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关键词： 有限元分析   结构优化   机械设计   性能提升   数值模拟  

摘要： 有限元分析(FEA)已广泛应用于机械产品设计中,用于预测和评估产品的性能。通过将产品分解为有限个小单元,FEA能够准确模拟产品在不同工况下的响应,为结构优化提供数据支持。本文将探讨有限元分析在机械产品设计中的应用,并结合结构优化技术,分析如何通过调整设计参数,提升产品性能、减少重量、提高强度等目标。通过实例分析,展示有限元分析与结构优化结合的实际应用效果,探讨未来的发展趋势。

关键词： 喷丸强化   疲劳裂纹扩展   残余应力   数值模拟   应力强度因子  

摘要： 为了解决喷丸冲击残余应力影响下齿根裂纹扩展计算方法缺乏的问题,首先,基于线弹性断裂力学理论,耦合残余应力与裂纹闭合效应,采用修正的Paris法构建裂纹扩展模型,分析在不同喷丸条件下残余应力场对裂纹扩展行为的具体影响;其次,联合预置裂纹的单齿裂纹扩展模型和有限元-离散元(FEM-DEM)喷丸模型,提出齿根残余应力裂纹扩展计算方法,获得不同喷丸参数下的残余应力场;最后,探究喷丸强化残余应力与齿根弯曲应力耦合复合应力场对齿根裂纹扩展行为的影响。研究结果表明:在喷丸强化作用下,残余压应力影响区域内裂纹尖端的应力强度因子显著降低,导致裂纹闭合力增大,裂纹闭合效应增强,裂纹扩展门槛提高,从而有效抑制了裂纹扩展;在次表面上,喷丸残余应力对裂纹的抑制作用最明显,并随裂纹深度增加而减弱。

关键词： 区间施工   通道变形   变形控制措施   数值模拟  

摘要： 地铁区间施工常见的工法有明挖法、暗挖法及盾构法,区间施工常面临对周围既有建(构)筑物的影响,因此,研究采取适当的施工工艺及施工控制措施以减少既有建(构)物的变形具有重要意义。结合北京轨道交通22号线管庄站—永顺站区间明挖段及暗挖段施工项目,采用MIDAS GTS NX软件模拟区间施工步序,分析了由于区间施工导致的过街通道变形的规律。结果表明:区间明挖段及暗挖段施工均会对地下通道结构变形产生影响,其中最大沉降3.3 mm,发生在地下通道顶板行车方向跨中位置;明挖段基坑开挖和暗挖段初支施工,均会破坏原状土层的稳定性,引起周围土体应力应变的重分布,因此地下通道沉降在这两个工况变化较大;根据过街通道变形情况采取合理的施工工艺和针对性的变形控制措施,将通道变形控制在允许范围内,研究成果可以为同类工程提供借鉴。

关键词： 瞬态响应   幅值分析   变压器   层压板   局放信号   波形特征  

摘要： 针对变压器层压板局放故障诊断难度过高的问题,本文基于瞬态响应与幅值分析的变压器层压板局放信号波形特征数值模拟方法。利用变压器层压板局放信号采集设备,采集变压器层压板局放信号。利用Hilbert变换,解析所采集的变压器层压板局放信号。从解析后的局放信号中,利用交叉小波变换方法,提取幅值特征;利用经验模态分解(EMD)方法,提取瞬态响应特征,完成局放信号波形特征的有效提取。利用EmbDesign 8.0软件,作为变压器层压板局放信号波形特征的数值模拟软件,数值模拟结果表明,该方法可以精准提取变压器层压板局放信号的瞬态响应特征、幅值特征,提升变压器层压板局放故障的诊断精度。

关键词： 高密度互连   盲孔   热应力   数值模拟  

摘要： 随着电子设备精巧化的提升,采用电镀铜填充盲孔的高密度互连(High Density Interconnector,HDI)印制电路板得到广泛应用,但与此同时盲孔带来的可靠性问题也日益凸显。针对电镀铜填充的三阶盲孔叠孔结构,采用仿真手段,探究了板材热膨胀系数、叠孔结构、焊盘宽度、板材厚度对盲孔镀铜层热应力分布的影响规律。结果表明盲孔与焊盘连接的拐角处存在着明显的应力集中现象,板材热膨胀系数和叠构对孔铜热应力分布影响显著,焊盘宽度影响不大,板材厚度的增加会导致铜的热应力分布增大。

