有限元模型 利用有限元离心模型试验的可靠性

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沉桩过程土体超静孔隙水压力变化规律研究

沉桩过程土体超静孔隙水压力变化规律研究

沉桩过程土体超静孔隙水压力变化规律研究马林;鲁子爱;李家华【摘要】从空间圆孔扩张理论出发,提出了超静孔隙水压力随径向和深度方向变化的分布公式;并结合弹塑区连续理论,给出了沿深度线性增加,沿径向对数衰减的简化计算公式.同时考虑到沉桩速率对超静孔隙水压力的影响,结合圆孔扩张理论,推导获得沉桩时产生的孔隙水压力与沉桩速率之间的关系;并利用abaqus有限元对沉桩过程土体超静孔隙水压力变化进行数值分析,对工程中静压桩施工的控制,合理安排沉桩流程、沉桩速率,有一定的实际意义.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2014(014)011【总页数】6页(P276-281)【关键词】圆孔扩张理论;超静孔隙水压力;修正剑桥模型;沉桩速率;离心模型试验;abaqus有限元分析【作者】马林;鲁子爱;李家华【作者单位】河海大学港口海岸与近海工程学院,南京210098;河海大学港口海岸与近海工程学院,南京210098;河海大学港口海岸与近海工程学院,南京210098【正文语种】中文【中图分类】U655.544.1由于静压桩的沉入挤压作用,桩周土体由弹性状态进入塑性状态,应力发生很大的改变,同时由于沉桩过程很快,可视为不排水过程,根据有效应力原理,沉桩初期的应力增量主要由孔隙水压力来承担,挤压力越大,孔隙水压力就越大。

分析沉桩引起的超静孔隙水压力较为精确的是通过现场试验来获得,但存在着很多困难,目前主要是采用一些理论的方法进行估算。

大部分专家的讨论主要是集中在超静孔隙水压力径向的分布规律。

实际上,不仅土体的应力、位移具有空间性的特点,孔隙水压力变化也具有空间性。

大量的实测资料及现场试验表明,沉桩过程中超静孔隙水压力不仅会随坐标r变化,也会随深度z变化。

同时考虑到沉桩速率对孔隙水压力也会产生影响,如果速率过快,孔隙水压力来不及消散,根据有效应力原理,有效应力可能是负值,因而一旦负的有效应力超过了土的抗拉强度,土中即可产生裂缝,将会对施工现场周围的建筑物和地下管线产生不利影响;如果速率过慢,桩周土体随着孔隙水压力逐渐消散,发生固结,土的抗剪强度及侧摩阻力逐步增加,从而增大了压桩力。

基于ABAQUS的塔式起重机结构分析及试验验证

基于ABAQUS的塔式起重机结构分析及试验验证

基于ABAQUS的塔式起重机结构分析及试验验证马灿;刘树林;温磊;黄腾辉【摘要】A finite element model was established for the tower crane to handle effectively the connection,constraint and load in the crane structure while seven typical working conditions were defined.The finite element analysis software ABAQUS was used to conduct static analysis for the whole structure and the stress detection.The results from finite element analysis are in good agreement with the actual test data and the coincidence degree is good,which verifies the correctness and feasibility of the finite element analysis.Application of finite element analysis can improve the design efficiency of the crane,and it also provides a reference for development and optimization of the serialization products.%对塔式起重机建立了有限元模型,对起重机结构中的连接、约束和载荷进行了有效处理,确定7种典型工况.利用有限元分析软件ABAQUS进行整机结构静力学分析,并进行应力检测.有限元分析结果与实际检测数据误差较小,吻合度较好,验证了有限元分析的正确性和可行性.应用有限元分析方法可以提高起重机的设计效率,也可为系列化产品的研发及优化提供参考.【期刊名称】《机械制造》【年(卷),期】2017(055)006【总页数】4页(P86-88,99)【关键词】塔式起重机;计算机;有限元【作者】马灿;刘树林;温磊;黄腾辉【作者单位】中国铁建重工集团有限公司长沙410100;徐工安全装备有限公司江苏徐州 221001;恒银金融科技股份有限公司天津300308;中国铁建重工集团有限公司长沙410100【正文语种】中文【中图分类】TH122;TH213.3塔式起重机是高层建筑、火电站、桥梁等基础设施建设中不可或缺的工程机械,基于工作的特殊性,塔式起重机风险高,事故频发[1]。

土木工程毕业论文(优秀8篇)

土木工程毕业论文(优秀8篇)

土木工程毕业论文(优秀8篇)土木工程本科论文篇一一、教学课程需改善土木工程的教学课程安排上有明显的偏颇性,对于理论的课程内容安排的非常多,而对于实践的教学安排则少之又少。

地方本科院校建立土木工程专业的时间都比较的短。

所以在实验基地方面的建设还不够完善,存在很多的不足。

这样土木工程进行教学实践所需的基础设施就不能得到保障,从而导致土木工程专业的实践无法顺利进行,教师不得不把课程加在学生的理论教学上。

此外,地方本科院校在为达到国家要求的课时,经常减少教学内容,甚至塌缩或是删除实践课。

地方院校土木工程的实践课一般没有专门的实践指导教师,大多都是由理论教师兼顾的。

在实践过程中,也是传统的教师闷头教,学生闷头学的模式,没有体现实践课的互动性和交流性。

而且一般都是简单的实践,不能做到复杂和延伸的实践。

甚至一些需要到工地实地学习的知识内容也因为没有实践条件而转为课堂教授,没有经过直观的学习、认识,学生难以掌握知识,会产生一种囫囵吞枣的教学效果。

由于土木工程的实践基地多为工地等类型,所以不具有长期和持续使用的稳定性,土木工程的实践教学在实施中更是难上加难。

二、加强地方本科院校土木工程专业的教学1.建立理论与实践相结合的教学理念2.合理安排土木工程专业的教学课程在课程安排上,也要做到理论课程和实践课程相结合。

在教学内容上,不仅要做到理论课程与实践课程的有效平衡。

设计类教学课程完成后,教师也需要安排一些相应的设计实践作业或任务,并给学生提供一些参考的资料和文献,让学生独自设计并且独立完成,逐渐减少在实践过程中对教师的依赖。

对土木工程的教学,不仅在外部的实验基地和教学设备上没有保障,在内部的教学理念、教学课程安排上也存在着很大的弊端,导致地方院校土木工程教学没有效果,不能达到教学目标。

