基于APDL参数化建模的轴系可靠性

运用大型通用有限元软件ANSYS提供的PDS模块,以泵轴的几何尺寸、载荷、应力、弹性模量以及强度极限等参数作为随机输入变量,根据应力-强度干涉理论,建立极限状态函数;通过APDL参数化设计语言,建立泵轴参数化三维实体模型,根据实际受载情况,对泵轴进行静应力分析,生成概率分析文件,选用蒙特卡罗有限元方法和拉丁抽样法对泵轴进行可靠度设计,得到比传统设计方法精度高、易于实现的泵轴失效概率及可靠度.以HS1K型碱泵的泵轴为例进行计算,获得了碱泵的应力概率分布特征,在置信度为95%时,该泵的可靠度为99.75%.实践表明,利用ANSYS/PDS模块对泵轴进行可靠性分析,能为生产厂家改进设计提供理论依据,具有一定的工程应用价值.     

基于CVM的鄂尔多斯沙棘景观服务价值评估

在调查鄂尔多斯沙棘（Hippophae rhamnoidesL．）状况的基础上,以意愿评估法（CVM）为依据,设计了250份问卷,调查了鄂尔多斯地区居民对沙棘景观服务的支付意愿（WTP）,并利用SPSS软件对影响居民支付意愿的因素进行了相关性分析。研究结果表明：WTP与收入水平和旅游意愿显著相关,与受访者的文化程度及其对沙棘生态作用的认知度也存在较显著的相关性。每位居民支付意愿的中位值为110．62元／年,平均值为221．17元／年,并基于中位值法和Spike修正模型的平均值法将此结论推广到整个鄂尔多斯地区,得出鄂尔多斯沙棘景观服务的总价值为1．759×108元／年～3．095×108元／年。     

半挂汽车车架整体及局部动态特性分析

选择梁单元建立半挂汽车车架有限元模型,计算了车架的模态参数,分析结果表明,该型车架的各阶模态振型以扭转和弯曲为主,低阶模态频率处于路面激励频率范围内,主纵梁鹅颈部位产生较大的交变应力,易产生疲劳和断裂。通过局部刚度加强处理,可大大提高车架的抗扭刚度。利用子模型法建立了鹅颈部位横梁和纵梁连接处的子模型,得到危险部位的应力分布,为车架的结构设计和改进提供了理论依据。     

基于GOES数据和弱约束变分的地表水热通量估算

基于弱约束的四维变分方法和陆面过程模式发展了一个地表温度的陆面数据同化系统。本文反演了地球静止业务环境卫星(Geostationary operational environmental satellite,GOES)的地表温度,并将反演的地表温度同化入陆面过程模式,改进陆面过程模式中地表水热通量的估算精度。以弱约束的变分方法通过在代价函数中增加弱约束项代替陆面过程模式动力方程组中存在的模式误差,构建新的代价函数并对其优化,从而改善模式中显热与潜热的估算精度。将GOES地表温度与实测地表温度进行比较,其均方根误差(RMSE)作为试验中的观测误差。选择美国通量网AmeriFlux中2个主要农业站点的气象和通量数据作为试验数据,对同化系统进行驱动和验证。结果表明同化后的地表温度、潜/显热估算精度均有提高。其中,各站地表温度RMSE平均仅为1 K,显热通量平均RMSE下降22 W/m2,潜热通量平均RMSE下降26 W/m2。因此结合陆面过程模式的弱约束变分方法同化GOES反演温度产品估算近地表水热通量的方法是有效且可行的。     

风力发电升速齿轮箱传动系统接触齿数及载荷分配

以有限元弹性接触分析理论为基础,建立了大型风力发电机组升速齿轮箱传动系统外啮合和内啮合齿轮多齿接触三维有限元模型,提出了一种内、外齿轮副啮合过程中的实际接触齿对数、齿间载荷分配及齿面载荷分布的计算方法。以某大型风力发电升速齿轮箱传动系统为例,对其在额定载荷工况下的承载能力进行了计算,为大型风力发电升速齿轮箱传动系统承载能力的估算、齿轮几何参数的确定及零部件的强度分析计算提供了理论依据。     

土方机械落物保护结构动态仿真及试验

简述了土方机械落物保护结构的特点及性能要求,建立了落物保护结构受瞬态冲击响应的有限元结构动力学方程并提出了求解算法。以某装载机落物保护结构为例,建立了落物保护结构的非线性有限元模型,讨论了有限元网格划分及载荷施加方法,分析了落物保护结构的主要设计参数对冲击点最大位移及落锤速度和加速度的影响,并给出了更合理的结构。在试验台上对该装载机落物保护结构进行了落物冲击试验,试验结果和仿真结果吻合较好。落物保护结构的动态仿真为结构的设计提供了依据。     

水土侵蚀过程分析的小波精细积分法

将小波配置方法和精细积分方法相结合,提出了一种对水土侵蚀模型进行数值分析的新方法——小波精细积分法。与传统的有限元方法相比,本文方法属于半解析方法,对时间步长不敏感,可有效提高计算效率。数值分析结果表明了该方法的有效性。     

主动螺旋伞齿轮闭塞挤压的成形分析

分析了主动螺旋伞齿轮闭塞挤压的金属流动路线,设计了预制坯的形状。成形试验获得了金属充填齿形腔的流动模式,提出采用专用双动压力机或在通用压力机上采用特殊模具实现坯料双向挤压的成形方法。网格试验显示,塑性加工的螺旋伞齿轮金属纤维连续而致密,揭示了塑性加工齿轮强度高和使用寿命长的原因。刚塑性有限元模拟结果进一步揭示了螺旋伞齿轮塑性成形机理。有限元计算结果与试验结果的比较,证明采用有限元法研究螺旋伞齿轮闭塞挤压工艺是可行的。     

高度对色斑法测量雨滴粒径影响的试验研究

以前的色斑法雨滴率定只考虑色斑直径与雨滴真实粒径的关系，忽略了高度对率定的影响。在大量试验的基础上，通过回归分析，得到了以色斑直径和高度为变量的率定公式。研究表明，水滴下落高度小于5m时需考虑高度的影响；高度大于5m时，高度的影响可以忽略。通过相关性分析，公式的拟合性较好，对以后的色宽法测量雨滴粒径有指导意义。     

条形浅基础极限承载力的滑移线解

当网格剖分足够密时，采用差分解法可得到具有足够精度的有重土静力极限平衡数值解。根据大量计算分析，揭示了有效旁侧荷载宽度L、无量纲极限承载力 / 与内摩擦角 、无量纲参数λ的内在规律，据此将滑移线法数值解拟合为简洁的解析表达式，并在理论上证明了这一规律。通过与几种经典承载力公式的比较和分析，综合对该拟合公式的可靠度分析，论证了其正确性和可行性。