关键词： 混凝土拱坝变形   哈里斯鹰算法   变分模态分解   随机森林算法   长短时记忆神经网络   水利工程   变形  

摘要： 【目的】变形是库水、温度和材料特性等多因素耦合作用下大坝整体服役性态的直接表征,建立精确、高效的预测模型对于掌握坝体变形趋势和评估大坝风险具有重要意义。【方法】针对传统预测模型精度低、适应性差和抗噪能力弱等问题,将哈里斯鹰算法(HHO)、变分模态分解(VMD)、随机森林算法(RF)和长短时记忆神经网络(LSTM)相结合,提出了一种混凝土拱坝变形深度学习预测模型。首先,通过引入Tent混沌映射、能量随机性递减策略改进HHO算法,利用IHHO-VMD方法分解拱坝变形数据序列得到若干不同频率的模态分量(IMF);其次,利用RF算法计算变形特征因子的贡献率,筛选预测模型最优输入因子集合;最后,采用LSTM模型对各IMF分量进行学习和预测,重构各分量预测值得到最终的变形预测值。【结果】仿真信号分解结果表明:与现有信号分解方法相比,采用IHHO-VMD方法可以实现信号最优分解。通过某工程实例分析,所提模型预测4个测点位移时,平均RMSE、MAE、R^(2)和MAPE为0.3976 mm、0.3275 mm、0.9918和1.5194%。【结论】相较于其他组合模型,所提模型的4种评价指标结果均为最优,表明该模型具有预测精度高、泛化能力好和鲁棒性强等优势。

关键词： 混凝土重力坝   裂缝修复   数值模拟   现场监测  

摘要： 本研究针对混凝土重力坝裂缝的检测与修复技术进行了研究,并通过数值模拟与现场监测数据分析评估修复效果。采用有限元分析法建立仿真模型,通过考虑坝体应力、裂缝扩展、修复材料强度等因素,模拟了不同修复技术对坝体稳定性的影响。结合现场监测数据,分析了修复后坝体的应力变化和裂缝宽度变化,结果表明修复措施显著改善了坝体的水密性和承载能力。研究提出了有效的裂缝修复技术及其实施效果评价,为实际工程提供了有力的技术支持。

关键词： 地基处理   注浆加固   数值模拟   模量控制  

摘要： 污泥浓缩池地基在长期使用后,可能需要通过注浆进行二次加固。通过数值模拟,对地基注浆加固效果进行分析,研究不同注浆程度下的地基位移、加固体边缘位移和竖直应力。结果表明:①注浆加固引起的地层位移为池底沉降和地表隆起,注浆效果增强导致的地表隆起增长显著大于沉降减少,因此盲目提高注浆量是不可取的;②加固体边缘应力呈M形,且数值随注浆效果的提升而增大,注浆后加固体产生竖向拉应力,并通过地表隆起位移释放应力。

关键词： 自吸泵   小流量   压力脉动   数值模拟  

摘要： 为了研究转速对小流量工况下自吸泵压力脉动特性的影响,利用FLUENT仿真软件,对自吸泵进行数值计算,分析小流量工况下自吸泵蜗壳和叶轮流域内在不同转速下的压力脉动特性。结果表明,在三种转速工况下,自吸泵蜗壳流场的时域、频域都具有明显的周期性规律,最大峰值均出现在叶频的倍频段;随着转速的增加,蜗壳内各监测点的主峰峰值在整体上呈现上升趋势。三种转速下的叶轮流道监测点的压力系数变化情况相同,按照先增大后减小再增大的趋势进行变化,越靠近叶轮出口区域处的监测点,其压力脉动幅值也越大。

关键词： 煤层群   采空区   漏风   SF6   数值模拟  

摘要： 为研究浅埋近距离煤层群开采过程中采空区漏风规律,以韩家湾煤矿3-1煤213109工作面为工程背景,采用SF6示踪气体检测技术分别对213109工作面采空区进行地表漏风测试、本煤层漏风测试以及层间漏风测试。结果表明:213109采空区存在本煤层漏风以及层间漏风,漏风平均风速分别为0.315、0.365 m/s。基于Fluent软件分别模拟213109采空区无漏风情况下氧气分布情况,以及本煤层漏风、层间漏风和同时多处漏风情况下采空区氧气分布情况。层间漏风比本煤层密闭漏风对采空区气体分布影响更为严重,层间漏风影响范围由回风侧采空区到进风侧采空区直至224 m,回风侧氧化带宽度由15 m迅速增加为209 m。