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关键词： 起重机   伸缩臂   绳排系统   有限元分析   应力  

摘要： 伸缩机构作为各节臂之间最主要的传力系统,在起重机作业过程中起着非常重要的作用。利用“五梁法”代替滑轮组,真实有效地模拟了伸缩机构的运行状态。通过有限元计算,既验证了“五梁法”的准确性,又解决了液压缸、钢丝绳的轴力,以及伸缩臂与钢丝绳连接处局部应力不容易计算的难点,为后续起重机伸缩臂优化减重提供一定的依据与参考。

关键词： AutoBANK   沙田水库   坝体   位移   应力  

摘要： 为研究沙田水库坝体流固耦合场渗流-变形特征,采用AutoBANK数值仿真方法,计算了坝体流固耦合场下渗流-变形的时序效应及渗透系数差异性下渗流-变形影响特征。沉降位移为坝体位移中最大值,其在施工蓄水期与运营期呈“蓄水期缓降-运营期速降-运营稳定期平静”三阶段特征,坝体上游水平位移变化特征与沉降位移类似,但下游水平位移与上游呈相反。大、小主应力全过程为“稳定-缓增-速降-平静”特征,以运营期60~350d内主应力降幅最显著,分别减少了38.6%、39.5%。坝体渗透系数不影响位移发展态势,但对沉降、水平位移量值分别具有抑制、促进作用,且坝体渗透系数愈大,沉降位移进入稳定期时间节点更滞后,而水平位移在蓄水期受之影响更敏感。

关键词： 含水率   SHPB试验   动态力学特性   微观结构   应力   应变  

摘要： 水-岩作用引起的岩体强度劣化在水利工程中备受关注。为研究不同含水率金沙峡水电站灰岩动力学特征,利用分离式霍普金森压杆对不同含水率灰岩进行动态冲击试验,分析了灰岩动态应力-应变形态、力学参数劣化及微观结构特征。结果表明,含水率对动态应力-应变曲线具有显著影响,含水率增大时曲线路径相对缩短;平均动态峰值应力、动态应变及弹性模量与含水率呈负相关。随含水率增大,水-岩溶蚀导致灰岩产生大量微裂隙,引起声波能量的耗散增加,波速随含水率增大呈一阶指数函数衰减。不同含水率下灰岩的软化程度具有显著差别,软化系数呈对数函数增大;水-岩溶蚀加剧了内部结构软化,灰岩内部微观结构大致由密实胶结结构向多孔隙疏松的微观结构过渡,溶蚀孔隙数量增多、尺寸增大。

关键词： 石墨烯   非线性梯度单元   应力   模态   有限元分层法  

摘要： 针对石墨烯功能梯度材料提出了一种基于20节点非线性梯度单元的有限元建模方法,该方法克服了传统有限元分层法无法精确拟合功能材料梯度变化和无法进行应力分析的缺点。以U形、X形和O形3种梯度分布形式的悬臂板为研究对象,分析了悬臂板静载荷下的弯曲变形、应力分布和模态特性,并与有限元分层法模型进行了对比分析和验证。研究结果表明:与非线性梯度单元法相比,传统分层法模型会导致X形悬臂板弯曲刚度和对应各阶固有频率大于实际值,而导致O形悬臂板的弯曲刚度和对应各阶固有频率小于实际值;与U形分布形式相比,X形梯度分布可以提高悬臂板弯曲刚度,提高悬臂板各阶固有频率,而O形分布形式会降低悬臂板弯曲刚度,降低各阶固有频率;非线性梯度单元法能够实现对功能梯度板厚度方向的应力求解,为功能梯度板的疲劳寿命分析提供了理论基础。

关键词： 玻璃钢   浮式生产储油卸油船   应力分析  

摘要： 为提高玻璃钢(Fiberglass Reinforced Plastic,FRP)管的使用安全性,基于某浮式生产储油卸油船(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)的排舷外管道,利用CAESARⅡ软件建立有限元分析模型,并分析压力、温度、风载荷、波浪砰击和船体变形等对管道应力的影响。对基于ISO 14692标准的应力校核方法进行介绍,并提出校核失败后的改进措施。研究成果可为玻璃钢管在海洋工程中的安全应用提供一定参考。

