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关键词： 大学物理实验   教学设计   课程思政   应力   应变片  

摘要： 微小形变电测法是大学物理实验中一个非常有特色的综合性创新实验。通过电阻应变片将悬臂梁的微小形变转变为电阻的变化,从而实现微小形变的电测量。结合实验中所蕴涵的国家重大需求及工程问题,以中国航空大型飞机和航母特种钢的设计与研制为例,融入课程思政内容,激发学生的学习热情和爱国热情,使学生综合素质得到全面发展,同时对大学物理实验的教学和研究也具有一定的指导意义和实践价值。

关键词： 波形弹簧   变形规律   刚度   径向变形量   应力  

摘要： 以波形弹簧为研究对象,采用理论计算与有限元分析相结合的方法,研究波形弹簧的变形规律和力学性能。文章分析了波形弹簧波峰、波谷在压缩过程中的扭转变形情况,得到波形弹簧所受载荷、径向变形量及最大等效应力与压缩量的变化规律。将有限元计算结果与理论计算结果进行对比分析,验证了刚度、径向变形量计算公式的准确性。为解决行业标准中应力计算公式不适用于厚度小于0.2 mm的波形弹簧这一问题,通过有限元分析方法对应力计算公式进行了修正,并通过设置对照组确定了应力修正系数的适用范围,为波形弹簧的设计、计算提供参考。

关键词： 重力坝   扬压力   坝踵   渗流场   应力  

摘要： 坝踵应力是评价重力坝安全的重要指标,按无拉应力准则设计的重力坝采用有限单元法分析时往往出现较大的拉应力,但实际工程中未见观测到拉应力的报道,有的甚至出现较大压应力,同时实测应力变幅往往远小于计算值。本文统计了国内外24座重力坝观测结果,分析了坝踵应力蓄水前后变化特点,以一典型重力坝断面为例,采用材料力学法和有限元法对坝踵应力进行计算,对比分析了理论坝踵和实测坝踵应力变化规律,重点研究了扬压力对两个坝踵点应力贡献作用,揭示了计算和观测坝踵应力差异的原因之一。结果表明:理论上的坝踵应力是坝踵基岩一侧计入扬压力作用的有效应力,实测坝踵应力则是距基础一定距离、坝体混凝土内部的总应力,两者存在一个与扬压力接近的应力差;按无拉应力准则设计的重力坝,坝内测点不会出现拉应力,最小压应力为0.5~1.0倍的上游水头;实测坝踵的有效应力取决于渗流场和孔隙水压力系数(B系数),该点渗透压力变幅小于上游水头且存在滞后,致使应力变幅明显小于理论坝踵应力变幅;扬压力在理论坝踵和实测坝踵的作用差异是实测与计算坝踵应力差异显著的重要原因之一。

关键词： 光学设计   模压成型   衍射结构   有限元仿真   应力   填充  

摘要： 为了减小玻璃模压工艺中硫系玻璃衍射光学元件的面形误差,对衍射结构的填充效果和衍射光学元件的应力进行研究。建立了局部衍射结构有限元仿真分析模型,分析了模压温度、模压速度、摩擦系数等因素对衍射结构填充效果和应力的影响,并在仿真结果的指导下进行实验研究,实验结果表明衍射结构的填充效果和应力对面形均有影响,衍射结构填充得越充分、应力越小,成型透镜的面形精度越高,最终得到的成型透镜面形误差为0.3053μm,表面粗糙度Ra为2.95 nm。

关键词： 智能切削   分子动力学   氢原子分布   硅晶体缺陷演化   应力分析  

摘要： 利用分子动力学模拟了智能切削技术中的离子注入过程和退火至开裂过程,重点研究退火至开裂过程中注氢单晶硅微纳尺度下的开裂行为,以及氢原子数目、硅晶体缺陷大小和平均正应力等参数沿注入方向分布的演化规律.研究结果表明:硅晶体开裂经历空位点缺陷形核和生长,但无明显的空隙缺陷局部扩展、空位缺陷生长并引起显著的空隙缺陷局部扩展、空隙缺陷Ostwald生长等三个阶段.开裂位置与注入过程后氢原子分布的浓度峰重合.在三个阶段中,由于氢扩散和变形的影响,氢原子、晶体缺陷和应力的分布随退火至开裂过程进展呈现不同的演化特性.此外,化学成键分析表明氢与硅发生化学反应,形成不同形式的硅氢化合物,退火至开裂过程中硅氢化合物将发生转化.论文建立的系统定量分析智能切削中晶片开裂的数值方法,可进一步用于智能切削技术的改进和优化.

