课程文献中心 更多>>

关键词： 煤炭地下气化   条带开采   热-力耦合   温度场   应力场   位移场  

摘要： 煤炭地下气化条带开采适应强,且有助于围岩稳定控制,应用前景良好。为研究地下气化热-力耦合作用下条带开采过程中燃空区围岩的温度场、应力场和位移场的演化规律,采用COMSOL Multiphysics对贵州盘江山脚树矿4号煤层地下气化条带开采进行了数值模拟,并对气化开采和常规开采后的围岩应力和变形特征进行了对比分析。结果表明:随着气化工作面推进,围岩体内部约2 m区域的温度先升高后降低,温度传导范围一直呈扩大趋势,最大影响范围为10~12 m,温度在顶板中的传导范围最大,两侧煤体次之,底板最小。地下气化高温会在燃空区围岩体中产生热应力,导致地下气化条带煤柱所受垂直应力要明显高于常规开采的,并使燃空区悬露面、煤柱与顶底板交界面均承受水平压应力。燃空区邻近区域的顶底板位移趋势与常规的相同,但顶底板深部的位移则出现相反情况,即顶板上移、底板下沉。燃空区围岩的水平位移量明显大于常规条带开采的,且开采区域的左侧围岩体向左水平移动,右侧围岩体向右水平移动。地下气化条带开采过程中直接顶变形的波动幅度明显大于常规开采的,并在有煤体支撑的区域出现上移现象,其模型顶部岩层出现了整体上移现象,且其变形量大于常规开采的,说明地下气化过程中形成的热应力能一定程度上阻止覆岩的下沉变形。数值模拟结果可为地下气化条带开采的工程设计提供理论指导。

关键词： 掘进机   五爪星轮   应力分析   SolidWorks  

摘要： 针对五爪星轮在工作过程中受力不均匀,容易发生疲劳断裂的问题。应用SolidWorks软件建立了五爪星轮的三维实体模型,应用SolidWorks有限元分析模块对五爪星轮进行了动力学分析,确定了五爪星轮在工作过程中的最大受力位置及易发生断裂的位置,并对其进行优化设计,比较分析了设计前后五爪星轮的性能。

关键词： 肛管直肠环肌群   肛瘘   应力   仿真   试验  

摘要： 目的:从力学角度应用试验与仿真相结合对肛管直肠环进行有效预测评估与量化评判。方法:提取直肠癌术后组织标本获得肛管直肠环样本,进行静态拉伸试验,获得肛管直肠环肌群的应力-应变曲线;采用逆向工程的方法将使用MR扫描得到的盆底肛提肌、肛门扩约肌复合体转换为可导入仿真软件的三维几何模型;再使用ABAQUS有限元仿真软件进行仿真分析,模拟肛管直肠环肌群在不同排便条件下所承受的应力情况。结果:采用不同直径的圆柱作用于肛管直肠环,可以有效地模仿人静息状态、强忍状态,力排初状态以及增大腹压的各种活动状态如喷嚏、咳嗽、负重活动。结论:肛管直肠环有限元模型的建立为有效地模拟肛门不同手术方式导致的肛门控便功能障碍研究提供了有效真实的平台。

关键词： 显微拉曼光谱   单晶硅   应力  

摘要： 随着半导体器件行业对单晶硅片尤其是超薄单晶硅片的需求愈来愈大,单晶硅的制备工艺及品质表征愈发受到研究人员的关注。残余应力作为影响单晶硅片品质的重要指标,缺乏合适的表征方法和设备。基于显微拉曼光谱技术,建立单晶硅片相对应力表征方法。对不同样品进行了微区相对应力表征分析,结果表明:针对明显光学缺陷的样品,拉曼表征结果与显微光学成像相对一致。针对显微光学无明显缺陷的样品,基于拉曼光谱技术相对应力表征方法可作为显微光学表征的补充手段。该方法可为单晶硅片的加工工艺改进和提高质量控制提供判断依据。

关键词： 功能梯度材料   胫骨假体   有限元   应力   应力遮挡   无菌性松动   膝关节假体  

摘要： 背景:全膝关节置换后胫骨衬垫的过度磨损,以及关节假体的无菌性松动是导致膝关节假体失效的主要原因。假体与骨骼力学强度差异过大会导致骨上产生应力遮挡,进而诱发假体无菌性松动。目的:利用有限元方法分析植入功能梯度材料(functionally graded materials,FGM)胫骨假体后胫骨假体与胫骨近端松质骨的应力响应。方法:设计了两种不同孔隙率参数的钛合金-羟基磷灰石复合功能梯度材料(命名为FGMⅠ、FGMⅢ)和一种钛合金-理想骨弹性材料复合功能梯度材料(命名为FGMⅡ),其中FGMⅠ的孔隙率参数分别为0.1,1,1,FGMⅡ和FGMⅢ的孔隙率参数分别为0.4,0,1。建立全膝关节置换三维有限元模型,利用仿真软件Abaqus分析FGM与钛合金材料胫骨假体植入后,在伸直位0°及屈曲位30°和60°三种工况下胫骨假体与胫骨松质骨上的应力分布变化。结果与结论:(1)在不同工况下,与钛合金胫骨假体相比,FGM胫骨假体的最大Von Mises应力显著降低,且其松质骨与假体柄端接触部位上的应力明显减小。(2)胫骨松质骨沿不同路径的应力曲线和平均应力表明,在不同工况下,与钛合金胫骨假体相比,使用FGM假体后胫骨近端松质骨上的应力均有提升,其中FGMⅠ提高5.4%-17.3%,FGMⅡ提高1.0%-13.5%,FGMⅢ提高1.6%-15.4%。(3)结果表明,FGM胫骨假体有助于增加胫骨近端松质骨上的应力,减弱胫骨近端的应力遮挡效应,进而可降低胫骨假体无菌性松动发生的概率,延长假体的寿命,且FGMⅠ在3种FGM假体中效果最好。

