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ISBN: (纸本)9787111394068

关键词： 高速精密数控加工中心   整机建模   判别振型   薄弱环节   拓扑优化  

摘要： 随着高速加工技术的迅速发展，做为车、铣、钻、镗等机械加工方法的重要设备，数控加工中心已经呈现出高速度、高精密、高效率、系统化、复合化、智能化、网络化、高效能和可重构的发展趋势。基础大件是数控机床的重要部件，其设计的好坏直接影响到加工工件的精度，而长期以来，基础大件都是采用类比法和经验进行设计的，对其静动态特性的分析只做了粗略的估计或者只是对某一大件单独做分析，这使得设计出来的机床的结构和静动态特性都得不到保证，甚至设计出来的机床达不到预想的性能要求。因此为了设计出合理的机床，首先就需要对机床的性能有准确的预测，所以必须对机床整机进行动力学分析。 本论文主要包括以下内容： （1）用三维绘图软件Pro/e对鑫泰集团提供的CAD图纸对机床进行整机建模，并以机床结合部等效融合理论为前提，使用有限元方法建立含有结合部特性的机床整机动力学模型。 （2）在有限元软件Hypermesh中实现融入结合部特性参数的机床整机模型，并在ANSYS中对其进行结构静动态特性分析。研究、分析结合面参数对整机动态特性的影响，并对机床整机的动态特性做出评价；从而实现在图纸设计阶段就能预知机床的整机静动态特性的目的。 （3）用专门的实验设备为机床整机的静态和模态分析提供真实反应机床静动态特性的数据来验证分析结果，并分析仿真结果和试验结果出现偏差的原因，为以后类似机床整机模型的有限元分析和无样机条件下的机床虚拟设计打下基础。 （4）通过处理分析结果和实验数据识别出机床的薄弱环节，并判别其主要振型。 （5）引入现代优化设计理论和方法，用有限元分析软件Hyperworks中的Optistruct模块对机床薄弱部件立柱进行结构拓扑优化，并对比优化前后立柱静动态特性和机床整机静动态特性。

关键词： 建筑施工   弹性地基梁   施工电梯基础   混凝土结构   有限元法  

摘要： 在建筑施工行业，施工电梯是高层建筑施工不可缺少的重要运输设备。施工电梯若要有效地发挥工作效率，就必须为其提供安全可靠的基础作为载体。但是，绝大多数施工电梯生产厂家仅能提供宽泛的施工电梯基础图纸，没有针对性，在施工现场有时无法应用，可操作性很差。 本文针对此类问题，以保定秀兰尚城高层住宅小区工程和北京华园饭店改扩建工程为背景，采用弹性地基梁的计算方法对施工电梯基础进行设计和研究。本文的主要工作如下： 简单介绍了弹性地基梁理论国内外的研究现状，以及本文所涉及到的两个工程的工程背景；阐述了我国目前施工电梯的现状和施工电梯对基础承载能力的要求。 采用弹性地基梁的计算方法，对不同工况下的施工电梯基础梁建立力学模型并进行理论推导，最终得到施工电梯基础梁承受荷载时的挠度、弯矩、剪力方程。而且，在建筑施工现场选取有代表性的一块地下车库顶板，进行静载试验。通过逐级加载，检测车库顶板发生的变形，从而计算出厚度为250mm的钢筋混凝土楼板的地基系数k0。 通过求得的施工电梯基础梁承受荷载时的弯矩、剪力，采用钢筋混凝土结构设计理论，对施工电梯基础进行设计计算。运用有限元分析理论，对所设计的施工电梯基础进行加载模拟，进一步验证其可行性。 将本文所设计的施工电梯基础在北京华园饭店改扩建工程中进行应用，并取得了较好的技术和经济效果。 通过本文的工作，为建筑工程施工电梯基础设计提供了一种有效方法，以期在今后的施工生产中能推广应用，并为企业创造一定的经济效益。

关键词： 土—基础结构相互作用   有限元分析   人工边界   模态分析   桥墩抗震  

摘要： 随着地震灾害的频频发生，桥梁的抗震研究也越来越受到广泛的关注。其中土基础结构相互作用体系的问题研究一直是抗震研究的一个特殊的问题。在对土基础结构相互作用体系的分析时主要是运用ANSYS对桥梁结构进行二维的抗震响应分析，得出归纳土基础结构相互作用体系的特点与影响因素。 有限元分析主要是通过建立可行的二维的有限元模型完成对土—基础结构相互作用的抗震分析的模拟。因此总模型的本构关系入手，确定体系的本构模型以及参数。通过研究建立模型的方案，如重力因素的考虑，地震动的设计与选取，桥梁上部结构的简化以及人工边界的选取与设置等等，再通过ANSYS软件分析各种可能影响地震响应的因素，最终建立可行的有限元模型。运用模型进行刚性地基与相互作用地基的对比模拟分析，得出考虑相互作用时的桥墩地震响应较不利。从而证明动力相互作用的必要性，并得出最优的ANSYS模拟模型，对研究对研究土基础结构相互作用体系具有良好的推进作用。

