裂缝性油藏多尺度有限元数值模拟方法研究

针对裂缝性油藏内在的复杂性， 考虑到双重介质等模型的限制， 同时为了更好地表征裂缝和提高计算精度，提出了裂缝性油藏等效介质模型数值模拟方法， 建立了数学模型， 通过无需在小尺度上精确求解即可抓住大尺度解特征的多尺度有限元数值分析方法， 建立有限元数值模型， 形成了基于等效介质模型的裂缝性油藏多尺度有限元数值模拟方法， 最后将该方法通过实例进行检验， 验证了方法的正确性。     

基于ANSYS的换热器管板应力评定

王战辉, 马向荣, 范针对换热器管板受力情况复杂,传统的理论方法难以计算其内部应力分布的现象。借助ANSYS有限元分析软件,以管程、壳程同时开的瞬间工况和正常操作的稳态工况为研究对象,考察其等效应力分布规律;并对其进行应力评定。结果表明：远离换热管和管板的连接区域,等效应力呈均匀分布,为薄膜应力;最大等效应力出现在换热管外表面和管板与壳体的连接处;温度变化明显的地方,热应力也相对较大;对7种工况进行应力评定,针对危险工况,进行改进,效果明显。研究结果对于管板的安全可靠运行提供一定的技术保障。     

预应力混凝土结构有限元数值分析

介绍了如何利用ANSYS有限元软件建立预应力混凝土结构的空间模型，详细讨论了四种不同建模方法的思路和特点，分析了各个模型的优劣及其之间的差异。以矩形截面简支梁为例，采用实体单元和杆单元用四种方法建立了结构的空间分析模型，并与初等梁理论计算结果进行了比较，得到了一些有益的结论。     

双边圆筒型永磁直线电机磁热网络耦合建模方法研究

双边圆筒型永磁直线电机具有较高的空间利用率，在波浪能发电等场合具有良好的应用前景。但其内定子散热困难、内外定子不对称的特点使其磁热特性存在多参数、非线性和强耦合的特征。为实现其磁热特性的准确和快速求解，课题组提出一种磁热网络双向耦合迭代建模方法。首先，建立了电机磁场的自适应磁路，节点间增设半弧形漏磁磁路以精确模拟齿边漏磁，实现了等效磁网络模型的建模求解；其次，依据气体努塞尔数和热阻公式建立了集总参数热网络模型；最后，依据损耗模型的磁热相关性，利用迭代修正方法实现了磁热网络模型的双向耦合求解，改善了内定子温升。有限元及实验结果表明该方法具有快速性和准确性。     

等效连续介质模型在低渗透油藏的适应性分析

形成裂缝网络的裂缝性油气藏可用Kazemi模型、WarrenRoot模型和De Swaan模型进行描述,而没有形成裂缝网络的局部裂缝发育油藏就不适合应用这3种模型。针对低渗透油藏存在的局部裂缝特征,利用平行板理论、张量原理和等值渗流阻力原理,建立了裂缝区的等效连续介质模型,在等效连续介质模型的基础上,建立了低渗透油藏三维数值模型,并用黒油模拟程序进行实例计算。研究结果表明：等效连续介质模型可以应用到具有局部裂缝的低渗透油藏数值模拟和动态预测中。     

耦合四连杆机构等效刚度计算

为正确求解簇绒地毯织机转子系统的振动特性（固有频率、振型和临界转速等），课题组采用能量法对针曲柄摇杆机构的等效线刚度和等效转动刚度进行研究。将各转子间耦合单元的曲柄摇杆机构视成多个刚架；对于每一个刚架，施加单位力和单位力矩，采用能量法对等效线刚度和转动刚度进行求解。结果表明：针曲柄摇杆机构的等效线刚度和转动刚度变化较大，随曲柄转动而周期变化的等效刚度不可看做常数，需考虑时变刚度对系统振动特性的影响。该研究为等效刚度的求解提供了一个新思路。     

曲杆梁格内力影响面的机动分析有限元法

以米勒-布雷斯劳原理为基础,运用小变形的叠加原理,将曲杆梁格机动分析与有限元静力分析相结合,建立了曲杆梁格内力影响面分析的机动分析有限元法,该方法把内力影响面分析归结为求解在一个等效结点荷载作用下的梁格位移场,并推导了计入横向剪切变形影响的十二自由度空间曲梁单元等效结点荷载计算公式.该方法概念简洁清晰,与静力法及直接求解位移的机动法相比,计算效率大为提高.算例表明了本文理论和所推导公式的正确性.     