关键词： 压力容器   非标法兰   应力分析   有限元法   三向应力  

摘要： 法兰受到三向应力的控制,压力容器规则设计很难形象的理解三向应力分布情况对法兰强度的影响。本文从受力应力角度出发,对法兰的应力分析原理进行详解。然后采用有限元法对非标法兰进行应力分析,依据ASME规范判定应力分析的计算结果,确定法兰的最大径向应力、环向应力、轴向应力的危险截面区域以及三向应力值的大小,根据应力分析计算结果对应的去调整合适的法兰结构尺寸参数,从而优化法兰的结构设计。

关键词： 桥梁工程   墩   外爬内吊式液压爬模   数值模拟   应力   变形  

摘要： 基于戴家嘴2号大桥双肢空心薄壁墩施工,分析传统液压爬模方法的不足,提出了具有架体系统增高加固、内吊装置设计优化、爬模系统智能养护特点的外爬内吊式液压爬模技术。同时,利用MIDAS对改进的外爬内吊式爬模系统在施工、爬升、停工工况下进行有限元建模计算,经过理论计算和工程实践发现,爬模架体组合应力和竖向变形计算均满足要求,采用外爬内吊式爬模方法每节段缩短工期1d,每个双肢空心薄壁墩节约塔式起重机1台;各项指标均超出预期。

关键词： 重载列车   轨道   轨枕   道床   土体   有限元   应力   轴重  

摘要： 随着我国铁路运输系统的快速发展,为解决重载列车的安全运行对轨道更高强度要求的问题,本文采用有限元软件建立了包含轨道、轨枕、道床、土体的重载铁路轨道的仿真模型,在验证了有限元模型可靠性的基础上,分析了轨道应力应变分布规律;研究了不同的轴重参数、道床参数、轨枕参数对重载铁路轨道受力影响。结果表明:列车载荷作用时,两根轨道的应力分布基本相同;列车轴重增大,轨道最大应力和竖向位移不断增大;随着轨枕弹性模量增大、轨枕间距减小、道床厚度和弹性模量增大时,轨道最大应力和位移逐渐减小。

关键词： 覆岩破坏   FLAC 3D数值模拟   突水性分析   应力分析  

摘要： 为实现安全、绿色开采,基于邹庄煤矿水文地质资料,通过现场实测、数值模拟和理论分析等,使用FLAC 3D软件模拟了工作面推进时覆岩产生的竖向应力、应变及位移的演化规律,揭示了深部开采时覆岩断裂破坏规律。研究发现,覆岩竖向位移随着煤层开挖缓慢增大,在顶板中心位置达到最大,覆岩应力、应变随着煤层开挖逐渐缓慢增大且最终趋于稳定状态,但仍然需要加强工作面支护,预防安全事故发生。

关键词： 隧道工程   软弱夹层   变形规律   应力分析   数值模拟  

摘要： 通过数值模拟研究隧道建设推进过程中,软弱夹层地表的变形规律和围岩应力变化规律,结果表明:地表横向沉降位移变化呈“W”形状,每个阶段右线地表沉降小于左线,其中阶段Ⅲ掌子面支撑作用降低;地表纵向沉降位移为最终沉降值的30%左右,当监测点与掌子面的距离增加至洞宽的1.5倍,地表沉降会趋于稳定;模型隧道在开挖后,隧道拱顶应力释放,中夹岩最大主应力和最小主应力应力集中;拱腰和拱脚的最大和最小主应力右侧均大于左测。