某型火炮金属材料身管有限元分析

针对金属材料身管重量过大的问题,以某坦克炮身管为研究对象,对其进行有限元分析,研究身管布置方案对其承载安全性和减重能力的影响。首先利用前处理软件ANSA对火炮身管进行模型简化,输出金属身管的有限元计算模型,然后导入到有限元软件ABAQUS中进行计算,求解了身管的Mises应力和等效塑性应变分布,确定了Mises应力最大的两个截面与输出最大膛压值处截面的径向和环向应力。研究结果可为身管减重方案设计提供基础理论数据。     

基于热弹塑性分析的焊接应力和应变理论研究

本文通过分析材料的热弹塑性理论,建立了应力、应变的平衡方程,并假设弹性、塑性应变与温度应变密不可分;力学性能、应力应变在微元时间变化内满足线性变化;材料的屈服满足Von Mises准则且在塑性变形内其行为是服从塑性的流动与强化准则的;最后采用有限元求解。     

基于有限元软件对隧洞开挖进行模拟分析

利用有限元COMSOL软件建立隧洞开挖的二维模型,并对隧洞开挖期间的岩土力学承载力进行数值模拟,在隧洞开挖过程中,临近开挖区的塑性区形状和地表沉降量等重要参数的获取,对整个隧洞开挖地区的设计与施工具有重要的指导意义。通过数值模计算出隧洞开挖过程中临近开挖区的塑性区形状和地表沉降量。在现实的隧洞工程中,通过隧洞开挖会对周围的岩土体造成不同程度的变形,改变了周围地形的应力状态。通过COMSOL软件模拟分析,模拟隧动开挖时岩土体的力学性能,得出土体在开挖过程中的状态。对现实中的隧洞开挖具有很好的参考价值。     

大跨径桥梁施工控制温度应力分析

桥梁施工安全与成桥状态能否符合设计要求是人们关注的重点问题,想要实现高质量的施工,只是通过简单的检查与验收是不可以的,需要对桥梁施工进行严格的控制,以保证实际施工状态与设计预期相符合,结构设计参数主要用于衡量结构的状态变化,如果参数改变,结构内应力也必然会出现相应的变化。在众多的结构参数中,温度参数的确定难度很大,是属于复杂变量的,而且与所在的地理位置、方向及材料等有关系,在明确结构应力中有着十分重要的作用,而且是十分难识别的重要参数,对于稳定应力开展深入研究是十分必要的,针对大跨径桥梁施工控制中结构设计参数的变化能导致结构内应力的变化和形状的改变,分析产生温度应力的原因,并提出温度应力实用计算方法。     

基于光弹性法模拟材料压缩变形的实验研究

利用光塑性法,采用光塑（PMMA）模拟材料单向应力状态是可行的。基于MSC.MARC有限元软件,建立了光塑性压缩变形模型。模拟计算结果表明：光塑性材料模拟压缩变形所得出的20℃和120℃应力应变曲线,与由光塑性材料实验所得应力应变曲线基本是一致的。     

中心裂纹圆盘和半圆盘裂纹尖端断裂参数数值标定研究

圆形岩石试件常被用于岩石、混凝土或其他脆性材料复合型断裂强度的测试,但对其受载断裂机理与裂纹尖端的断裂参数认识仍不清晰。无量纲应力强度因子有限元分析模型不仅用于岩石无量纲应力强度因子的求取,还可以获得不同试件形状测试获得纯Ⅱ断裂韧度的裂纹倾角,本文采用有限元建立了受三点弯曲荷载的中心直裂纹半圆盘试件模型和受径向压缩荷载的中心直裂纹圆盘试件模型,通过改变裂纹倾角,求解了从纯Ⅰ型断裂到纯Ⅱ型断裂的不同I-Ⅱ型复合比裂纹的断裂参数,即无量纲应力强度因子及无量纲T应力。研究发现:不同裂纹倾角的中心直裂纹圆盘裂纹尖端无量纲T应力参数均为负值,而三点弯曲半圆盘试件的无量纲T应力参数的正负取决于I-Ⅱ型断裂所占的比例。研究成果可为岩石断裂韧度的测试提供建议和指导。     

