核岛双闸板闸阀振动特性的数值模拟

介绍了核安全级阀门振动特性计算在动力学分析与核安全评审中的重要作用,阐述了采用有限元分析法进行产品振动特性分析的实用性,讨论了采用三维有限元分析软件进行核安全级阀门振动特性数值模拟的基本思想和过程.同时,根据核岛核安全级平行式双闸板闸阀产品的设计数据建立三维计算模型,用三维有限元计算方法,对阀门装配整体进行计算,处理了接触面并解决了计算量和精度的矛盾,所得阀门前6阶固有频率是阀门抗震计算的重要基础.     

桥梁桩基施工对邻近地铁隧道的影响分析

城市建设中桥梁的大直径桩基施工可能对下方既有地铁隧道结构产生不利影响.以拟建104国道浦泗立交上跨南京地铁S8号线项目为背景,采用ABAQUS有限元软件,通过二维和三维有限元模型对桥梁桩基施工全过程中地铁隧道及其周围土体的变形情况进行分析.结果表明:在施工过程中,桩基开挖和混凝土灌注对地铁的影响较小.由上部桥梁荷载引起的地基沉降是地铁隧道变形的主要因素.三维有限元模型计算所得结果要小于二维有限元结果.当平面模型计算结果接近位移限值时,可采用三维有限元模型进行校验.     

基于FLAC高陡边坡防护的数值模拟研究

通过FLAC5.0软件对挡土墙几种不同工况的数值模型进行数值模拟,并结合高陡边坡支挡工程的实例,对不同结构形式的挡土墙进行稳定性验算.对比挡土墙的水平位移以及土体的剪应变,当悬臂式挡土墙不能满足稳定性要求时,采用增加锚杆的组合支护方式增加挡土墙的稳定性.结果显示,在相同条件下重力式竖直墙背挡土墙的墙背在倾斜一定的角度后,挡土墙的抗滑移和抗倾覆稳定性得到了一定的增强.通过对悬臂式挡土墙和组合式支护结构的数值模拟结果进行比较得出,本文的模型中,挡土墙一上部施加双排锚杆时在同一高度(8m处)挡土墙的位移较施加单排锚杆时的位移降低了37%,较未施加锚杆时的位移降低了74%.结果表明,增加了锚杆后的悬臂式挡土墙,锚杆和悬臂式挡土墙协同工作,挡土墙的抗滑移以及抗倾覆稳定性都得到了增强,满足了工程要求并且使结构进一步轻型化.     

直管流致振动数值模拟中的参数选择

基于ANSYS Workbench与CFX有限元分析软件,采用双向流固耦合方法,以横向流作用下的单根直管为基本分析对象,建立三维流固耦合模型。利用Meshing划分不同网格来研究网格划分对单管的流致振动数值模拟的影响。以横向均匀来流下单管为例,给出了合理的边界层网格划分方式及合理的时间步长。     

地震荷载作用下高速公路挖方高边坡稳定性研究

考虑到地震边坡破坏的机制，以京化高速公路挖方高边坡为研究背景，对地震荷载下的边坡稳定性进行了分析研究。详细分析了边坡的工程地质条件，结合实地采样试验，确定了边坡岩体的工程力学参数。利用有限元软件ABAQUS，建立了三维数值仿真模型，在试验区地震特征研究的基础上，采用拟静力法+强度折减的方法，分别模拟了地震力作用下边坡的位移变形及主应力分布规律，计算了边坡的安全系数，为边坡的加固提供了依据。     

计算机有限元数值模拟在隧道工程设计中的应用

本文阐述了有限元理论在工程设计中的应用，通过软件建立了黄土连拱隧道三维立体模型，并应用有限元软件ANSYS对黄土连拱隧道左右洞开挖时机进行了数值模拟分析，有效地指导了实体工程。有限元技术在工程设计中有着重要应用价值。     

舌侧正畸牙齿移动的数值模拟

针对目前口腔舌侧正畸中,手术方案的制定以及牙齿移动的预测主要依靠医生经验,缺少定量的数据,可预期效 果差等缺点,提出了舌侧正畸牙齿移动数值计算模型,建立包括牙齿、牙周膜、皮质骨和松质骨的三维有限元模型,模拟 在不同的舌侧正畸力作用下,牙齿整体移动时牙周膜内表面的应变分布,并对牙周膜颈部和根尖部的应变加权值与现有 研究中牙齿移动量的实验数据进行拟合,通过颈部和根尖部的移动来确定牙齿整体的移动,在三维软件中实现对牙齿移 动的过程的模拟,得到移动后的模型作为下一个阶段计算的初始模型。实现了舌侧正畸牙齿移动的动态过程的模拟,该 数值模拟方法可以为舌侧正畸制定方案和预测效果提供参考。     