关键词： FPSO   中拱中垂   应力分析   柔性设计   CAESAR  

摘要： FPSO由于在深海环境下服役,受到波浪、海风、拖航等工况的影响造成中拱中垂,导致船体变形造成模块的相对运动使管道产生位移。又因为FPSO生产能力不断增强吨位不断加大,管路的复杂性和紧凑型也随着不断增大。在对FPSO管系进行应力分析时,传统中拱中垂工况需要大量的工时进行分析、验证、检查,其潜在工时达到2 500 h。本文利用行业内常用的CAESAR Ⅱ软件,通过船体变形量导致的管道附加位移和热胀位移进行结合计算出其热胀系数代替传统的工况分析方法,并验证了此方法的准确性,为FPSO管道系统生产设计提供技术借鉴。

关键词： 反射隔热   纵连结构无砟轨道   温度   温度梯度   应力   上拱  

摘要： 为降低太阳辐射对纵连结构无砟轨道的影响,采用反射隔热材料实地应用研究,建立有限元模型分析反射隔热材料对太阳辐射在纵连结构无砟轨道温度和应力影响。研究结果表明,反射隔热材料可将轨道板(道床)表面温度降低10℃以上,混凝土内部温度梯度降为60℃/m,轨道板(道床)应力降低到9.5 MPa,有效降低纵连无砟轨道结构纵向应力和垂向位移,对防治因太阳辐射造成的纵连无砟轨道结构上拱病害有较好效果。

关键词： 皮卡汽车   后桥   台架   开裂   应力  

摘要： 针对某皮卡车型在设计开发的前期,半浮式后桥在进行台架试验验证时,减震器支架所在的桥管位置发生开裂问题,使用CAE软件,对后桥按照台架试验条件进行模拟加载,计算出台架试验过程中后桥的实际受力情况,并通过应力云图显示桥壳整体的应力分布,确认减震器支架所在的位置为整桥试验过程中的应力最大处,桥管开裂根本原因是局部应力过大。该皮卡车半浮式后桥由于与整车的硬点连接已经完全锁定,最大应力位置区域已无法避开,为此,设计对减震器支架处焊接参数及焊缝结构进行优化,采取降低焊接电流及电压,更改焊缝为八字形,起弧点往外延伸焊缝来分散应力。经制作样件进行台架验证,桥管开裂问题得以解决,确保了产品设计的可靠性,实现了减少开发投入,缩短开发周期的目标。

关键词： 磁畴   应力   磁场   晶粒   晶界   钉扎效应  

摘要： 近年新兴的磁光成像技术,特别是磁畴动态特性可视化技术,为评估铁磁材料的应力状态提供了一种新的磁检测方法。为研究应力和晶粒组织/晶界对磁畴动态特性的影响,通过磁光成像装置,观测取向硅钢片在施加不同的应力和外加磁场时表面磁畴结构的变化。结果表明:应力作用下,附加磁畴数量减少,从点状附加磁畴转变为长条状主磁畴,且应力增加会使主磁畴平均宽度减小,主磁畴完全翻转所需要的磁场减小;外加磁场作用下,可使磁畴向磁场方向转动,磁场强度的增加,使与外加磁场同向的磁畴面积增加。同时,晶粒组织结构和内部的各向异性,以及晶界处的能量和钉扎作用,都会影响磁畴结构和磁畴壁的运动状态。研究结果有助于理清铁磁构件的磁弹耦合效应和磁检测技术的微观物理机制,为提高应力评估的灵敏度和可靠性提供重要的科学依据。

关键词： 调高测力支座   性能研究   数值模拟   应力   应变  

摘要： 文中针对复杂地质区域桥梁对支座的特殊功能需求,研发一种调高测力支座,借助ABAQUS软件建立支座的有限元模型,分析工作状态下支座各部件的应力状态,并对支座的关键参数对测力体应变的影响规律展开研究。结果表明,楔形块间距对支座各部件的最大等效应力影响显著,且对上支座板等效应力的影响最为明显;各部件的等效应力均小于材料的屈服强度,支座的强度满足使用要求;测力体应变随支座竖向力的增大而呈线性增加;楔形块间距对测力体应变值的影响呈线性,而楔形块斜度、摩擦系数和支座转角对测力体应变的影响可以忽略,因此,可以通过适当增加楔形块的斜度以达到减小楔形块调整间距的目的。