杆系结构几何非线性分析的有限元法（二）：空间问题

以三锥连续体的虚功增量方程为基础，采用平动和转角位移分别插值的方法，导出了三维代间梁结构大位移、大转动问题内力分析的ＵＬ法（Ｕｐｄａｔｅｄ ＬａｇｒａｎｇｉａｎＦｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ）。考虑轴向、剪切、弯曲和扭转效应，提出了新的几何刚度矩阵，并建立了描述大转动规律的坐标转换矩阵，算例表明，依本文方法编制的程序具有分析结构强几何非线性行为的能力；在满足本文假定（即每次加载增量中转角增量是小量）的条件     

薄板稳定性有限元分析中几何刚度阵的进一步研究

本文对薄板稳定性有限分析中的精化几何刚度矩阵作了进一步改进，使其列式更为简单，且保持精度高、适应能力强的特点。     

结合部等效参数修改在结构动力分析中的应用

根据机械动力学原理和动态子结构方法,利用有限元分析工具ansys 5.7软件建立TH6350卧式加工中心整体结构有限元模型,通过修改结合部等效参数达到对其动力特性进行分析与优化的目的.     

用Mathcad进行有限元法的理论验证与计算

本文分析了目前有限元法的理论验证与计算中存在的一些矛盾和问题，提出了用Matchcad来进行有限元法的理论验证与计算，并以实例具体说明。     

热输原油管道工艺计算的数值分析

本文以导出列宾宗公式和舒霍夫公式的热平衡微分方程为基础,再引入原油密度、粘度和比热容三个变量,采用有限元法,将非线性方程组线性化,并借助电子计算机求解。 采用有限元法,可以考虑更多因素对热输原油管道的影响,使计算结果更为准确。并有下述结论: 1.采用有限元法可以同时引入摩擦热和原油物性随温度变化的影响,因而计算精度较高。 2.摩擦热和原油物性对水力计算影响较小,但对热力计算影响较大。 3.舒霍夫公式计算偏差较大,当流速大于1m/s时应避免使用。 4.列宾宗公式计算偏差较小,当流速为1～1.5m/s时,可以选用作为计算公式。     

夹持式鲜菱角脱壳机设计与试验

针对鲜菱角手工脱壳率低、菱仁损伤率高等问题,该研究以湖北省浠水县两角菱为对象,设计了一种夹持式鲜菱角脱壳机。对鲜菱角外形尺寸和力学性能参数进行了测量,确定采用夹持板与链条夹持输送、圆形齿刀横切菱角两侧弯角、对辊挤压碾搓脱壳的技术方案。对夹持板、弹性压紧装置、横切刀片和脱壳装置等主要部件结构进行设计和分析,确定了结构和运动参数。运用ANSYS Explicit Dynamics模块对横切过程进行仿真,根据理论分析和仿真结果试制了脱壳样机,开展了横切试验和脱壳试验。横切试验表明,成熟度、输送速度和刀片转速均对切壳率影响显著（P<0.05）,对菱仁损失率影响不显著（P>0.05）。运用Design Expert 12优化得横切装置最优工作参数为：脆熟菱角、输送速度0.1 m/s、刀片转速1 000 r/min,该参数下的平均切壳率为79.41%,平均菱仁损失率为9.82%。采用Box-Benhnken试验设计开展三因素二次回归正交组合试验,优化得到脱壳装置最优工作参数为：脆熟菱角、慢辊转速59 r/min,线速比1.5,验证试验的平均脱壳率为66.52%,平均菱仁破损率为12.83%。研究结果可为鲜菱角脱壳装备的研发提供参考。     

钢结构加肋板动力分析的梁板混合法

针对加肋板的特性,运用离散和有限元的思想,提出了梁板混合法的概念,即将加肋板离散为梁单元和板壳单元,将肋板划在边界上,使得肋板转换为成梁对板的作用,并借助于有限元等方法求解了其频率和振型。实际应用表明,用梁板混合法对加肋板体系进行动力特性分析是可行的。     

机械弹性车轮提高轮胎耐磨性和抓地性分析

为提高轮胎接地性能,对新型机械弹性车轮垂直静态接地特性进行了研究。通过对车轮结构和承载方式进行分析,分别建立了基于Timoshenko圆形梁的车轮外圈弹性圆环模型和基于连续辐板的铰链组模型,并通过非线性有限元法和试验进行了验证。根据所建立的非线性有限元模型对机械弹性车轮和子午线充气轮胎的接地特性进行了对比研究,结果表明机械弹性车轮通过悬毂式承载控制车轮外圈变形,没有胎肩处的应力集中。在载荷为5 000 N时,机械弹性车轮和充气轮胎接地印迹中心0.14 m×0.265 m矩形区域内的接地压力偏度值分别为0.424和0.536 MPa。机械弹性车轮有效降低了接地压力偏度值,改善了轮胎接地的均匀性,提高了车轮耐磨损性能和抓地性能,研究为车轮性能优化提供了参考。     

黄土高原刺槐和侧柏根系固坡的有限元数值模拟

为探讨黄土高原主要造林树种刺槐和侧柏根系对土质边坡稳定性的作用,该文以刺槐(Robinia pseudoacacia)和侧柏(Platycladus orientalis)为例,应用有限元数值模拟法构建二维造林边坡稳定性分析模型,研究林木根系的空间异质性对水平阶整地坡和对照自然坡稳定性的影响。研究发现:1)无论是否经过整地处理,造林都可以提高边坡的稳定性,且刺槐根系的固土效果优于侧柏根系(P0.001);2)在不考虑水文过程的前提下,水平阶整地模式的人工林边坡稳定性优于对照自然坡;3)当根系表观附加黏聚力增加到某一阈值后,造林边坡的安全系数进入平稳阶段不再大幅上升,说明边坡稳定性模型对根系附加黏聚力计算法的精度并不敏感,揭示了根系固坡领域的研究重点应从过去的试图提高根系附加黏聚力的计算精度转变为提高评价造林边坡稳定性的准确性;4)根系附加黏聚力随坡位的变化而变化,两树种没有明显的规律,但安全系数均表现出较敏感于坡下位根系,建议在林分经营管理中充分利用坡下位林木的固土效益。该研究成果可为黄土高原地区浅表层滑坡灾害的防治工作提供理论依据。     

新型推土机车架强度分析

介绍了新型推土机车架结构及受力特点并用有限元分析方法对两种危险工况进行了强度分析对比。指出推土机承受偏载、提升油缸提起并以最大推力工作时车架受力最恶劣。针对此种情况，提出了改进方案。为大功率推土机的结构改进提供了依据。