加筋风积沙的数值模拟研究

土工合成材料加筋风积沙是把加筋土作为一个整体来进行研究,文章利用MIDAS软件考虑筋、土的相互作用对加三层筋的风积沙进行了数值模拟计算,得到如下结论:①由有限元软件MIDAS计算出的加筋风积沙应力-应变关系曲线和试验数据吻合较好,数值模拟值比试验值稍小。②加筋风积沙中的土工格栅的应力和轴力分布都是中间大,外面小;对于加三层筋风积沙,其中的每层土工格栅的应力和轴力分布规律为:最底层最大,中间层次之,最上层最小。     

三索面三主桁斜拉桥设计参数研究

三主桁三索面斜拉桥是一种高次超静定结构,其受栽后的内力分配具有空间特性,受力复杂,设计参数对其受力特性的影响值得研究。本文通过建立大型有限元空间模型对其进行了受力分析,通过改变主要设计参数（横梁刚度,平联刚度,K撑）,讨论了三主桁结构主要设计参数对其受力特性的影响。通过对比分析发现：横梁刚度对主桁受力影响较小,但平联刚度的影响较大,在四倍于原平联面积下,个别中主桁弦杆的轴力变化超过500％,因此设计中对于平联的影响应加以重视,另外增加K撑可以作为一种有效的改善措施。     

跨地裂缝浅埋地下管道非线性有限元分析

基于ANSYS建立了三维管-土相互作用的非线性有限元模型,计算分析了管道与地裂缝夹角、管沟回填材料和管道壁厚在地裂缝上下盘土体相对运动时对浅埋地下钢管受力变形的影响。研究结果表明,管沟回填减震材料和增加管壁厚度均可以明显减小管道的Mises塑性应变峰值。管道的受力变形情况随着管道与地裂缝夹角的变化而有所不同,管道与地裂缝的最佳交角在45°左右。管道的受力变形情况受管顶相对位移和管顶变形曲线曲率的共同影响。     

滚滑状态下轮轨热结构耦合应力应变分析

利用有限元软件ANSYS对轮轨在同一速度下的不同状态下进行数值仿真,分析轮轨的应力应变及温度变化规律。结果表明:在滚滑分析时,钢轨的等效应力比纯滑动的明显小,轮子的等效应力没有明显变化;虽然在滚滑状态下比滑动状态下轮轨的温度和塑性应变小,但减小幅度不大。     

椭圆滚道与圆弧滚道承载能力分析比较

本文通过对椭圆滚道进行理论计算,确定其重要参数,然后进行CAE模拟,计算出椭圆滚道与圆弧滚道的最大Mises等效应力并加以比较,结果证明：椭圆滚道的承载能力并不优于圆弧滚道。     

镍基合金GH4169试件有限元分析

对薄壁管进行多轴恒幅比例加载疲劳试验,并运用弹塑性有限元法对该加载条件下的薄壁管进行分析和计算,材料弹塑性特性由von Mises屈服准则和多线性随动硬化准则来描述。结果表明,用有限元法计算的试件应力应变值与试验结果吻合。最后,用此方法对缺口件危险点处应力应变状态进行分析。     

基于模型修正的大跨度系杆拱桥风险监测参量预警阈值的确定

以钢管混凝土系杆拱桥-金马湖大桥为研究对象,分别建立了Midas初始有限元模型和在线风险监测系统。比较分析了初始有限元模型的计算数据和监测数据,通过参数敏感性分析,确定了影响初始计算数据的关键参数,采用模态柔度残差和挠度相结合的联合目标函数修正该桥的初始有限元模型,并对其可行性进行验证。修正后的基准有限元模型在考虑汽车荷载、人群荷载和最不利温度效应等因素的影响下,计算出该桥各风险监测参量的预警阈值,实现对大桥结构安全的在线预警。     

水电水利工程施工中进水口岩质边坡稳定性监测分析研究

针对水电水利工程施工中进水口岩质边坡一直存在稳定性差的问题。提出利用极限平衡法对岩质边坡进行安全设计,建立有限元模型对设计的边坡稳定性进行分析。首先,运用极限平衡法中的普遍极限平衡法计算岩体面局部稳定性,在受到外力作用情况下,求解出失稳状态值及临界滑动状态值,设计出安全的力平衡参数;然后,利用有限元模型数值模拟并计算施工开挖过程及运行期的岩体应力分布和变形规律,得出进水口边坡达到安全状态后的稳定系数。仿真实验证明,利用极限平衡法对水电站进水口岩体边坡进行安全设计,通过有限元模型对影响边坡稳定性进行分析,使边坡的安全性达到了平衡状态,为整个水利工程建筑提供了数据支持。     

