真空联合堆载预压加固软土地基的固结计算研究

考虑真空度的衰减情况,在此基础上结合等应变砂井地基固结理论,对真空-堆载联合预压加固软基的固结计算进行了研究,推导了仅考虑径向渗流时的真空联合堆载预压下加固软土地基的固结解;通过算例分析,研究了真空度的衰减情况和砂井井径比等对平均孔压消散和径向固结度的影响。结果表明真空度的衰减情况对固结计算有较大的影响,真空度衰减得越少,加固效果越好;在外部荷载一定的情况下,井径比越小,加固效果越好,这种效果会随着工期的延长而减弱。     

拖拉机发动机整机固有频率特性分析

采用整体传递矩阵法计算某型拖拉机发动机的固有频率特性,计算中考虑发动机机匣的影响,将发动机转化成多转子相互耦合的系统,导出各向同性耦合单元的传递矩阵,并给出了算例.该方法克服了传统子结构传递矩阵法不易编制通用计算软件的缺点,为开发拖拉机发动机整机固有频率特通用软件提供了有效的方法.     

窄刀板切削过程的三维双非线性有限元分析

本文对窄刀板切削过程进行了三维双非线性有限元分析,在常规三轴仪测得数据的基础上,建立了农业土壤的弹塑性力学模型。根据土壤—切削部件相互作用过程的特殊关系,用所提出的摩擦单元模拟土壤和部件的相互作用。为了简化计算,减少网格划分,节省计算时间,加入了三维等参模糊单元。土壤弹塑性力学模型、摩擦单元和模糊单元作为三个完整的程序模块并入大型非线性有限元程序(NFAP)中,所进行的计算与实验结果具有良好的可比性。     

拖拉机发动机整机固有频率特性分析

采用整体传递矩阵法计算某型拖拉机发动机的固有频率特性,计算中考虑发动机机匣的影响,将发动机转化成多转子相互耦合的系统,导出各向同性耦合单元的传递矩阵,并给出了算例。该方法克服了传统子结构传递矩阵法不易编制通用计算软件的缺点,为开发拖拉机发动机整机固有频率特通用软件提供了有效的方法。     

基于有限元法的铁路货车车架结构分析与改进

利用三维建模软件建立了铁路货车车架模型。利用有限元分析软件对车架进行了结构简化,采用板壳单元对构架进行了网格划分,根据构架所受的实际载荷和约束建立构架的有限元计算模型。通过对构架进行有限元分析计算,得到构架的最大应力数值及其位置,找出车架的受力薄弱点,并对车架结构进行了改进。经过改进,降低了构架最大应力和变形量,最大应力小于材料的许用应力,最大变形也在弹性范围之内,可判断车架结构的强度是符合要求的,车架结构设计合理。     

柔性并联机器人动力学建模

针对一般柔性并联机器人动力学模型,提出了一种精确而简单的动力学建模方法.根据并联机器人结构特点,将其划分为若个刚性子结构和弹性子结构,形成一个刚柔结合的系统.静平台和动平台相对其他构件变形较小,将它们作为刚性子结构,各个支链作为弹性子结构.分别建立各子结构的动力学方程,弹性子结构采用有限元法和模态综合法建立其动力学方程;考虑各个柔性支链弹性变形对刚性子结构的影响,建立刚性子结构动力学方程;推导出相邻的刚性子结构和弹性子结构之间的几何约束关系.通过相邻子结构的协调矩阵,将各个子结构的方程进行装配形成系统的弹性动力学方程.通过一种高速并联机械手的动力学特性比较分析,表明该方法的正确性和可行性.由于引入刚性子结构和采用了模态综合法,减少了系统自由度数,从而简化了计算模型,为柔性并联机器人提供一种实用的建模方法.     

河北省主要矿区复垦复绿土地适宜性评价研究

矿区土地的适宜性评价研究是复垦复绿研究的基础.为此,结合河北省矿区地形实际情况并参考评价单元的划分依据,将矿区的复垦复绿土地划分为塌陷区、挖损区、压占区和矿石加工及影响区4个评价单元,又选取坡度、表土质地、有效土层厚度、灌溉条件、排水条件和有机质含量6个指标作为评价因子,运用主成分分析法确定权重,采取指数和法计算综合指数,对不同评价单元进行适宜性评价.结果表明,塌陷区的土地利用方向为耕地和林地;挖损区的土地利用方向为公园用地;压占区的土地利用方向为牧业和林地;矿石加工及影响区的土地利用方向为耕地.     