运用等效系统法原理计算变刚度梁

对等效系统法原理公式加以推导,利用其计算变刚度静定梁的位移和变刚度超静定梁的内力,说明等效系统近似法和变刚度超静定梁的计算步骤和过程,并通过实例加以说明.     

考虑铺装层的空心板桥荷载横向分布系数计算

传统铰接板法计算空心板桥的横向分布并未考虑铺装层对整体刚度的贡献作用,尤其针对大铺装层或采用整体化铺装加固的桥梁工程,该方法过于保守。为精确计算,节约设计成本,考虑桥面铺装层对于空心板桥横向分布的影响,通过理论分析推导考虑整体化铺装的横向分布计算方法,结合有限元分析和实桥荷载试验反算横向分布结果,验证了理论的正确性。结果表明,铺装层提高了桥梁截面刚度,考虑铺装的修正铰接板法更加契合空心板桥实际受力状况,并有效提高了各板承载能力的均匀性,有效避免单板受力的情况。     

新型大行程高承载力的柔性铰链设计

针对传统柔性铰链在行程、承载力性能方面的不足，难以实现柔性铰链较大的移动范围，课题组提出了一种新型TLET柔性铰链。它是由一系列LET型柔性铰链串并联组成，采用独特的布置方式以增强柔性铰链的移动范围，在安全可靠的工作条件下实现大位移和大承载能力。采用等效成弯曲弹簧的方法推导出等效刚度模型，运用有限元分析的方法对3种材料的柔性铰链进行失效形式分析，从中选出高性能的合适材料。对比了所设计的新型铰链和传统铰链的性能，通过有限元仿真验证了新型柔性铰链设计的可行性。仿真结果表明：对于40 N的最大载荷，铰链沿x轴的最大位移为21.68 mm，z轴方向上的最大位移为25.12 mm，新型铰链的移动行程比传统铰链大1.8倍。文中所设计的铰链可用于工作行程大，负载能力高的机械装备中。     

采用加速度输入等效风力发电机组塔筒实测响应方法研究

通过对单自由体系的分析,得到风荷载激励和从基底输入的加速度之间的关系。通过对风力发电塔的模态分析,得到简化为广义单自由体系的广义质量和广义刚度,求得风力发电塔塔顶位移的时程曲线,采用Savitzky-Golay平滑算法和差分法求得顶点的加速度和速度时程,以此求得合成后的等效加速度。对直接合成后的等效加速度进行傅里叶变换,采用低通滤波器剔除高频分量,进行傅里叶逆变化后得到最终等效加速度。有限元分析结果表明,在此等效加速度下的结构响应和已知响应吻合一致,从而为风力发电塔的减振试验在振动台上完成成为可能。     

基于SPECCTRAQuest多板互连信号仿真与分析

随着设计复杂度的增加及板级系统的不断减小,多板协同工作成为趋势。该文阐述了利用EBD模型所建立的多板仿真系统,该系统通过分析提取信号的Reflection仿真信息,改善信号的拓扑结构,设置电气约束,指导PCB布局布线,为原理图修改提供支持。     

连续体简谐基础振动有限元计算方法

针对简谐基础激励下,连续体响应数值计算存在刚体位移、约束方式和载荷施加方式等限制,基于基础振动和有限元实现原理,提出了一种求解简谐基础振动响应的方法——静力等效载荷法。根据连续体等效载荷形式,将简谐基础振动问题转化为固定基础的载荷简谐振动;并结合通用有限元软件和自编数据处理程序,实现了响应特性的数值计算。计算和理论结果表明,该方法实现简单、结果准确,能有效地求解无阻尼和弱阻尼连续体简谐基础振动问题。     

