简介:摘要:本文提出了一种优化航空发动机结构动力模型的方法。基于全机模型的复杂性,一种特殊的模型验证策略需对大量不确定的有限元模型参数进行说明:第一步,验证零件模型的水平;第二步,修正子装配模型的接头参数;最后,验证整机装配水平。
简介:摘要:由于机床主轴刚度对机床的寿命和零件的加工质量等有重要的作用。本文综合考虑主轴工作过程中受到的不同载荷的影响,建立主轴实验台的参数化有限元模型。在ANSYS中对试验台中主轴刚度进行仿真分析,并通过实验验证了有限元模型的正确性。在满足主轴静刚度的条件下,将零阶优化算法和总体搜索优化算法相结合,对主轴配置实验台跨距进行优化。对于本实验台优化的结果是,跨距的最佳值为377.78mm。
简介:摘 要: 本文基于ANSYS,采用D-P外角点外接圆屈服准则对国内某矿区边坡进行稳定性计算分析,通过不断对边坡强度参数黏聚力和内摩擦角进行折减,直到软件计算不收敛为止,其折减的倍数即为边坡稳定安全系数。计算结果显示,利用ANSYS自带D-P本构模型计算得到的边坡安全系数远大于极限平衡法计算得到的边坡安全系数。最后应用不同屈服准则安全系数的转换关系得到该边坡平面应变下与M-C匹配的D-P准则的安全系数,并与极限平衡法结果对比,吻合较好。据此得出结论:在估算边坡安全系数方面,采用有限元强度折减法是一种值得信赖的方法,但计算中采用理想弹塑性材料模型时,屈服准则的选择会对边坡安全系数的计算产生较大影响。
简介:摘 要:为有效分析双线隧洞间岩柱宽度对围岩稳定性的影响,以开阳县开州湖特大桥开阳岸隧道锚隧洞为工程背景,采用Abaqus有限元软件建立计算模型,分析留设1~23m宽度岩柱条件下的隧洞围岩应力、位移及塑性区的变化规律。研究结果表明:随着岩柱变宽,岩柱应力集中区逐渐形成,峰值应力逐步增大而后基本不变;岩柱在17m以下时,岩柱塑性贯通严重,双线隧洞小岩柱帮部变形量较难控制,岩柱整体稳定性较差;岩柱宽在17~21m时,岩柱塑性贯通面积快速降低,稳定性不断增强;岩柱宽度大于21m以后,围岩应力峰值基本不变,岩柱塑性区面积占比逐步减小,稳定性趋于增强。因此,得出岩柱合理的宽度应大于21m。
简介:摘要有限元分析方法是一种将复杂的大问题分解为多个小问题来解决的方法,借此它可以用多个小元素去模拟真实的物理系统,极大地推动了生物力学的发展。生物力学一直以来都是脊柱外科的热门研究方向,而有限元分析方法在脊柱生物力学中的应用也颇为广泛:可以在计算机上模拟健康的脊柱,研究正常脊柱在各种状态下的应力,为脊柱的基本应力研究提供帮助;可以模拟病变和退行性变时的脊柱,研究其在各种场景下的应力,为疾病的治疗提供方向;可以模拟不同的手术方式,研究不同的手术方式后脊柱以及内固定的应力情况,以此选出对患者来说最佳的手术方式;同时也可以模拟不同的内置物,研究不同内置物在体内和体外的应力,为术中内置物的选择以及内置物的升级优化提供指导。本文主要阐述有限元分析方法在脊柱外科中的应用及进展,为今后的脊柱生物力学研究和脊柱外科的临床治疗提供更多的参考。
简介:摘要目的探讨前路枕骨髁钢板螺钉内固定相较于常见前路枕颈融合内固定装置治疗上颈椎不稳的性能差异。方法选取1名28岁健康成年男性志愿者的枕颈部CT数据建立有限元模型,包括正常模型、单纯人工椎体(异形钛笼+斜坡螺钉)内固定模型、斜坡钢板螺钉内固定模型、前路枕骨髁钢板螺钉内固定模型,在枕骨上表面施加50 N载荷和1.5 N·m扭矩,使模型产生屈伸、侧弯及旋转运动。比较各模型在屈、伸、侧弯、旋转工况下的活动度、内固定应力峰值及颅骨应力峰值的分布。结果在屈、伸、侧弯、旋转工况下,正常模型活动度分别为18.65°、15.35°、9.82°、34.68°;单纯人工椎体内固定模型分别为3.20°、3.63°、2.94°、3.92°;斜坡钢板螺钉内固定模型分别为0.40°、0.50°、0.35°、0.89°;前路枕骨髁钢板螺钉内固定模型分别为0.27°、0.33°、0.13°、0.30°。在屈、伸、侧弯、旋转工况下,相较于单纯人工椎体内固定模型,斜坡钢板螺钉内固定模型活动度分别减少87.5%、86.2%、88.1%、77.3%,前路枕骨髁钢板螺钉内固定模型分别减少91.5%、90.1%、95.6%、92.3%。在屈伸、侧弯、旋转工况下,单纯人工椎体内固定的应力峰值分别为52.3 MPa、51.9 MPa、52.6 MPa;斜坡钢板螺钉内固定分别为100.1 MPa、158.1 MPa、170.6 MPa;前路枕骨髁钢板螺钉内固定分别为114.2 MPa、62.9 MPa、132.9 MPa。在屈伸、侧弯、旋转工况下,单纯人工椎体内固定时的颅骨应力峰值分别为52.9 MPa、50.9 MPa、62.3 MPa;斜坡钢板螺钉内固定时分别为19.7 MPa、55.9 MPa、38.3 MPa;前路枕骨髁钢板螺钉内固定时分别为37.8 MPa、15.0 MPa、16.3 MPa,舌下神经管附近骨质应力远小于颅骨应力峰值,接近于0 MPa。结论在异形钛笼前方加用前路枕骨髁钢板螺钉内固定能提升枕颈融合的稳定性,未见明显应力集中,并且对颅骨及舌下神经管影响较小,是上颈椎不稳的一种安全可靠的前路内固定方式。
简介:摘要:混凝土3D打印喷头装置能否满足工作需要并顺利完成打印任务,其装置内部的输送螺杆与喷嘴两个构件发挥着至关重要的作用。所以,当混凝土3D打印的喷头装置内部的输送螺杆与喷嘴满足工作需要时,该喷头装置就可以顺利完成打印任务。本小节采用ANSYS软件对上文中建立的输送螺杆和喷嘴模型进行有限元分析,我们在ANSYS软件环境下考虑模拟喷头实际工作时,输送螺杆和喷嘴的受力情况,并以此为基础,对两构件进行有限元分析,通过分析的结果考察两构件的设计是否满足实际施工的需要。
简介:摘要:现今大跨度和超高层建筑越来越多,大体积混凝土的水化热产生温度应力裂缝问题越来越受关注。采用有限元法,数值模拟混凝土水化热实际工程,与实测试验进行比较和分析,探索一条经济、合理而又高效的混凝土水化热产生温度应力的预测方法。通过数值仿真与现场监测结果对比分析显示,在混凝土水化热反应过程中,混凝土体内部温度变化成高度非线性,仅通过试验来评估温度应力裂缝控制方案,难度大而确定性和可靠度低;有限元仿真大体积混凝体水化热产生温度应力,仅存在较小的误差,仿真结果较为可信;且当控制方案不满足要求时,可根据上次仿真结果分析,找出不满足要求的关键因素,从而有针对性的提出优化和改进方案。