因此,外部和内部的问题都需要在教改中进行解决,提高地方本科院校的土木工程教学质量,为地方培养实践能力更强、综合素质更高的土木工程人才。

多尺度有限元分析建模技术研究

多尺度有限元分析建模技术研究

多尺度有限元分析建模技术研究随着科技的不断发展,以及各行业的快速发展,人们对于模拟建模技术的要求越来越高。

其中,多尺度有限元分析建模技术的研究,成为当前模拟建模技术发展的一个热点。

本文将从多尺度有限元分析建模技术的基本概念入手,深入探讨其研究内容以及应用前景。

1.多尺度有限元分析建模技术的基本概念多尺度有限元分析建模技术是一种基于有限元模拟的模拟建模技术。

与传统的单一尺度有限元模拟技术不同,多尺度有限元分析建模技术可以在不同的尺度下进行模拟,以获得更为准确的模拟结果。

其中,多尺度有限元分析建模技术主要涉及到以下三个方面的研究:(1)多尺度模型构建,包括宏观模型与微观模型的建立,以及两者之间的关联模型构建。

(2)多尺度模拟方法,包括多尺度分析方法、多尺度有限元方法等模拟方法的研究。

(3)多尺度模型验证,主要针对多尺度模型的准确性进行验证。

2.多尺度有限元分析建模技术的研究内容(1)多尺度模型构建多尺度模型构建是多尺度有限元分析建模技术研究中的一个重要方面。

其主要采用宏观模型与微观模型相结合的方法来构建多尺度模型。

在宏观模型中,考虑的是材料的整体力学特性。

而在微观模型中,考虑的是材料中微观结构的影响。

因此,多尺度模型构建需要对宏观模型与微观模型进行耦合研究。

最终构建出一种能够反映材料宏观力学特性以及微观结构影响的多尺度模型。

(2)多尺度模拟方法多尺度模拟方法是多尺度有限元分析建模技术的核心。

其主要包括多尺度分析方法、多尺度有限元方法等模拟方法。

其中,多尺度分析方法是通过分析不同尺度下的材料力学特性,建立反映不同尺度下的材料行为的多尺度分析模型,最终实现多尺度有限元分析。

而多尺度有限元方法是在有限元方法的基础上,结合材料的多尺度结构特性,建立能够反映材料行为的多尺度有限元模型。

相对于单一尺度有限元模型,多尺度有限元模型在模拟结果的准确性上有较大提升。

(3)多尺度模型验证多尺度模型验证是保证多尺度有限元分析建模技术准确性的重要保障。

利用有限元分析离心模型试验的可靠性

利用有限元分析离心模型试验的可靠性

【 A b s t r a c t ] Wi t h t h e r a p i d e c o n o m i c d e v e l o p m e n t , t h e c o n s t r u c t i o n o f t h e a i r p o r t i s a s a v e r y i m p o r t a n t p a r t , t h e a t r i c l e r e l i e s o n t h e G u a n g x i
Fi I l i t e El e me nt Ana l y s i s o f t h e Re l i a b i l i t y o f t h e Ce nt r i f ug e Mo de l Te s t
LI ANG Di ZHANG J u n— h u i CH EN Yu REN Lo n g W ANG A0 _ - k e
ma k e t h e t e s t t h a t u s e o f t h e e x i s t i n g c e n t if r u g e mo d e 1 t e s t p in r c i p l e s a nd b a s i c t h e o r y .a n a l y s i s t h e e mb nk a me n t o f h i g h- il f l s e t t l e me n t l a w.Th i s a r t i c l e i s ma i n l y b a s e d o n ANS YS in f i t e e l e me n t s o twa f r e a s t h e me d i a o n t h e s c e n e e mb a n k me n t a n d c e n t r i f u g e mo d e l t e s t e mba nk me n t mo d e l i f n i t e e l e me n t c a l c u l a t i o n o f s e d i me n t a t i o n u n d e r g r a v i t y l o a d t o v e if r y c e n t r i f u g e mo d e l t e s t s t o s t u d y t h e f e a s i bi l i t y o f S t o n e Emb n kme a n t s e t t l e me n t .t 0