CMR平板预热器热工性能的数值模拟

板式预热器是一种高效紧凑的换热器,由于其传热系数大,传热阻力小等特点被广泛地应用于各种领域,长期以来,对其研究只停留在实验和经验的基础上,缺乏预见性.对平板预热器的物理模型进行了合理简化,利用数值计算软件,采用SIMPLEC算法和标准湍流模型,通过求解三维方程和能量方程对CMR预热器内板片间的流场进行了数值模拟.结果表明:导气墙越长,换热效率越大,阻力损失也会越大;增加流速,热效率降低,阻力损失增加;板间距离减小,换热效率增大,阻力损失也会增大.     

钢板弹簧有限元辅助设计

钢板弹簧被广泛应用在货车悬架上,传统计算方法应用简化计算公式对模型进行简化,能近似地反映钢板弹簧的工作特性和应力.随着有限元仿真技术的发展,精确计算钢板弹簧的工作特性和应力分布已经不再困难.对刚板弹簧的设计进行了改进,采用传统的计算方法进行初步设计验证,采用有限元方法进行分析和修正,改进钢板弹簧弧形,优化钢板弹簧结构,提升钢板弹簧特性,提高了材料的利用率.采用壳单元对少片变截面板簧进行分析,并解决了分析中出现的自然振荡,使仿真简单可靠.     

连续反拱底板结构水闸加固改造的有限元分析

以某连续反拱底板水闸加固改造工程为例,建立反拱底板水闸改造前后三维有限元仿真数值计算模型,利用有限元计算软件模拟公路桥拱圈、工作桥的拆建,底板填平,新建支撑结构以及墙后减载等施工过程,实现拆除部分与新建部分的替换.通过改造前、结构拆除、减载、改造后4种工况的分析对比,研究了拆除、减载、新建过程对闸室底板应力状态的影响.研究结果表明:采用有限元计算可直观、准确地反应施工过程中底板应力变化趋势,主拉应力极值主要位于边孔部位;施工过程中,采取减载措施有效减小了底板受力,与未减载工况相比,底板主拉、主压应力极值分别减小了40%和55%,避免了施工期应力突变;反拱底板填平能够改善底板受力状况,改造后底板主拉应力减小了10%左右,主压应力由于受新建结构加重的影响有所增大.     

真空固结室内实验模拟与机理浅析

通过对重塑萧山粘土进行真空固结室内模拟实验，验证了真空固结预压的效果是膜内外大气压差与土样内外大气压差两者效应的组合，并提出了估计真空预压固结系数的简化公式；通过对土体单元在真空和堆载预压下的弹性受力分析，指出在目前现场真空预压施工的工后沉降要大于等效荷载下堆载预压的工后沉降。     

弹性约束下5S50MC柴油机整机模态分析

以5S50MC低速船用柴油机整机为研究对象,运用Pro/E建立简化的三维几何模型,然后将模型导入Ansys有限元分析软件,在基座处创建弹簧单元,施加弹性约束,并进行模态分析。计算结果与台架试验结果基本吻合,为柴油机减振器的设计提供可靠的理论依据。     

柔性扁平循环圆液力元件叶栅系统设计方法

为提高车用液力元件功率密度,从叶栅系统设计角度出发,通过对传统圆形循环圆宽度约束条件和设计流线构造方法进行分析研究,提出一种轴向宽度可柔性调节的循环圆设计方法,仅利用循环圆参数有效直径D、最小直径d0和宽度极限Wlim3个参数,可将其扁平比从原有0.31无级压缩至0.19,据此实现了对应叶栅系统设计,并编制了简便快捷的程序。与传统液力元件对比表明,在有效直径和最小直径一致的情况下,采用柔性设计方法,当循环圆压缩至轴向最小极限位置时工作腔体积减小至40.9%,有效地提高了液力元件功率密度,同时简化了原有基于经验的循环圆设计方法。     