关键词： 建筑施工   施工升降机基础   混凝土结构设计   有限元分析  

摘要： 在建筑施工行业,施工升降机是高层建筑施工不可缺少的重要运输设备。施工升降机若要有效地发挥工作效率,就必须为其提供安全可靠的基础作为载体。但是,绝大多数施工升降机生产厂家仅能提供宽泛的施工升降机基础图纸,没有针对性,在施工现场有时无法应用,可操作性很差。通过本文为建筑工程施工升降机基础设计提供了一种有效方法,以期在今后的施工生产中能推广应用,并为企业创造一定的经济效益。

关键词： 筒仓   基础   温度场   单元生死  

摘要： 结合工程实例,使用有限元软件ANSYS中对基础底板在浇筑30天内的温度场进行模拟,对混凝土浇筑工艺采用"单元生死"技术进行处理,并用APDL语言编写水化生热率作为体荷载施加的过程,通过计算分析可知与实测数据吻合较好,可为其他类似工程或深入的研究提供参考。

关键词： 风机基础   有限元分析   应力分布  

摘要： 利用ANSYS有限元软件对预埋塔筒式风塔基础结构进行了模拟计算与分析,重点剖析容易导致风机基础破坏的强度和刚度薄弱环节。由ANSYS计算结果分析了由于预埋塔筒较浅引起的混凝土的应力变化,及在塔筒结束处应力转向钢筋的过程。从而为工程设计提出建议,避免设计中的安全隐患导致风机基础破坏事故。

关键词： 碳纤维复合材料   载荷   损伤   自诊断   有限元分析  

摘要： 碳纤维复合材料具有优异的力学性能、耐疲劳性、耐腐蚀性和良好导电性，广泛应用于航天航空、建筑和体育等方面。高含量导电碳纤维在复合材料中的相互接触形成导电网络，载荷作用破坏了复合材料内部结构，引起导电网络变化，导致复合材料电阻产生变化。因此，利用碳纤维作为复合材料外载荷的传感器，通过复合材料电阻变化反映其损伤程度，能够实现碳纤维复合材料长期在不同环境工作下达到实时在线预警以及智能监测的自我诊断功能。 本课题采用北京航空材料研究院提供的G803/5224碳纤维织物环氧树脂预浸料作为碳纤维复合材料的原料，参照相关标准制定了复合材料的成型工艺和载荷试验方法，研究分析了载荷作用下复合材料的电阻与力学性能之间的变化规律，建立了复合材料损伤诊断依据。采用有限元方法对复合材料载荷试验进行模拟分析和预测，验证了有限元方法在载荷下复合材料损伤失效研究中的有效性，结果表明： 1）在拉伸载荷试验中，复合材料电阻和损伤程度随着拉伸应变的增大而增大；在压缩和弯曲载荷试验中，复合材料损伤程度随着压缩应变和弯曲应力的增大而增大，而复合材料电阻随着压缩应变和弯曲应力的增大呈现先减小再增大的趋势。根据复合材料拉伸、压缩应变和弯曲应力与其电阻增幅阀值之间的变化关系，本文确定了电阻增幅阀值作为拉伸、压缩和弯曲载荷下复合材料损伤程度的诊断依据，并得到了复合材料轻微损伤和严重损伤的临界电阻增幅阀值。 2）在冲击载荷试验中，不同能量的冲击会对复合材料面积和厚度产生不同程度的损伤。由于复合材料电阻随着冲击能量的增大而增大，并且复合材料电阻增幅阀值与冲击能量的大小有着对应的关系，所以本文确定了电阻增幅阀值作为冲击载荷下复合材料损伤程度的诊断依据，并得到了复合材料轻微损伤和严重损伤的临界电阻增幅阀值。 3）有限元分析得到的结果与试验结果的吻合性较好，说明了有限元分析方法研究载荷下复合材料损伤失效是可行的。

关键词： 有限元   基础沉降   应力分析  

摘要： 厂房作为水电站的主要建筑物,基础稳定至关重要。本文采用Auto-Bank水工结构有限元分析程序,对厂房基础沉降及应力进行了二维有限元分析,确定了厂房地基基础处理方案。

关键词： 单桩基础   水平承载力   三维有限元   变参数研究  

摘要： 基于大型通用有限元分析软件ABAQUS,采用基于Mises屈服准则的完全弹塑性本构模型,对水平加载条件下软土地基中的大直径单桩基础进行了系统地三维有限元建模分析,定义了单桩的水平承载力特征值。通过多组变动参数比较研究,探讨了饱和软黏土地基中大直径钢管单桩基础水平承载力随着不排水抗剪强度、桩体桩径的增加而增大的特性,为工程实践提供参考。