机械动力学的模态分析与模型验证

机械动力学的模态分析与模型验证

机械动力学的模态分析与模型验证机械动力学是研究物体在受力作用下的运动规律的学科,其模态分析与模型验证是机械工程领域中重要的研究内容。

本文将探讨机械动力学的模态分析方法以及模型验证的意义和方法。

一、机械动力学的模态分析方法模态分析是研究结构体在自由振动状态下的特征频率、振型和阻尼比的方法。

在机械工程中,模态分析常常用于评估结构体的稳定性、振动特性以及设计优化。

常用的模态分析方法包括有限元法、模型试验法和解析法等。

有限元法是一种常用的模态分析方法,它将结构体离散成有限个单元,通过求解结构体的特征值问题,得到结构体的特征频率和振型。

有限元法具有计算精度高、适用范围广的优点,因此被广泛应用于机械工程中的模态分析。

模型试验法是通过对实际结构体进行振动试验,测量结构体的振动响应,进而得到结构体的特征频率和振型。

模型试验法具有直观、真实的优点,可以直接观察到结构体的振动情况,但其成本较高,且受试验环境的影响较大。

解析法是通过推导结构体的动力学方程,求解特征值问题,得到结构体的特征频率和振型。

解析法具有计算速度快、理论基础扎实的优点,但对结构体的假设条件较多,适用范围较窄。

二、模型验证的意义和方法模型验证是指通过实验或观测数据来验证建立的数学模型的准确性和可靠性。

在机械动力学中,模型验证是评估模态分析结果的重要手段,也是优化设计的基础。

模型验证的意义在于通过与实际情况的对比,验证模型的准确性和可靠性。

如果模型验证结果与实际情况吻合较好,说明模型能够较好地描述结构体的振动特性;如果模型验证结果与实际情况存在较大差异,说明模型存在一定的误差,需要进行修正或改进。

模型验证的方法主要包括试验验证和实测数据验证。

试验验证是通过对模型进行物理试验,测量模型的振动响应,与模态分析结果进行对比。

实测数据验证是通过采集实际结构体的振动数据,与模态分析结果进行对比。

试验验证和实测数据验证的结果可以相互印证,提高模型验证的可靠性。

三、模态分析与模型验证的应用案例为了更好地理解机械动力学的模态分析与模型验证的应用,我们以汽车发动机的振动分析为例进行讨论。

机械设计中有限元分析的几个关键问题

机械设计中有限元分析的几个关键问题

机械设计中有限元分析的几个关键问题在机械设计中,有限元分析是一种常用的工具和方法。

它可以帮助工程师们对机械结构进行仿真和分析,评估其性能和可靠性,优化设计方案,减少试验成本和开发周期。

在进行有限元分析时,也存在一些关键问题需要注意和解决。

下面将介绍几个常见的有限元分析的关键问题。

1. 网格划分:网格划分是有限元分析的第一步,也是最关键的一步。

合理的网格划分对于结果的准确性和计算效率至关重要。

过于粗糙的网格会导致计算结果不精确,而过于细密的网格则会增加计算量。

需要根据设计要求和边界条件合理划分网格,尽量在重要的应力集中区域和位移较大的区域细化网格,以获得更准确的结果。

2. 材料本构模型:材料本构模型是用来描述材料力学性质的数学模型,对有限元分析结果的准确性和可靠性有重要影响。

选择合适的本构模型需要考虑材料的性质、应变应力关系和加载条件等因素。

常用的本构模型有弹性模型、塑性模型、粘弹性模型等。

在选择本构模型时,需要根据具体应用场景和加载条件进行合理选择,并进行验证和校准。

3. 边界条件:边界条件是有限元分析中非常重要的一个因素。

它直接影响着模型的应力分布和位移结果。

在设置边界条件时,需要根据实际问题的要求进行准确的设置。

一般包括固支边界、强制位移边界、加载边界等。

在实际应用中,边界条件的设置需要考虑结构的约束和外部加载的作用,并进行合理的假设和简化。

4. 模型验证:模型验证是确保有限元分析结果准确性和可靠性的关键环节。

在进行有限元分析前,可以进行一些简化模型或者理论计算,对部分区域或者特定加载情况进行验证。

验证的方法可以包括理论计算、试验验证、实际工程应用等。

验证的目的是检验有限元模型的准确性和可靠性,进一步提高分析结果的精确性。

5. 结果后处理:有限元分析的结果后处理是对分析结果进行展示和进一步分析的过程。

合适的结果后处理可以帮助工程师们更好地理解分析结果,发现问题和优化设计。

常用的结果后处理方法包括应力和位移的分布图、应变云图、动态变化曲线等。

基于有限元的机械零件可靠性设计方法

基于有限元的机械零件可靠性设计方法
功能 z 为基 本 变 量 的 函数 ,零 件 的功 能 函数 ( 限 状 极 态 函数 ) 可表示 为 :
Z— g( , , , ) 。 Xl X2 … X
1 1 ANS . YS的 概 率 分 析 方 法
ANS S是 一 个 功 能 非 常 强 大 的 有 限 元 分 析 软 Y
基 于 有 限元 的机 械 零 件 可 靠 性设 计 方 法
李 刚 ,刘 混举
( 原 理 2 大 学 机械 工 程 学 院 , 山 西 太原 太 _ - 002 ) 3 0 4
摘 要 : 绍 了有 限 元 分 析 软 件 AN Y 介 S S的 概 率 分 析 功 能 , 过 可靠 性设 计 的 相 关 理 论 , 机 械 构 件 进 行 可 靠 度 通 对 计 算 。 过 一 个 具 体 的 实 例 说 明 了用 AN Y 通 S S概率 分 析 功 能 实现 机 械 构 件 可 靠 性 分 析 的 可 行 性 , 而 为 其 他 复 从 杂 机 械 设 备 的 可靠 性 分 析提 供 了 新 的 方 法 。
件, 其提 供 的概率 分析 功能模 块 可以 解决 以下 问题 : 根 据模 型 中输人 参数 的不确 定 性计算 待求 结果 变 量 的不
确定 性 ;确定 由于输人 参数 的不确 定性 导 致结 构失效
的概 率数 值 ;已知 容许失 效 概率确 定结 构行 为 的容许 范 围 ,如最 大变形 、最 大应 力等 ;判 断对输 出结果 和 失效 概率 影 响最 大的参数 ,计 算输 出结 果相 对 于输人 参数 的灵 敏度 ;确 定输入 变 量 、输 出变 量之 间 的相关 系数 等 。 在 ANS S中进 行 的结 构可靠 性 分析 通 常 由生成 Y 分析文 件 、 可靠性 分 析 、 果后处 理 3 步 骤组成 。 结 个 首 先要建 立 结构 的循环 分析 文件 , 以采用 批 处理 ( 令

机械设计中有限元分析的几个关键问题

机械设计中有限元分析的几个关键问题

机械设计中有限元分析的几个关键问题有限元分析是机械设计中非常重要的技术手段之一,它通过数值计算的方法来模拟和评估物体在作用力下的应变、变形和应力等特性。

在进行有限元分析时,有一些关键问题需要考虑和解决,下面将详细介绍这几个问题。

1. 网格生成网格生成是有限元分析的第一步,它将连续的物体转化为离散的有限元网格。

网格的质量直接影响到分析结果的准确性和可靠性。

在进行网格生成时,需要保证网格的单元形状和尺寸比例适当,避免单元过于扭曲或者尺寸差异过大。

还需要考虑物体的几何特征和实际应力情况,合理地选择不同类型的单元,如三角形单元、四边形单元或六面体单元等。

2. 材料特性在进行有限元分析时,必须准确地定义材料的特性参数,如弹性模量、屈服强度、泊松比等。

这些参数会直接影响到分析结果的准确性。

在选择材料模型和确定参数时,需要进行充分的材料试验和数据分析。

还需要考虑材料的非线性特性,如塑性变形、屈服和断裂等,以便更准确地模拟实际工作条件下的物体行为。

3. 边界条件和加载在有限元分析中,需要合理地设置边界条件和加载,以模拟实际工作条件下的物体行为。

边界条件指的是物体上的约束条件,如固定支撑、应力加载或位移加载等。

加载情况指的是物体在作用力下的响应情况。

在设置边界条件和加载时,需要根据实际情况考虑物体的几何形状、约束和力的大小、方向等因素,以尽可能真实地模拟实际工作条件下的物体行为。

4. 网格收敛性检验在进行有限元分析时,需要进行网格收敛性检验,以验证分析结果的准确性和可靠性。

网格收敛性指的是在网格逐渐细化的过程中,分析结果是否趋于稳定。

一般来说,当网格收敛时,分析结果应该收敛于一个稳定的解。

需要通过逐步细化网格来进行比较分析结果,以确保分析结果的准确性。

5. 结果解释和验证在进行有限元分析后,需要对分析结果进行解释和验证。

解释结果指的是将分析结果转化为实际工程问题的答案,以便为设计决策提供依据。

验证结果指的是将分析结果与实验结果进行比较,以验证分析模型和参数的准确性和可靠性。

齿轮箱有限元模态分析及试验研究报告

齿轮箱有限元模态分析及试验研究报告

齿轮箱有限元模态分析及试验研究报告齿轮箱是现代机械设备中重要的组成部分,它广泛用于各种机械传动系统中,如车辆、工程机械等。

因此研究齿轮箱的动力学特性对于机械传动系统的设计、优化和性能提升具有重要意义。

本文通过有限元模态分析和试验研究,对齿轮箱的动力学特性进行了分析和研究。

首先进行有限元模态分析,使用ANSYS软件建立了三维齿轮箱模型,并对其进行了固有频率和模态分析。

在分析过程中,设定了模型的约束和加载条件,确保模型模拟的真实性与可靠性。

通过模态分析,得到了齿轮箱的固有频率和模态形态,并且确定出了前几个重要频率的数值。

结果表明,齿轮箱的固有频率主要集中在数百Hz的高频段。

为了验证有限元模态分析结果的准确性,本文设计了试验验证方案。

首先,使用激光精密测量仪对齿轮箱的位移进行测量,并将测试数据存储为动态位移序列。

然后,基于FFT算法对动态位移序列进行频谱分析,得到齿轮箱的频响函数。

最后,通过对比有限元模态分析结果与试验结果,验证模型的准确性和可靠性。

试验结果表明,模型的预测结果与试验结果相符,二者的误差在可接受范围内。

综上所述,本文采用有限元模态分析和试验验证两种方法,对齿轮箱的动力学特性进行了研究。

结果表明,齿轮箱具有较高的固有频率,且主要分布在数百Hz的高频段。

通过试验验证,证明了有限元模态分析方法的准确性和可靠性。

这些结果对于齿轮箱的优化设计、结构改进和性能提升具有重要参考价值。

齿轮箱的有限元模态分析和试验研究,采用了多项相关数据。

在本文中,我们主要关注以下数据:1. 齿轮箱模型的材料性质2. 模型的约束和加载条件3. 模型的固有频率和模态形态4. 齿轮箱的位移测试数据5. 齿轮箱的频响函数6. 模型预测结果与试验结果的误差对于第一项数据,齿轮箱的材料性质是有限元模型分析的关键。

