趾的侧面轮廓曲线,并进行拟合得到曲线方程,将获取的曲线方程运用到斗齿的设计中,利用三维软件建立斗齿模型。运用有限元分析软件对仿生斗齿和80型斗齿的力学性能和切土过程进行数值模拟,对比分析了力学性能的差异以及能量损耗与切土深度的关系。采用快速成型加工技术加工出了仿生斗齿与80型斗齿试样。利用电子万能试验机对2种试样进行了楔土试验,测定了楔入阻力与楔入深度的关系。结果表明：在施加相同载荷的情况下,仿生斗齿所产生的最大等效应力小于80型斗齿的,破坏的可能性小,比较安全;当斗齿的入土深度相同时,仿生斗齿的消耗的能量总小于80型斗齿;在同样条件下,仿生斗齿的楔入阻力较80型斗齿低11.9%～12.6%。该文以獾爪趾为仿生原型设计的挖掘机斗齿不仅解决了工程中遇到的问题,还为减阻部件的开发提供了新思路,具有重要的参考价值。     

地下换热管土结构冻胀变形模拟

以地源热泵技术在农业节能领域中的应用为研究背景,针对地下换热管土结构冻胀变形问题开展数值模拟研究,基于孔隙增长率函数、冻土本构方程、含水量方程和相变传热理论建立数值模型,并结合试验验证该模型的有效性。利用模型对冻胀过程中岩土应力和管体变形特性进行分析,并考察管体降温速率（0.1、0.2、0.3℃/h）对上述2方面的影响。结果表明,岩土冻胀应力和管体变形程度均随冻结范围增大而增大,当冻结直径达到365 mm时,进水管流通面积减小约3.5%,出水管流通面积减小可超过4%,可见出水管的变形更为明显;冻结范围基本一致的情况下,换热管体缓慢降温可导致较大的岩土冻胀应力和出水管变形。     

施工阶段大跨径预应力混凝土刚构桥腹板开裂机理

进行了大跨径预应力混凝土刚构桥腹板开裂机理研究,基于弹性力学平面问题分析方法,推导了集中荷载作用下的板件应力函数表达式,绘制了不同受压边长与集中荷载长度比（d/a）下的横向应力曲线,拟合了集中荷载作用下构件的横向应力求解函数,构造了混凝土刚构桥腹板在预应力集中荷载作用下等效压力矩形的选取方法,并基于平面应力的表达式提出了在三维情况下沿预应力轴线的横向应力计算方法。通过建立某预应力混凝土刚构桥0~3#段实体有限元模型,分析施工过程中刚构桥混凝土腹板在不同等级预应力作用下的开裂情况。结果显示：有限元裂缝模拟与实桥腹板开裂范围一致,有限元应力分析结果下限值与推导的横向应力求解函数计算结果接近,变化趋势一致,印证了横向应力函数求解方法的正确性。     

残余应力对焊接中厚板频率的影响分析

通过大型有限元分析软件ANSYS,在2边简支和4边简支边界条件下,分别得出其前10阶频率,对比分析焊接残余应力对中厚板频率的影响。结果表明,在2边简支和4边筒支边界条件下,有残余应力比无残余应力的中厚板的频率小,但是相差不大;相同规格中厚板、4边简支边界条件下频率值较2边简支边界条件下各阶相应频率值大;在相同边界条件下,无残余应力和有残余应力中厚板随着板厚的增加其频率均相应增大,而频率差率却逐渐减小,当板厚增加到一定厚度时,可不计焊接残余应力对中厚板频率的影响。     

热应力及外压影响下长输管道固定墩推力有限元计算分析

建立固定墩附近直管线热应力及结构力学模型,根据西气东输二线的现场资料,应用Ansys有限元分析软件,计算管道在上覆压力、管道内输气压力及管线内温度作用,管线在固定墩处的应力及应变的大小,分析热应力及外压管线应力及固定墩推力的大小分布。结果表明,管道在地层均匀地应力变化不大及管道正常输送油气时,外挤载荷作用对管线的应力影响较小;管线内温度变化时,造成管线产生了较大的热应力及并在固定墩处产生较大的推力;在弯头附近直管应布置固定墩外,在直管段可以按照一定的距离布置固定墩,以减小管线局部集中应力及轴向变形位移。     

16MnR窄间隙焊接残余应力的数值模拟

16MnR是一种应用广泛的压力容器用钢,窄间隙焊接是其主要连接手段,采用双椭球形热源,运用数值模拟分析其焊后残余应力,得出其分布规律,对压力容器的制造生产提供了有益的帮助。     

高等水生植物对太湖沉积物再悬浮特征的影响

[目的]研究高等水生植物对太湖沉积物再悬浮的影响。[方法]采用新型再悬浮模拟器,在底泥中种植沉水植物伊乐藻(Elodea nuttalli)和挺水植物芦苇(Phragmites australis),并设置不同的种植密度,在0.2～0.5 N/m2的切应力下和1～30 min的持续搅拌条件下,对太湖原状沉积物的再悬浮特征开展模拟实验研究。[结果]种植水生植物可以有效减少水体中悬浮物浓度,各试验组及对照组最终上覆水悬浮物(Suspended Particulate Matter,SPM)浓度大小均为:无植物>覆盖度30%的伊乐藻>覆盖度60%的伊乐藻>密度50株/m2的芦苇>覆盖度90%的伊乐藻>密度80株/m2的芦苇>密度150株/m2的芦苇;各组的SPM浓度均随切应力的增大显著增大;在不同切应力下,各组内SPM浓度均随搅拌时间变化呈现先增加后逐渐趋于稳定的规律,无水生植物的桶内SPM浓度初期变化更为剧烈,而种植水生植物的桶内SPM浓度初期变化较为缓和,且种植密度越大该变化越小;种植挺水植物芦苇对SPM浓度的削减程度要明显大于沉水植物伊乐藻,在不同切应力下,增大芦苇种植密度使SPM浓度降低的幅度要比增大伊乐藻覆盖度更大。[结论]通过全面地开展水体沉积物再悬浮特征研究,可以更好地为控制水体环境提供有力的科学依据。     

小湾河水库混凝土面板堆石坝应力应变计算分析

采用有限元分析法,选取秦安小湾河混凝土面板堆石坝坝体典型剖面,利用ANSYS软件建立模型和划分网格,模拟工程实际分期、分级施加荷载,在竣工期和蓄水期2种工况下进行二维有限元应力应变计算,分析了不同工况下坝体最大垂直位移和上下游最大水平位移,坝体最大大、小主应力,面板顺坡向应力及周边缝剪切、拉伸位移的情况.结果表明:垂直位移的变化不如水平位移的变化明显,坝体的应力水平均不高,周边缝的拉伸位移和剪切位移都较小,面板变形协调,坝体位移及应力应变满足安全要求.依据工程实例,此方法计算精度满足要求,方法简便、成果直观.