基于分区有限元与块体界面元混合算法的重力坝深层抗滑稳定分析

考虑到重力坝沿岩基软弱结构面的深层滑动问题属于典型的局部位移非连续的接触问题,传统算法在求解此类问题上有较大的局限性,采用分区有限元与块体界面元混合算法对某重力坝进行深层抗滑稳定分析。鉴于该算法需预先知道可能的接触面,先采用弹塑性有限元强度折减法搜索出可能的深层滑动面,然后在滑面上生成接触点对。再采用分区有限元与块体界面元混合算法,整体折减滑动面的抗剪断强度参数,定义接触点对全部失效时重力坝失稳,求出抗滑稳定安全系数,并将结果与传统的弹塑性有限元强度折减法计算结果进行比较。结果表明该方法能较好模拟岩基不连续结构面的力学行为,计算效率高,有效避免了弹塑性有限元强度折减法在失稳判据上的人为性。     

多重势面模型在低弹模混凝土防渗墙应力变形分析中的应用

采用应力型多重势面模型模拟低弹模混凝土的本构关系,模型参数选择邓肯E-B模型的参数,将土石坝混凝土防渗墙施工过程中槽孔开挖、泥浆固壁和混凝土回填作为一级荷载简化处理。利用自行开发的三维有限元程序对某土石坝工程进行计算,计算结果表明：简化处理结果能反应墙体施工影响,低弹模混凝土墙体采用多重势面模型的计算结果与邓肯E-B、线弹性计算结果具有一致的变化规律,在墙体与基岩交接处应力范围处于邓肯E-B模型与线弹性之间,应力曲线在墙体中下部更平滑。     

多尺度有限元法在地下水拟三维数

建立基于多尺度有限单元法的拟三维数学模型，模拟非均质多孔介质中的三维地下水流问题。根据多孔介质中区域饱和－非 饱和水分运动的特征，将三维流动转化为拟三维流动模型。对参数水平方向渐变的非均质多孔介质中的三维地下水流用多尺度有限单元法和传统等参有限单元法进行了计算，结果表明在模拟非均质多孔介质中的三维地下水流问题时，多尺度有限单元法比传统有限单元法有效，既节省计算量又有较高的精度。     

等效力学模型下的渡槽动力响应分析

针对大型渡槽在水体晃动作用下的结构动力响应问题,以结构动力学及流体动力学原理简化槽内水体与槽壁间的晃动阻尼作用,建立了渡槽等效力学分析模型,并以EL-centro波横向输入,采用三维有限元及实程分析技术,对不同过水量下结构动位移及应力进行了计算分析。结果表明,渡槽水体晃动动水压力对槽身横向动位移影响较其它方向更为显著;相比附加质量法计算结果,通过等效力学模型计算得到的结构动力响应均有不同程度降低,其中横向减幅最为显著;在大型渡槽结构设计中,考虑液体阻尼效应的等效力学模型相比附加质量法更接近实际情况,为工程实际提供参考依据。     

犁体曲面的三维建模及曲面分析

应用三维CAD软件设计犁体曲面是目前先进的技术,可省略许多复杂的计算,同时可降低成本。先确定计算主要参数,而后分析传统犁体曲面的设计方法和三维CAD软件建模的方法,找出有共性的点,线,面,再通过计算得到导曲线和直元线,导曲线可用箭状曲率分析命令进行曲线光顺度分析。设计出的犁体曲面先用旋转和放大命令直接观查是否有缺陷,其后可用曲面分析的方法全面分析性能曲线;翻土曲线等如达不到要求可修改参数自动更新图形。     

垂直线源灌溉条件下交汇入渗特性研究

以模拟试验为基础,分析了垂直线源灌溉条件下不同线源长度和线源间距的交汇入渗特性,并提出了含线源长度和线源间距因子的入渗模型。结果表明,随着线源长度的增加,沿着供水管方向剖面和交汇面的湿润深度增加,湿润宽度无明显变化;随着线源间距的增加,沿着供水管方向的剖面的湿润深度减小,湿润宽度增大,在交汇面处湿润深度和湿润宽度均减小;累积入渗量随着线源长度的增加而增大,随着线源间距的增加而增大。经实测资料验证,入渗模型能有效的模拟垂直线源灌溉条件下交汇入渗特性。     

洞坪拱坝坝体结构应力三维有限元

采用三维弹塑性有限元方法对洞坪工程主体建筑物双曲拱坝在多种荷载组合作用下的坝体应力及变形进行了多种工况的计算,结果表明,坝体的应力及变形均符合用有限元计算的一般规律，并且进行了等效应力核算，结果在规范允许的范围之内。