正确的材料参数可以确保分析结果的准确性和可靠性。

在本文中,我们将齿轮箱的材料定义为铸铁,其杨氏模量为169 GPa,泊松比为0.27。

离心模型试验技术应用的新进展

离心模型试验技术应用的新进展

3 离 心模 型 技 术 在传 统 工 程领 域 的应 用
土 工 离 心模 型 试 验 在 岩 土 工 程 领 域 的应 用 相 当广 泛 . 传
在岩土工程领域 , 常用来 对实际工程状 况进行考察 的手 段主要是原型 现梗 、 I模型试验和数值方法。原型观梗 是 研究 I 结构物性状 的最直 接 、 结果最 有说服 力 的方 法 , 是原 型试 但 验步骤 繁杂 、 资巨大 , 耗 仅应 用于较步 的工程实 践中。常规
反 应 和 裂 缝 轨 迹 的 观 察 . 了解 原 墅 的性 状 提 供 了 有 力 的 帮 为 助 。在 我 国 , 文献 _ 进 行 了瀑 布 沟 坝 基 骑 渗墙 的 离 心 摸 型 试 3
2 发展 历 程 :
早 在 16 89年 ,Il s 提 出 了 土 工 离 , 拟 试 验 技 术 Pii 就 tp l t模 L 的基 本 思 想 。本 世 纪 3 O年 代 , 国 和 前 苏 联 重 新 提 出 这 一 美
为了研究水坝的开裂 变形对 坝体 的安全 构成 的巨大威
胁 . 国科 罗拉 多 大 学 … 进行 了 现 浇 混 凝 土重 力 式 水 坝 的离 美 心 模 型 试 验 , 将 试 验 结 果 与用 基 于 断 裂 力 学 的 有 限 元 方 法 并
数值预最 进行 了对比 , I 用来验证谈数值方 法的有 效性和台理
振 动 台试 验 比 较 多 的在 结 构 试 验 中 应用 . 是 由 于 它不 能 满 但 足 模 型 与原 型 应力 水平 相 同 的 相似 性 条 件 , 岩 土工 程 研 究 在
统 上主要涉及土石坝 、 地下支挡结 构 、 土地 基 、 软 土工 合成材
料 加筋 挡 墙 、 石 边 坡 稳 定 等 诸 多 方 面 的 研 究 在 这 些 方 岩 面, 离心 模 型 的应 用 日益 广 泛 和 深 入 , 技 术 水 平 也 越 来 越 其 高。

有限元分析报告

有限元分析报告

有限元法在工程领域的发展现状和应用有限元法(Finite Element Method,FEM),是计算力学中的一种重要的方法,它是20世纪50年代末60年代初兴起的应用数学、现代力学及计算机科学相互渗透、综合利用的边缘科学。

有限元法最初应用在工程科学技术中,用于模拟并且解决工程力学、热学、电磁学等物理问题。

对于过去用解析方法无法求解的问题和边界条件及结构形状都不规则的复杂问题,有限元法则是一种有效的分析方法。

近年来随着计算机技术的普及和计算速度的不断提高,有限元分析在工程设计和分析中得到了越来越广泛的重视,已经成为解决复杂的工程分析计算问题的有效途径,现在从汽车到航天飞机几乎所有的设计制造都已离不开有限元分析计算,其在机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、电子电器,国防军工,船舶,铁道,石化,能源,科学研究等各个领域的广泛使用已使设计水平发生了质的飞跃,主要表现在以下几个方面:(1)增加产品和工程的可靠性(2)在产品的设计阶段发现潜在的问题(3)经过分析计算,采用优化设计方案,降低原材料成本(4)模拟试验方案,减少试验次数,从而减少试验经费一、有限元法的基本思想有限元法的基本思想是先将研究对象的连续求解区域离散为一组有限个且按一定方式相互联结在一起的单元组合体。

由于单元能按不同的联结方式进行组合,且单元本身又可以有不同形状,因此可以模拟成不同几何形状的求解小区域;然后对单元(小区域)进行力学分析,最后再整体分析。

这种化整为零,集零为整的方法就是有限元的基本思路。

有限元法分析计算的思路和做法可归纳如下:1物体离散化将某个工程结构离散为由各种单元组成的计算模型,这一步称作单元剖分。

离散后单元与单元之间利用单元的节点相互连接起来;单元节点的设置、性质、数目等应视问题的性质,描述变形形态的需要和计算进度而定(一般情况单元划分越细则描述变形情况越精确,即越接近实际变形,但计算量越大)。

