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关键词： 铸造高温合金   凝固组织   晶粒形貌   数值模拟   元胞自动机法  

摘要： 铸件性能与其凝固组织密切相关,准确认识和理解铸造合金凝固微观组织的形成机理与控制途径,有助于提高铸件的本体性能。元胞自动机法在合金凝固组织数值模拟方面具有极大潜力。本文综述了近年来该方法在铸造高温合金微观组织数值模拟方面的研究和应用现状及存在问题,并展望了其未来走向。

关键词： 隔爆型永磁同步电动滚筒   非均匀受力   有限元模型   几何模型   数值模拟  

摘要： 针对隔爆型大功率永磁同步电动滚筒非均匀受力问题,采用有限元分析理论进行数值模拟研究,通过建立精确几何模型方法,运用有限元技术划分详细网格,并应用超松弛迭代法(SOR)求解复杂受力条件下的结构响应;提出优化筒壳与辐板连接处的结构设计,增强该区域的强度,以减少应力集中;同时,调整筒壳厚度分布,以平衡变形量,确保电动滚筒在复杂工作情况下的稳定运行。结果显示,电动滚筒的最大等效应力显著降低,为34.7894 MPa,最大变形量(0.2658 mm)得到有效控制。这一变形模式反映了设备在实际运行中的变形特点,确保了设备在恶劣环境下的可靠性和安全性,提高了整体运行效率和使用寿命。

关键词： 渗流稳定分析   白石塘水库   大坝   溢洪道   安全评价  

摘要： 白石塘水库位于龙岗区坪地街道西北部,按照规定需定期对水库进行安全鉴定与评价工作。本文利用软件对水库坝体进行渗流、稳定计算,确定一个坝体各工况下的最大渗透比降以及边坡安全系数,同时对水库的防洪能力、建筑结构等方面进行详细的分析及复核评价,然后以此为依据,评价大坝安全等级,该大坝综合评定为“二类坝”。

关键词： 浅埋煤层   孤岛工作面   区段煤柱   数值模拟  

摘要： 陕北地区是我国重要的煤炭资源生产基地。近年来,随着开采强度增大,该地区在开采过程中极易形成孤岛工作面,为生产带来较大的安全隐患。开采浅埋煤层孤岛工作面过程中极易产生冲击矿压,对矿井生产安全产生极大威胁。本文针对南梁煤矿3-1煤层30101-1孤岛工作面区段煤柱合理宽度留设问题,分析孤岛工作面区段煤柱失稳机理,利用摩尔-库伦理论计算区段煤柱的理论临界留设宽度不小于10m。同时,通过数值模拟分析不同宽度区段煤柱应力与塑性区分布特征,得出区段煤柱合理留设宽度为12m。

关键词： 热加载装置   自旋转   速度场   温度场   全局/局部加热   传热特性   数值模拟  

摘要： 目的 探究自旋转效应对全局和局部加热条件下热加载装置内部流动与传热特性的影响,以指导环境试验用热加载装置的工程设计。方法 通过数值模拟研究全局和局部实际加热情况下自旋转热加载装置内速度场与温度场分布特征,以及加热壁面平均传热性能,获取旋转作用对温升速率、目标平衡温度、温度不均匀度等热加载装置关键技术指标的影响。结果 装置内流动速度随旋转作用的增强先减小、后增大,当装置以1 000 r/min旋转时,内部空气流动受到了旋转作用的抑制;当旋转速度高于1 000 r/min时,旋转作用又促进内部空气流动。全局加热情况时,热加载装置在0~10 000 r/min的温升速率为20.92~34.43 K/s,装置内部平衡温度随旋转速度增大先增加、后略有减小;局部加热情况时,温升速率则为3.47~4.49 K/s,装置内部平衡温度在1 000 r/min最高,且装置内温度不均匀性因受到侧壁受热不均匀的影响而更加复杂。结论 热加载装置的设计需充分考虑旋转速度对装置温升速率和平衡温度的影响,加热面积越大,装置内温度不均匀度越大,也需在热加载设计时予以关注。