基于Abaqus的方程式赛车车架设计和刚度分析

按照FSAE比赛要求,本文设计了一种桁架式车架,并对其进行了理论设计和刚度分析。本文采用CATIA软件对桁架式车架进行了三维建模,再利用有限元分析软件Abaqus对车架进行刚度分析。结果表明,本文车架最大变形量为16.05mm,小于最大允许变形量25mm。本文设计的赛车车架为FSAE赛车的加工制作提供了理论依据。     

外加恒定磁场复合微波媒质负折射率条件

以亚铁磁媒质-YIG为基体,在其中嵌入金属导体线阵列是人工合成负折射率微波媒质的一种新方法。该方法采用了复合媒质磁导率张量的修正有效媒质理论,并推导出复合媒质介电常数张量的修正有效媒质理论,把在恒定磁场作用下复合媒质宏观上等效为一种磁导率和介电常数都为各向异性的媒质。分析得到了等效磁导率和等效介电常数张量,做出了色散曲线,获得了负折射率条件。     

基于等效面积法的蜂窝梁挠度计算方法研究

为了研究蜂窝梁挠度的计算方法,以费氏空腹桁架理论为基础,考虑了蜂窝梁由于腹板开孔对其抗剪能力的影响,在挠度计算中计入剪力引起的剪切挠度和剪力次弯矩引起的挠度,考虑蜂窝梁孔高比和距高比的影响,根据面积等效和惯性矩等效的原则推导出简支蜂窝梁的实用挠度计算公式。以本文提出的计算公式为依据,分别对不同蜂窝梁挠度进行计算,同时利用有限元软件ANSYS对相同条件下的蜂窝梁进行仿真分析,将公式计算结果与有限元分析结果对比,结果证明本文所提的挠度计算公式具有较高的准确性。     

基于等效弹簧的Hybrid-Ⅲ50%仿真假人胸腔结构刚度特性数值仿真

利用LS-DYNA开展整车正面碰撞FRB50和偏置碰撞ODB64仿真分析时,Hybrid-Ⅲ50%仿真假人向前俯冲阶段和回弹阶段的胸压变形曲线与试验结果一致性较差。为此,提出一种基于等效弹簧的Hybrid-Ⅲ50%仿真假人胸腔结构刚度特性数值仿真方法。首先,开展假人在碰撞工况下的受力分析,得到胸腔结构的简化力学模型,并利用弹簧模型等效模拟简化力学模型的刚度特性;其次,通过假人胸部摆锤标定仿真计算,对胸腔结构等效刚度的弹簧K值和阻尼值进行修正;最后,将修正过弹簧刚度和阻尼系数的假人模型应用于整车正面碰撞FRB50和偏置碰撞ODB64仿真分析,并与试验结果对比。结果表明:等效弹簧模拟胸腔结构的刚度模型,各工况下的仿真胸压变形曲线与试验曲线有较好的一致性,可为今后的碰撞假人胸部仿真及损伤评估提供参考。     

更普遍的惯性力理论和等效原理

评论了惯性力理论的发展历史,分析了多种实验模型,指出了前人的惯性力理论的局限性,提出了新的物理概念和基本公式,例如涡旋加速力及其公式,建立了更普遍的惯性力理论。该理论适用于描述任意非惯性系内的力学现象。扩充了相对论的等效原理。     

桁架结构工作台的性能研究

利用SolidWorks软件实现了桁架结构工作台及加强筋板工作台的三维建模,将模型导入到ANSYS Workbench软件中。用ANSYS Workbench软件对2工作台的静态、模态、谐响应进行有限元分析,得出桁架结构工作台静、动态性能优于加强筋板工作台的特点,为机床的优化设计和再制造设计打下了基础。     

基于相关分析的平面磨床动力学建模方法

模态置信度准则（MAC）是判断有限元模型正确性的有效方法,文章分别在固定结合面和非固定结合面下建立平面磨床的有限元模型,并利用有限元软件对之进行模态分析。同时,对平面磨床进行试验测试其模态,再以模态置信度准则分别前者进行判断。通过相关性分析得知,运用理论建模和试验测试相结合的方式建立的非固定结合面下的有限元模型具有更高的准确性。