所以有限元中分析的结构已不是原有的物体或结构物,而是同新材料的由众多单元以一定方式连接成的离散物体。

基于有限元的离心机应力分析及评价

基于有限元的离心机应力分析及评价

基于有限元的离心机应力分析及评价作者:夏云周来源:《赤峰学院学报·自然科学版》 2013年第13期(安徽机电职业技术学院,安徽芜湖 241000)摘要:有限元法作为一种分离机应力分析的数值分析方法,相比较传统的应力分析方法有着明显的优越性.本文对有限元法在分离机转鼓应力分析上的应用进行了总结运用,对用有限元法分析转鼓应力时应重点考虑的问题进行了讨论分析,并结合线性判定准则对其应力强度进行判定,并对其在分离机设计中的应用进行了展望.关键词:CATIA;有限元;离心机;分析;评价中图分类号:TH122 文献标识码:A 文章编号:1673-260X(2013)07-0119-04分离机转鼓组件包括底盘、转鼓、转鼓盖、大锁紧环.底盘通过螺栓固定于转动轴上,转鼓通过方螺纹齿和凹凸槽与底盘连接定位;转鼓盖用大锁紧环通过方螺纹齿固定于转鼓上端[1].转鼓组件由2Cr13铸造加工而成,材料弹性模量为209GMPa,屈服极限下限值为490MPa,抗拉极限为665MPa,材料密度取为7900kg/m3.转鼓组件工作腔包括污水区、沉渣区、密封水区,它们与转鼓组件的受力情况密切相关,各个区域的具体范围如图1所示.组件工作转数为5937转/分钟[2].1 离心机的有限元分析1.1 总体建模分离机主要零部件有转鼓体、转鼓盖、活塞、锁环.它们的装配关系如图1所示.为了简化模型,忽略矩形螺纹螺旋角和切向排渣槽的影响,转鼓组件具有周期对称性,因此取模型的1/24,进行分析,考虑到活塞是套在转鼓体上,将转鼓体、转鼓盖、锁环作为一个装配件进行分析,如图2所示;取出活塞单独进行分析,如图2所示.1.2 载荷分析取转鼓体轴向为Y轴,那么与物料接触表面承受的介质离心压力计算公式为:P=0.5?籽?棕2(x2+z2-r0)?籽为介质密度,污水密度取1000kg/m2,沉渣密度取1950kg/m3密封水密度取100kg/m3;?棕为组件转动角速度,取?棕=5937*2?仔/60=621.4s-1;x,z为接触表面任意一点的坐标;在有限元分析中采用函数加载方式直接将介质离心力载荷施加到介质接触表面上;r0为自由液面半径[3];污水区承受压力计算公式:P1=0.5?籽?棕2(x2+z2-r02)=0.5*1000*10-12*621.42*(x2+z2-50)=1.93*10-4*(x2+z2-502)污水区承受的最大压力为:P1max=193*10-4(1702-502)=5.1MPa沉渣区承受压力计算公式:P2=0.5?籽?棕2(x2+z2-r02)+5.1=0.5*1950*10-12*621.42*(x2+z2-1702)+5.1=3.76*10-4*(x2+z2-1702)+5.1密封水区承受压力:P3=0.5?籽?棕2(x2+z2-r02)=0.5*1000*10-12*621.42*(x2+z2-62)=1.93*10-4*(x2+z2-622)自身承受离心力的计算:F=?籽?棕2r=7900*10-12*621.42*=3.05*10-3*621.42*极端情况下,转鼓组件和活塞加载如图3所示.1.3 边界条件转鼓体固定于传动轴圆锥面上约束Y向(轴向)位移,组件的00和150切割面上约束切向位移(对称约束),并定义旋转周期对称接触.1.4 划分网格分析采用ABAQUS 6.9.单元划分采用自由格式,选用四面体单元,在矩形螺纹、切向排渣槽和各接触对表面等位置进行网格细化.如图4所示.2 分析结果分离工况极端情况下转鼓、转鼓盖和锁环组件的应力强度分布如图5所示(图中色标单位为MPa,后面不再说明),最大应力发生在转鼓体直径110mm转角处,即云图中红色区域,其中最大应力为291.2MPa,低于材料的屈服极限,不会发生塑性变形.图6显示了排渣孔附近应力分布情况.分离工况极端情况下活塞的云图如图7所示,由于ABAQUS软件强大的后处理能力,在定义了旋转周期对称接触的情况下,虽然分析了零件的 1/24,我们仍然可以观察到整个零件的云图.3 强度评定3.1 强度条件转鼓件用2Cr13制成,材料的许用应力[?滓]为:[?滓]=Min{0.5?滓s,0.33?滓b}根据等效线性化处理规则,将上述有限元应力分析结果分解为薄膜应力(总体Pm和局部PL)、弯曲应力(包括一次Pb、二次Q和峰值应力F)等应力类别[4].各类应力或它们的组合在设备破坏过程中所起的作用不同,破坏机制也有区别.为了保证安全运行,它们必须满足不同的强度条件,见表1.3.2 评定线与安全系数的定义采用线法进行强度评定.安全系数作为应力安全评定的重要参数,关系到整体安全结果的判定,由于受到应力强度种类、材料属性和工况不同等因素的制约,安全系数的选定也是不尽相同的,故此对于同一条评定线,安全系数的选取亦各有不同.取每个构件各种安全系数的最小值为该构件的安全系数.根据分析结果,组件共取8条评定线,如图8所示,评定线1、2、3分别位于转鼓体齿根部,评定线4位于排渣孔附近,5位于转鼓壁,6位于转鼓受力最大的部位,评定线7、8位于转鼓盖[4].根据设计准则及强度理论,由于活塞的屈服极限值远大于有限元应力分析的峰值,故此可忽略表1中设定的原则,其强度满足工程要求[5-6].表2给出了分离工况极端条件下组件的评定结果.根据分析结果,活塞共取8条评定线,评定线布置情况如图8所示.表3给出了分离工况极端条件下活塞的评定结果.总体而言,按照应力分类原则,对转鼓组件安全系数起制约作用的是转鼓壁,安全系数为1.98,其强度足够,认为转鼓组件达到了设计标准.4 结束语离心机作为高速旋转的特种机械,转鼓组的强度分析是离心机设计过程中主要的参考数据,本文首先通过三维CAD建立数学模型并做了相应的模型简化和等效处理后,运用CAE对模型接进行了网格划分、工况约束及载荷施加,最后对有限元的应力分析结果,选用线性评定方法对转鼓组的组件及活塞进行评判,得出最终的应力安全性的评价,工程实践表明这种结合有限元分析和线性评定指标的综合应力强度的评价手段是有效的离心机强度安全性的研究运用手段及方向.——————————参考文献:〔1〕JB/T 8051-96.离心机转鼓强度计算规范[S].1997-07-01.〔2〕JB/T 19815-2005.离心机安全要求[S].2005-12-01.〔3〕孙启才,金鼎五.离心机原理结构与设计计算[M].北京:机械工业出社,1978.1842190.〔4〕卓高柱,孔凡敬,郭华波,韩兆强.压力容器有限元分析及等效线性化处理[J].发电设备,2008(5):21-25.〔5〕高志惠,黄维菊,张俊青,陈文梅.有限元法在卧螺离心机转鼓强度分析上的应用[J].过滤与分离,2009(4):34-38.〔6〕何俊,王猛.鸟撞飞机前风挡动态响应的数值模拟[J].沈阳理工大学学报,2012(2):28-34.。

复杂结构有限元建模的验证方法

复杂结构有限元建模的验证方法

复杂结构有限元建模的验证方法
复杂结构有限元建模的验证方法主要有实验验证和数值验证两种方式。

实验验证方法:通过对建模后的结构进行实际物理试验,比较实验结果与模拟结果,来验证有限元模型的准确性和可靠性。

实验结果如强度、位移、振动等数据,可以用图表和曲线来分析比较,得出验证结论。

数值验证方法:通过将实际结构的几何尺寸、材料特性、约束条件等输入到有限元分析软件中,则可以得到模拟结果,然后将模拟结果与实验结果进行对比验证。

常用的数值验证方法有模态分析、动力响应分析等,其中模态分析通常采用实测数据与有限元分析结果进行比对,以验证有限元模型的准确性和适用性;动力响应分析则对结构的动力性能进行分析,并评估其对外部载荷和振动的响应。