地应力场模拟软件研发及应用

首先,基于定向井井周应力模型建立了单井目标层位地应力计算方法,同时采用平面应变模型作为二维地应力场模拟的基础模型;其次,采用模型语言研发了地应力场模拟所需有限元源程序,采用Newton最速下降法优化地应力场模拟边界载荷加载,引入“宏命令”方法实现了复杂地质模型的自动化构建和网格剖分,在此基础上研发了一款地应力场模拟有限元软件;最后,对胜利桩西老河口油田地应力场进行了建模分析,模拟计算误差为6.1﹪.研究表明,断层会对应力场产生显著影响,远离断层区域最小水平地应力介于22~23.5 MPa,最大水平地应力介于24~26.5 MPa,为老河口油田单井地应力纵向剖面建立及压裂防砂优化设计提供了定量依据.     

基于ANSYS的激光焊接温度场数值模拟与实验研究

为了探究钢铝2种金属材料的焊接性能,以B1500HS高强钢和6016铝合金为对象,基于ANSYS平台建立钢／铝激光平板搭接焊的三维有限元模型,进行焊接过程温度场数值模拟,采用热电偶同步测温方法测得焊接热循环曲线。将实测结果与数值模拟结果对比分析,表明吻合度较好。验证了模拟计算的准确性。     

Ka频段6W固态集成功放的热分析与设计

热模拟是毫米波中高功率放大器设计中的关键环节之一,可靠的散热结构可确保系统中有源器件工作在额定温度下,而基于有限元方法的数值模拟技术是毫米波功率放大器热分析的重要工具。针对由四块毫米波功率单片合成的Ka频段6W固态集成功放,采用有限元软件ANSYS建立了其三维热模型,对模型在空气自然对流情况下的温度分布状况进行了模拟和分析,模拟结果与实测值基本吻合,验证了模型的有效性。研究结果对毫米波功率放大器的热设计提供了重要的理论依据。     

基于MIDAS GTS NX对深基坑开挖变形的规律研究

以合肥市某地铁深基坑工程项目为背景，选用MIDAS GTS NX有限元分析软件建立三维基坑模型，对基坑开挖过程中围护结构的水平位移、基坑坑底隆起以及基坑地表沉降的变形情况进行数值模拟分析。结果表明：随着基坑开挖深度的增加，围护结构邻近建筑物的一侧变形会更明显，最大位移位于围护结构埋深的0.45～0.55倍处；靠近基坑中部的隆起量要大于基坑边缘，变化趋势呈开口向下的抛物线形，最大隆起量为17.29 mm;地表沉降变化趋势类似为“凹槽形”,最大值为12.25 mm,离基坑边缘中点的位置为0.58倍基坑开挖深度。同时将现场监测值与模拟数值对比分析，两者变形规律相似且误差较小。     

考虑混凝土损伤的双面组合连续梁挠度和裂缝宽度研究

钢 混凝土双面组合连续梁负弯矩区上混凝土板受拉会产生裂缝。利用ANSYS有限元软件,考虑了混凝土的拉应变软化特性,对钢 混凝土双面组合2跨连续梁模型进行数值模拟分析,得到了上混凝土板裂缝分布和宽度。将计算结果与实测结果进行比较,验证了该模型的有效性。通过变换下混凝土板厚度和混凝土极限拉应变值,分析其对双面组合梁挠度和裂缝的影响;采用最小二乘法,对荷载 挠度;荷载 最大裂缝宽度曲线进行拟合,得出相应的计算公式。     

暗挖电缆隧道四通竖井结构稳定性研究

研究暗挖过程中竖井的稳定性,以四通竖井工程为背景,采用midas GTS NX有限元软件对真实施工过程进行了数值模拟,并对超前小导管注浆措施进行论证,对比分析了土体变形规律、喷射混凝土应力变化,并得出了注浆加固措施的影响效果,认为超前注浆加固是必需的施工步骤。将实际施工过程的模拟结果与现场监测数据进行了对比分析,验证了数值模拟的可行性。结果表明:注浆与否对竖井的地表沉降范围影响不大,但对沉降值影响较大;注浆与否对坑底隆起值影响甚微,空间效应明显;水平位移的最大值出现在竖井底部,注浆与否对水平位移有明显影响;马头门附近的喷射混凝土应力变化显著,需要进行补强措施,为类似工程提供借鉴。     