基于变参数的飞机平尾颤振分析

为研究平尾的颤振特性,根据相似性原理,按照保持质量分布和刚度分布不变的原则,设计制造出某飞机后机身-平尾缩比模型。在不改变主要的承力方式及动力学特征的前提下,建立相应的有限元模型,利用亚音速偶极子网格法计算非定常气动力,V-g法求解颤振行列式,通过有限元软件进行颤振分析。结合实际设计要求,不断对平尾模型操纵刚度、平尾轴直径、摇臂高度等参数进行调整,探索设计参数的改变对颤振速压的影响,为飞机平尾的设计提供参考。     

镍基单晶平板缺口有限元分析

基于晶体塑性理论并利用有限元方法对镍基单晶含缺口平板的应力应变场进行了分析,研究了外载荷、厚度和缺口半径等对平板缺口部分的等效应力、最大分切应力和应变的影响。结果表明:外载荷的变化不会影响三变量的分布规律,各变量随载荷的增加都呈增大的趋势;厚度和缺口半径是影响缺口尖端应力应变状态的两个重要因素,厚度增大和缺口半径减小都会增加缺口尖端的应力应变集中程度,且应力最大值位置不随厚度发生变化,但随缺口半径的减少其位置也随之向远离缺口尖端方向移动。最后从理论上对缺口的应力应变进行了推导,其结论与有限元分析结果基本相符。     

含凹痕缺陷三通管的有限元分析

本文采用有限元分析软件对凹坑缺陷管道的应力分布进行了研究,建立了压力管道有限元模型,基于Von Mises准则,分析了凹痕对三通管道应力值的影响数值计算表明,由于三通本身根部的应力集中,凹痕缺陷对三通管道的强度影响不大,不致引起三通承受压力的降低;相反相邻缺陷可能降低应力集中的水平,提高其承载能力;但凹痕对管道本体的应力水平具有较大的提高,值得进一步关注.     

单轴压缩载荷下骨支架的降解模型研究

目的:通过单轴压缩载荷下骨支架的降解模型的建立和有限元分析,得到降解过程中支架应力,应变的变化情况。方法:用有限元接口子程序定义变化的材料特性来模拟支架结构的实时性变化,并利用有限元软件对该模型进行仿真计算。结论:建立了单轴压缩载荷下骨支架的降解模型,并得到支架降解过程中应力、应变的变化情况,并为以后骨支架的设计、制造提供相关的依据。     

复杂应力条件下砂土的强度规律及传统强度准则适应性分析

在砂土真三轴试验的基础上,分析了砂土在复杂应力条件下的强度变化规律,以及三个经典的强度理论(Lade-Duncan准则、Matsuoka-Nakai准则、Mohr-Coulomb准则)和真三轴试验之间的差异,探讨在复杂应力条件下经典强度准则的适应性,定量指出各个准则的强度误差。结果表明,在不同应力路径下,经典强度准则的常数项并不一直为常数,而是随着应力路径的变化而变化。在三个经典强度理论中,Mohr-Coulomb准则试验误差最大,Lade-Duncan准则试验误差最小。对于砂土,中主应力对强度参数φ值有一定影响。对于强度参数φ13随着中主应力比b值的增大而增大,在平面应变状态下(b=0.3左右)达到最大值,之后趋于稳定。     

一种用于液压电梯的金属骨架O形密封圈的密封特性分析

本文建立了金属骨架O形密封圈的二维轴对称有限元计算模型,研究了金属骨架大小、压缩率、工作油压对密封圈的Von Mises应力和接触应力的影响规律。结果表明:在O形密封圈中加入金属骨架是可以增大密封圈接触应力,提高密封性能,特别适合在结构空间狭小、压缩率不大的情况下使用。随着金属骨架的尺寸的增加,密封圈的接触应力值和Von Mises应力值显著上升。工作油压对金属骨架0形密封圈的Von Mises应力影响不大,但是对其接触应力影响较大。随着金属骨架的尺寸增加,压缩率对接触应力的影响逐渐减小,选取适当的压缩率和恰当的金属骨架尺寸大小,可用于压力、温度范围波动较大的环境,提高密封可靠性。