综合来看,实验验证和数值验证相结合是验证有限元建模准确性和可靠性的最佳途径。

应用有限元和离散元法分析边坡稳定性的对比

应用有限元和离散元法分析边坡稳定性的对比

应用有限元和离散元法分析边坡稳定性的对比第38卷第l1期?58?2012年4月山西建筑SHANXIARCHnCTUREV o1.38No.11Apr.2012文章编号:1009-6825(2012)11-0058—03应用有限元和离散元法分析边坡稳定性的对比陈有亮任旭凯刘明亮(上海理工大学土木工程系,上海200093)摘要:利用有限元和离散元两种方法对同一连续性岩质边坡的稳定性进行分析,从计算原理,计算有若干节理的岩质边坡两方面对有限元与离散元计算结果进行了比较,得出相关结论,从而更好地指导边坡稳定性计算.关键词:有限元,离散元,边坡稳定,安全系数中图分类号:U413.62文献标识码:A1概述边坡是指由于天然地质或工程地质的作用形成的具有一定倾斜度的地质体,按成因共分为两种:自然边坡和人工边坡….例如,意大利1963年发生的瓦依昂水库库岸滑坡,造成了严重的损失,水库也因此失效.2..由此可见,对边坡失稳进行有效的计算刻不容缓.目前,边坡稳定分析的方法较多,主要有定性分析法,定量分析法,非确定分析法.本文将利用有限元和离散元对同一边坡的稳定性进行计算分析,并基于计算结果对两种计算方法进行对比.2有限元法在边坡算例中的应用2.1有限元强度折减法公式c,,=(1)』-=arctan(tanq~/F)(2)其中,C,均为岩土体参数;F为折减系数;,均为计算新参数.2.2边坡算例’选取国内某矿,边坡尺寸如图1所示.该边坡围岩材料属性见表1.量蠹一图1边坡模型尺寸(单位-.m)裹1边坡围岩参数表弹性模量泊松比容重内聚力摩擦角I类型GPakN/m3MPa/(.)围岩2(弹1生)300.25250o0.942由于边坡为线性工程,假设沿边坡方向为无限延伸,因此计算模型取二维平面为断面就可满足要求.计算模型见图2.快速接头工艺增加了连接销,钢销板荷压力弹簧等,每个接头费用增加l0元左右,批量生产成本可以更低.焊接接桩损坏热镀锌层,接头防腐性能降低.机械快速接头镀锌层较厚,能在各种地质环境中长期使用.快速接头对中性好,受力更合理,施工便捷,质量稳定.节约人工,材料和机械等综合费用,经济效益显着.本工法的成功应用,为预应力混凝土管桩机械快速接头技术的推广提供较成功实例,具有很高的推广应用价值.福建省住房和城乡建设厅在《关于加强预应力混凝土管桩机械快速接头技术推广应用的通知》(2010~2号)中,针对福建省近年来预应力混凝土抗拔管桩施工中存在接头焊接质量问题,明确要求凡是采用预应力混凝土抗拔管桩的,其接头均应采用管桩机械快速接头技术.在福州大学第四学科群工程项目施工管理过程中,由于采用了预应力混凝土机械快速接头技术,不但使桩基工程施工速度加快,而且桩基施工质量更加稳定可靠,取得了较好的技术效益,经济效益和社会效益.参考文献:[1】GB50204-2002,混凝土结构工程施工质量验收规范[s].[2]GB50300-2001,建筑工程施工质量验收统一标准[s].[3]JGJ94-94-2008,建筑桩基技术规范[s].[4]JGJ106-2003,建筑基桩检测技术规范[s].[5]GB50007-2002,建筑地基基础设计规范[s].[6]DFJ13-58-2004,先张法预应力混凝土管桩基础技术规程[s].[7]DBJ13-58-2004,预应力混凝土管桩机械快速连接接头施工及验收规程[S].[8]闽2007Gl19,先张法预应力高强混凝土管桩[s].[9]福建省建筑结构抗震设计暂行规定[s].[10]DBJ13-86-21X)7,先张法预应力混凝土管桩基础技术规程[s]. Applicationoffastmechanicaljointconnec~techniqueinprestressedconcrete precastingpneCHENJia-cai(FujianJiulongConstructionGroupCo.,,Xiamen361008,China) Abstract:Integratingwithcharacteristicsoffastmechanicaljoint,thethesisintr oducestheconnectionmethodoffastmechanicaljoint,construc—tiontechnologyoffastpipepile,andprocessingtechniqueoffastjointacCeSSori esandSOon,anddescribesitsqualitycontrollingpoints.Prac- deeprovesthattheconnectiontechniquemakestheconstructionefficiencyofpr estressedconcretepihhigherandthequalityreliableandstable,whichiswoahpromoting.Keywords:prestress,fastmechanicaljoint,connectionmethod,operationmeth od收稿日期:2012-02-20’作者简介:陈有亮(1966-),男,博士后,教授爹81荤霄陈有亮等:应用有限元和离散元法分析边坡稳定性的对比?59?图2有限元模型网格划分当折减系数F:1.4时,在坡脚开始出现塑性区(见图3,图4);随着F继续增大,方向最大位移继续增大,塑性区继续扩展(见图5,图6);当F=3.0时,计算不能收敛,水平位移达到最大值】016mm(见图7),塑性区经坡脚贯通至坡顶(见图8),而这也是边坡即将破坏的重要标志,所以有限元计算得到的此边坡的安全系数为2.8.图3F=1.4时边坡x方向位移云图图4F=I.4时边坡模型塑性应变云图图5F=2.2时图6F=2.2时持原有性质.离散单元法是以牛顿第二定理为理论依据.将目标体看作为刚体,并按照整个目标体的节理裂隙互相镶嵌排列,在空间每个岩块有自己的位置并处于平衡状态.U.250U.7501.25UI.7502.25U×l0图9边坡破坏时位移矢量图4.2在计算有若干节理的岩质边坡方面的比较运用有限元塑性极限分析方法研究节理岩体边坡的稳定性,含成组节理岩体的力学行为受控于节理面的方位和强度参数,从宏观上将节理岩体视为均质各向异性体,在有限元塑性极限分析中引入节理岩体各向异性的屈服条件,建立了节理岩体边坡有限元塑性极限分析的上,下限法数学模型.而对于节理组比较多,节理比较密集或者比较复杂的时候有限元方法则无能为力,并且其计算结果很难收敛.