基于ABAQUS的CCF300碳纤维层合板低速冲击破坏数值模拟

为了更有效预测国产碳纤维增强材料在冲击载荷下的损伤情况,以国产碳纤维（CCF300）/环氧树脂（5228）复合材料层合板为对象,利用专业有限元仿真软件ABAQUS进行冲击破坏性能数值模拟研究。采用复合材料渐进损伤法,建立CCF300碳纤维层合板在低速冲击载荷下的损伤和变形三维有限元模型。通过三维实体单元模拟层合板,利用内聚力接触模拟单层板间的接触,从而模拟层合板层内和层间的不同失效模式。使用FORTRAN语言编写ABAQUS材料用户子程序VUMAT实现模拟,程序中包含本构方程的求解、损伤准则对单元失效的判定和损伤单元参数退化3部分,材料的单元失效是通过引入状态损伤变量来判断。仿真模型可通过调用子程序来模拟复合材料的纤维拉伸、压缩失效、基体开裂、挤压失效4种层内损伤,同时ABAQUS本身可以模拟材料分层损伤。通过仿真得到了材料的最大冲击破坏载荷和损伤模式的效果图。     

小功率车载逆变器的热仿真与实验研究

为探究小功率车载逆变器的散热性能,利用CFD软件对车载逆变器建立有限元三维模型,用笛卡尔网格划分系统对重点部位进行网格加密处理,通过在不同工况下的数值仿真计算,得出逆变器整体及各个元器件的发热情况。在数值仿真结果的基础上,设计相关实验,在不同环境温度的工作条件下,对车载逆变器中各个元器件的工作温度进行实验测试。测试表明各个元器件在不同环境温度、外部负载的工况下,工作温度都控制在100 ℃左右,分析实验值与模拟值的误差,其最大误差在3.4%以内。数值仿真计算结果有较高的精确度。     

方进椭型钢轧制变形过程三维有限元模拟

应用MARC/autoforge商用有限元软件,对方轧件在椭圆孔型中的轧制变形过程进行热力耦合模拟.研究了模拟过程中的轧件温度场的分布及变化规律以及轧制能力参数在轧制过程中的变化.分析计算说明,采用有限元模拟的方法可以较好地反映金属的实际变形情况.     

高大建筑空调气流组织方案研究

以北京市某精密加工车间的分层空调方案为研究对象,按照建筑的实际尺寸及空调设计参数,建立了空调气流组织的计算模型。针对夏季空调气流组织的关键技术参数诸如风口面积、送风速度、送风角度等,采用CFD软件进行了数值模拟,并对模拟结果进行了分析。为高大建筑空调工程设计提供了有益的参考。     

射孔完井有限元模型的建立及网格划分

介绍了射孔完井中二维和三维有限元热流模型的建立及网格划分的基本方法,用热流场模拟射孔完井渗流场,用同一种导热率材料来模拟井筒和孔眼,该材料导热率相对于地层模型导热率为无限大时,能模拟整个射孔完井渗流场。该二维和三维模型,能研究射孔深度、有无钻井污染和压实带情况下,孔眼内流体流速、压实带外边界渗流速度、渗流压力场、全井产量及产能比。并用APDL程序语言编写了二维和三维模型及网格划分的通用程序,为射孔完井优化设计及产能预测提供了实用的有限元网格模型,同时也为这方面的研究提供了简捷的方法。     

基于正交试验的长条薄壁板件注塑工艺参数优化与定量分析

针对塑件成型过程中体积收缩率对成型塑件尺寸精度的影响,文章选取长条薄壁板件作为研究对象,利用AMI有限元分析软件对长条薄壁板注塑成型过程进行数值模拟,采用多因素交互正交试验的方法获得常用ABS塑料在不同的工艺参数下成型薄壁件的体积收缩率。以体积收缩率为研究目标,对试验结果进行定量分析,对比分析每一个工艺参数对研究目标的贡献率,并计算得到最优的工艺参数组合,依据实验结果优化塑件成型工艺。该方法的应用为注塑成型工艺参数优化提供了定量的数据参考,是一种快速而实用的方法。     

北京地铁天坛东门站中洞法施工地表沉降数值模拟

针对浅埋暗挖中洞法的施工特点，结合北京地铁五号线天坛东门站工程，利用3D-σ有限元计算程序对其施工过程进行三维数值模拟，通过计算结果数据的整理与分析，总结了浅埋暗挖中洞法施工引起的地表沉降规律，得出中洞开挖、临时支撑拆除和二次村砌施工是中洞法施工中对地层扰动较大工序的结论，并对今后类似施工提出了建议。