关键词： 地裂缝   连续梁桥   有限元   位移场   应力场  

摘要： 由于城市交通的工程线型特点,其建设与运维无法避免会受到地裂缝活动的影响。基于MIDAS GTS NX建立一个三跨连续梁桥正交跨越地裂缝的有限元模型,分析在地裂缝不同沉降量下连续梁桥箱梁及墩台的位移场和应力场变化规律。结果表明,箱梁结构在不同沉降量条件下的主要差异沉降区范围基本相同,且与地裂缝影响带宽度基本等同,即上下盘各20 m长,共计40 m;箱梁的变形可分为三段:抬升区、不均匀沉降区和整体沉降区;地裂缝的上盘箱梁表面受压,而下盘箱梁表面受拉更为明显,处于桥墩位置处的箱梁应力显著增加,箱梁结构的破坏易因拉应力的陡增而发生在地裂缝的下盘桥墩处。地裂缝影响范围内的中跨两侧墩台产生显著的差异位移变化量,而地裂缝影响范围外墩台所受影响较小。研究成果可为已建和规划中的跨地裂缝连续梁桥的致灾机理研究及灾害防治提供重要参考。

关键词： 重力坝   温度场   数学模型   应力  

摘要： 本文建立基于有限元法的模型,通过考虑大坝施工的三种情况(第一种是0.3 m/d的施工进度,第二种是0.4 m/d的施工过程,最后一种是实际施工进度),使用复杂的Midas Civil软件,主要研究了修建碾压混凝土重力坝的温度状况和温度应力状态的数学模型。验证模型后发现,从数学模型中获得的结果与现场测量结果相比较是可靠的,并且通过研究发现,获得的最高温度和热应力值表明产生温度裂纹的概率较低。本文研究结论能够对类似对象使用最优的施工方法。

关键词： 中国科学院院士   中国工程院院士   周年纪念   爆炸力学   国家最高科学技术奖   计算力学   工程力学   郑哲敏  

摘要： 2022年8月25日是我刊原主编郑哲敏先生逝世一周年.郑哲敏先生(图1)是我国著名力学家,中国科学院院士、中国工程院院士、美国国家工程院外籍院士, 2012年度国家最高科学技术奖获得者.他创立了爆炸力学学科及相关的研究领域;领导了材料力学、非线性力学、海洋工程力学等学科的建设和发展;倡导了计算力学、流固耦合、非常规能源、人工智能等领域的研究,为我国现代力学的发展做出了重大贡献.

关键词： 连杆   连杆螺栓   脱落故障   应力   应变   优化改进  

摘要： 为解决某船用发动机的连杆螺栓脱落故障,现场拆检柴油机,分析故障原因;建立连杆本体、连杆端盖、连杆螺栓等零部件的三维模型,计算校核连杆本体及连杆螺栓的强度;提出提高本体强度及增大连杆螺栓直径的方案,对改进后的连杆部件及连杆螺栓进行三维仿真分析,将改进后的连杆安装于柴油机进行实际船舶应用验证。结果表明:连杆螺栓强度不足是导致连杆螺栓脱落的主要原因,改进后的连杆本体及连杆螺栓通过实船验证;改进螺栓材料、优化螺栓结构及连杆螺栓拧紧力矩方式,可以提升材料的机械性能,提高柴油机运行可靠性,有效解决连杆螺栓脱落故障。

关键词： 小型强化内燃机   燃烧室   爆震波   强度   波致疲劳   热机耦合   疲劳寿命   活塞   应力  

摘要： 为了研究小型强化内燃机燃烧室在爆震工况下的可靠性,本文以小型强化内燃机热力学系统简化模型为基础,建立了燃烧室内热力学参数之间的数值关系。基于Rover K16内燃机模型,采用有限元模拟燃烧室爆震现象,对活塞进行热-机耦合仿真,预测活塞进行爆震工况下的寿命。通过改变缸内空燃比,得到了不同工况下的缸压曲线,验证了爆震激励实验。研究结果表明:爆震的发生没有使应力超过活塞的强度极限,但大幅度增加了活塞的应力及变形值,而且改变了活塞的危险点位置。活塞顶面外缘压力最大,达到210 MPa,远超过燃烧室中心高压区域的初始赋值。最先发生破坏的位置在活塞顶面中心、活塞内腔交界处及第1气环处,计算得到内燃机可连续运行249398 km,达到规定里程22万km。本文方法能够有效模拟爆震冲击波对活塞寿命产生的影响,对小型强化内燃机爆震工况下的寿命预测起到指导作用。