而用离散元则可以根据节理的参数,计算得到安全系数2.47,小于上文用离散元计算得到的没有节理的完整岩质边坡的安全系数2.52.得到的位移矢量图如图10所示,将其与图9比较可以发现,其破坏形式无节理的情况相似,说明此边坡因为节理的强度比较高,并没有在节理部位发生相对滑移等失稳破坏,但是由于节理的存在,其安全系数有所降低.一一.…离搴能!譬兰1)有限元法在处理连续性问题时明显优于离散元;2)离散元警;,妻圭烹.,色墨苎警耄!在处暑理的坡等j问,琵具掌竺塞,!譬兰运性.芜是薮五蓓:散甚警,些鋈力?简单果口’精磊边苎篓要模.芎圭芒等.辛苎嵌桑,运晶妻雹竺篓:昔垩蓑衰圭孽二响:是高:夏--L相哩关要r=零分离等非连续.失坏;螽聂算薮妥,计现象,璺为岩÷..……孬复痞F妄.,算.考,坡警要.,譬.段完全藉萎,全.薮二;,的迭代,得到安全系数为2?2.边坡破坏时的位移矢量图见图9.晶度籍磊蓓;)在岩边时,经苦_【×,∞如∞7272”们加第38卷第l1期?60?2012年4月山西建筑SHANXIARCHnECTUREV01.38No.11Apr.2012文章编号:1009-6825(2012)11?OO6O一02鄂钢某工程桩基单桩竖向抗压静载试验分析周华林(1.武汉理3-大学资源与安全工程学院,湖北武汉430070王东华黄涛2.武汉钢铁集团鄂城钢铁有限责任公93-程管理部,湖北鄂州436000) 摘要:以鄂钢干熄焦桩基工程为实例,采用堆载平台法,对3根钻孔灌注桩和1根预制管桩进行单桩竖向抗压静载试验,将得到的数据进行处理,作出各个试桩的Q—s,s_曲线图,试验结果表明承载力满足设计要求.关键词:钻孔灌注桩,预制管桩,静载试验,回弹率,抗压承载力特征值中图分类号:TU473文献标识码:A单桩静载试验的目的是以实测桩的荷载沉降关系为实质,以测定桩的承载能力和观测桩的破坏形式为试验目的的具体表现形式J,单桩静载试验在实际工程检测中应用十分广泛.经过大量的实际工程验证,在确定单桩极限承载力方面,它是目前最为准确,可靠的检验方法.1工程概况鄂钢干熄焦工程包括干熄焦本体装置,干熄焦锅炉,除盐水站和除氧给水泵房,汽轮发电站,综合电气室,运焦系统,干熄焦循环水等,以及与之相配套的地基处理,供电,电信,仪表,总图运输,消防等辅助的配套设施.该工程基础主要采用直径为6O0nⅡn的钻孔灌注桩,部分采用直径600mm的管桩,混凝土设计强度等级C25一C30,工程桩总数320根.建设场地地层结构与特征由上至下依次为:①杂填土,场区内均有分布,层厚0.80m一12.80m;②淤泥质粉质粘土,主要分布在除氧水泵房,干熄焦和综合电气室一带,层厚0.70m—l3.20m;③粉质粘土,主要分布在除盐水站和汽轮发电站附近,层厚O.70m~9.5m(c35);④残积土,全场分布,厚度0.8m一6.3m,层面埋深9.55m~20.63m;⑤中风化砂岩,全场分布,厚度0.70m~12.15m,层面埋深15.50m一23.50m.在厂区内未发现岩溶,滑坡,危岩,泥石流,采空区等不良地质作用,地下水及土壤对混凝土无腐蚀性. 2试桩选取及基本参数根据本工程的进度安排和现场的实际情况,这次试验共选取了有代表性四根桩来检验工程桩的单桩竖向抗压承载力.这四根分别是27号桩,38号桩,4l号桩和21号桩,其中27号桩,38号桩,41号桩的设计类型为钻孔灌注桩,2l号桩为预制管桩.它们的基本参数见表1.2.1试验方法本次试验依据JGJ106-2003建筑基桩检测技术规程(以下简称规范),本试验采用堆载平台法,上面堆放钢条,堆放时要均匀,构成加载反力系统(见图1).用油压千斤顶进行加载.通过对称布置于桩头的百分表测量桩的变形情况,百分表的分辨力不小于O.01mm,量程为500mm.所有百分表均用磁性表座固定在具有一定刚度的基准梁上.裹1试桩的基本参数混凝土桩长桩身承载力最大实验桩号桩端持力层强度等级直径/mill特征值/kN荷~~/kN27号C25⑤中风化砂岩16.260o10b02O0038号C⑤中风化砂岩16.16001O00200041号C25⑤中风化砂岩21.16001O0o20002l号C25⑤中风化砂岩22.0600l30o26oO2.2试验设备及桩基实验前的准备工作5000kN千斤顶1台;压力传感器1只;百分表2只;位移测量基准梁采用60mm×2000mm钢管1根;手动油泵站一个;堆载用钢条约150根,每根重约1.8t,规格6000tonix200咖×200mm;圆形钢板2块,规格6seemillx20nlnl,分别安置在桩头和千斤顶顶部;所有设备总加载能力不小于3000kN;50t吊车一台.实验前,对试桩进行开挖,清除桩头浮浆,以方便放置仪器,桩帽进行特别制作.所有准备工作做好后,安置仪器.加载装置示意图如图1所示.注:l—桩身;2一千斤顶;3一百分表;4一圆形钢板;5--位移测量基准梁上部堆毅物为钢条圈1加载装置示意圈2.3试验荷栽分级及沉降观测[3]卢廷浩.岩土数值分析[M].北京:中国水利水电出版社,[4]20o8:6o_78.熊种.边坡稳定性分析方法综述[J].山西建筑,2010,36(15):121—122.ComparisononapplicationOffiIliteelement anddiscreteelementmethodanalysisonslopestabilityCHENYou-liangRENXu?kaiLIUMing-liang (DepartmentofCivilEngineering,UniversityofShanghaiforScienceandTech nology,Shanghai200093,China)Abstract:Thispaperanalysedthestabilityofsanlecontinuityrockslopeusingfi niteelementanddiscretedementtwomethods,comparedthefi—niteelementanddiscreteelementcalculationresultsfromthecalculatedprincip le,calculationofanumberofjointrockslopetwoaspects,gained someconclusions.SOa8tobetterguidethecalculationofslopestability. Keywords:finiteelement,discreteelement,slopestability,safetyfactor收稿日期:2012—02—15作者简介:周华林(1987-),男,在读硕士。