关键词： 桥梁工程   抖振   时域分析   非高斯紊流   均方根响应   有限元法  

摘要： 在桥梁抖振分析中,高斯过程假设普遍适用于紊流、风荷载、风致结构振动等3个方面。然而,大气边界层尤其是热带气旋中心区域附近常呈现非高斯紊流特性,其短时高速气流会加剧结构动力响应。因此,分析非高斯紊流对柔性结构特别是大跨度桥梁的影响,并将其风振响应与常规高斯紊流的风振响应进行比较十分有必要。采用有理函数逼近非定常自激气动力和气动导纳的桥梁时域抖振分析方法,对高斯和非高斯紊流激励下的振动进行了计算,采用Hermite多项式变换模拟了非高斯紊流的时程;通过蒙特卡罗模拟,得到了桥梁抖振响应的统计结果。研究结果表明:两类紊流激励下的振动过程均符合高斯分布,但非高斯紊流偏度会显著提升相同风速下的抖振响应均方根值与极值,其中响应增长率随风速增大呈衰减趋势,极值因子则随紊流偏度增加产生微小增幅。

关键词： 地铁车站   地层   开挖面   稳定性   模型   试验   数值模拟  

摘要： 以北京地铁3号线朝阳公园站—石佛营站区间联络线隧道暗挖施工为背景,通过模型试验与数值模拟探究砂-砾复合地层隧道侧穿既有车站开挖面失稳破坏特征,并提出理论分析模型。研究结果表明,砂-砾复合地层条件下,随着隧道埋深的增大,开挖面前方土体失稳区横向宽度逐渐增大,地表无沉降时间延长;以隧道拱顶为界限,下部失稳区侧向剖面呈存在拐点的楔形。隧道侧穿既有车站时,地表沉降槽表现出不对称性,隧道埋深越大,不对称性越明显。基于模型试验与数值模拟结果,提出适用于复合砂层隧道侧穿既有车站开挖面稳定性分析的计算模型,推导极限支护力计算公式,采用稳定系数对开挖面稳定性进行评价。上层土体占比会影响稳定系数,上层土体占比<0.5时稳定系数变化幅度较大;随着隧道埋深的增加,开挖面稳定性受到的影响逐渐降低。

关键词： PEM单电解池   多物理场   操作参数   孔隙率   水热分布   电化学性能  

摘要： 通过COMSOL建立了基于多物理场的质子交换膜(PEM)单电解池三维模型,研究了工作温度、电解电压和扩散层孔隙率对电解池内部的水热分布情况和性能方面的影响。结果表明,提高工作温度有利于提升电解池的性能,但需要注意膜的耐受温度<80℃,否则在运行过程中容易产生局部热点,造成膜的热降解。此外,电压从1.8V增大到2.2 V过程中,液态水饱和度从0.82降低至0.68,氧气产量从23.54 mol/m^(3)增加至39.35 mol/m^(3),说明适当增加电解电压能够提升电解效率。另一方面,较高的扩散层孔隙率有利于液态水和气体的扩散传输。这明确了相关操作参数对电解池水热分布和性能影响的规律,为电解池的水热管理和部件结构优化提供了参考依据。

关键词： 伯努利方程   模拟计算   流速计   雾化吸入器   血压计   站台安全线  

摘要： 由功能原理详细推导了伯努利方程,接着以流速计、空气压缩式雾化吸入器、血压计、火车站和地铁站台的安全线以及飞机起飞等实际案例详述了伯努利方程在工业、医学、安全防护等方面的应用。最后,对案例进行了数值模计算,证明了伯努利方程原理的科学性和实用性。通过对伯努利方程及其应用的学习,培养善于观察、善意思考、勇于创新的工匠精神、劳动精神。

关键词： 热–力耦合   大体积混凝土   混凝土裂缝   塑性损伤模型   数值模拟  

摘要： 伴随大型工程项目持续增多,大体积构筑物面临着混凝土浇筑过程中的质量控制问题.本文以大体积浇筑混凝土结构为研究对象,运用Analysis有限元软件建立热–力耦合三维数值模型,模拟了4种混凝土入模温度下,混凝土浇筑构筑物在特定施工时刻的温度场分布特征和结构裂缝的演化规律.结果表明:入模温度与构筑物温升呈正相关,降低混凝土的入模温度可以有效地降低构筑物的峰值结构温度和缩小结构温度差,有利于控制混凝土裂缝的生成和演化;入模温度降低,深层结构向表层的传热量降低,表层边界与空气的热交换效率下降,但其热交换效率仍高于表层非边界部分,因而混凝土表层的边界与内部之间的温度过渡带变得不再明显;中央深度的混凝土表现出最高的结构温度,这有利于混凝土结构积累拉伸应力;不同入模温度下,峰值结构温度、最大水化升温曲线近似线性.峰值裂缝长度与入模温度、峰值结构温度、最大水化升温呈正相关.当入模温度由10℃提升至15℃时,峰值裂缝长度产生了显著的增加;混凝土入模温度降低,表层大裂纹的数量减少,在空间上的分布形态由大裂纹相互交叉转向细小裂纹均匀分散.