有限元的代理模型

有限元的代理模型

有限元的代理模型有限元是一种计算机数值分析方法,广泛应用于结构力学、流体力学、热传导等工程领域。

在实际的工程计算中,有时需要进行大规模的模拟和分析,这就需要高效的计算方法来代替实际的物理试验。

有限元方法通过离散化连续体并引入适当的数学模型,可以对复杂的结构进行数值分析,提供相应的物理参数和响应结果。

然而,有限元分析的计算量通常较大,并且对于复杂的问题,模型的构建和求解步骤也较为繁琐。

在一些实际应用中,为了提高计算效率和简化模型构建,可以利用代理模型来替代有限元方法进行计算,这就是有限元的代理模型。

有限元的代理模型通过建立合适的数学模型和采用相应的近似方法,将复杂的物理问题转化为简单的计算模型。

这样可以大幅减少计算量并提高计算效率。

在代理模型中,常用的方法包括响应面法、Kriging插值法、径向基函数法等。

响应面法是一种常用的代理模型构建方法。

它通过收集有限元分析结果的样本数据,利用多项式或其他合适的函数来拟合输入和输出之间的关系。

通过建立响应面模型,可以直接利用简单的数学表达式来计算模型的响应结果,避免了复杂的有限元求解过程。

Kriging插值法是一种基于统计学原理的代理模型方法。

它利用变异函数和协方差函数来描述输入和输出之间的关系,并通过插值方法来求解未知点的响应结果。

Kriging插值法不仅可以对有限元模型进行代理,还可以用于参数优化和参数敏感性分析等问题。

径向基函数法是一种经典的代理模型方法。

它通过选择合适的径向基函数,将输入空间映射到高维特征空间,利用线性回归等方法来拟合输入和输出之间的关系。

径向基函数法具有较强的逼近能力和适应性,可以应用于各种复杂的工程问题。

有限元的代理模型在实际应用中具有广泛的优势和应用场景。

首先,它可以显著减少计算量和计算时间,提高模型求解的效率。

其次,代理模型在模型构建和参数调整方面较为灵活,可以根据具体的问题和需求进行调整和优化。

此外,代理模型还可以用于模型的预测和优化,为工程设计和决策提供支持。

地铁盾构隧道对既有燃气管线影响规律及控制措施研究

地铁盾构隧道对既有燃气管线影响规律及控制措施研究

1引言随着我国地下交通快速发展,地铁在城市中心地带建设时,往往会穿越密集、复杂的地下管线,尤其是燃气管线。

隧道盾构施工势必会引起周围土体产生扰动,当新建地铁盾构隧道距既有燃气管线较近,一旦处理不当,燃气管线将会产生沉降变形,致使其发生泄漏、爆燃等问题,对管线运营安全产生不利影响。

因此,有必要研究地铁盾构施工对既有燃气管线的影响规律,并以此来提出一系列控制变形措施,对城市地铁建设和地下管线保护具有重要意义。

目前,前人在隧道开挖对地下管线的影响领域研究较为广泛,吴波等[1]首先利用土工离心模型试验,模拟了隧道开挖对管线的影响。

毕继红[2]采用Abaqus有限元分析软件,模拟隧道开挖对地下管线的影响,结果表明,管线周围土的性状,与双线隧道的相对位置以及管线自身刚度、管径等不同。

李璐[3]以北京地铁某盾构隧道垂直下穿燃气管道及其混凝土套管工程为研究对象,利用有限元软件建立了围岩-隧道-地下管线耦合的三维计算模型,在围岩-荷载模型理论的基础上利用单元“生死”原理和N-R计算方法模拟了左、右线隧道的下穿过程。

任恒[4]研究了地铁隧道开挖对邻近埋地燃气管线的临界距离,研究管材、管径、埋深对管线沉降量的影响。

白伟[5]等基于现场量测结果,找到了前期地表沉降规律,分析了隧道开挖对燃气管线的影响。

任恒[6]采用FLAC3D模拟软件,以北京地铁廖公庄站—田村站区间地段为背景,选用了较为典型的管材地铁盾构隧道对既有燃气管线影响规律及控制措施研究Study on Influence Law and Control Measures of Shield Tunnelon Existing Gas Pipeline毕研超(济南市交通工程质量与安全中心,济南250014)BI Yan-chao(Ji′nan Traffic Engineering Quality and Safety Center,Ji′nan250014,China)【摘要】以济南城市轨道交通3号线二期工程为依托,开展了地铁盾构隧道对既有燃气管线影响规律的研究,并基于得到的变形规律提出其控制措施。

鲁布革水轮发电机转子有限元分析及可靠性研究

鲁布革水轮发电机转子有限元分析及可靠性研究

- 41 -1 机组概况鲁布革水轮发电机结构为上、下导轴承的悬式结构。

定子铁心长度2046mm ,定子铁心外径6250mm 。

定子铁心在工地整圆叠片。

转子支架为圆盘式结构,上、下机架支臂均为盒型结构。

推力轴承采用弹性盘支撑结构和外循环冷却系统。

发电机采用轴径向通风系统,转子两端各有38个螺桨风叶,磁轭无径向通风沟。

机座外壁装有6个空气冷却器。

发电机采用机械和电气混合制动方式,装有CO 2灭火装置[1]。

2 基本原理与方法2.1 有限元基本原理有限元基本原理具体如下。

第一,将给定的区域离散化为子区域(单元)的集合。

离散化的目的是在每单元内使问题的性质尽量简单。

一般情况下,单元内部不能存在鲁布革水轮发电机转子有限元分析及可靠性研究李 祥(南方电网调峰调频发电有限公司西部检修试验分公司,贵州 兴义 562499)摘 要:转子是发电机组的重要部件,其可靠性会直接影响发电机组的整体性能。

但是转子自身高速旋转的结构特点会使转子在运行过程中出现很多问题和事故,如转子支架焊缝开裂、磁机T 断裂、磁极线圈翻出、开匝、转子引线熔断和阻尼环拉杆断裂等。

鉴于此,该文以鲁布革电厂投运29年的发电机转子为例,通过建立有限元模型,对转子的主要部件进行了应力和疲劳计算,根据计算结果分析转子的运行状态。

分析结果表明,鲁布革电厂投运的水轮发电机转子的应力、抗疲劳性能满足运行要求,能够保障机组的安全运行。

关键词:水轮发电机;转动部件;应力分析;疲劳分析;运行状态中图分类号:TG 213 文献标志码:A于多特征搭建候选答案检索系统。

根据运行的检索问答实情制定检索结果的评价机制(NDCG ),以判断检索的质量。

其次,采用Python 、Java 语言搭建检索问答系统综合,以Lucene 为检索基础,通过附加BM 25、VSM 以及Sentence 2Vec 三类特征对检索数据进行重排序,在默认检索中抽出最优匹配的问题,将最优问题匹配的答案返回给用户。

有限元模型评价标准_概述说明以及解释

有限元模型评价标准_概述说明以及解释

有限元模型评价标准概述说明以及解释1. 引言1.1 概述有限元模型评价标准是指对使用有限元分析方法建立的数值模型进行评估和验证的一系列指标和方法。

在工程领域中,有限元分析已经成为设计、优化和分析复杂结构的重要工具。

然而,为了保证有限元模型的可靠性和精确性,需要对其进行评价和验证。

本篇文章旨在概述与解释有限元模型评价标准,介绍其定义与重要性、常见评价标准及应用领域与范围。

此外,还将深入探讨两个关键要点:要点一以及要点二,并通过具体示例分析和实际应用案例分析来说明它们的实际意义和应用效果。

1.2 文章结构本文共分为五个部分:引言、有限元模型评价标准、要点一、要点二以及结论。

首先,在引言部分,将介绍文章的背景、目的以及整体结构。

接下来,在第二部分中,我们将详细阐述有限元模型评价标准的定义与重要性,并介绍常见的评价标准。

同时,还将探讨该领域的应用领域与范围。

在第三和第四部分,将分别着重讨论要点一和要点二。

我们将解释并说明这两个要点的背景、意义以及具体示例分析,并引用实际应用案例来展示它们的实际应用价值。

最后,在结论部分,将对全文进行总结讨论,并探讨不同应用场景下有限元模型评价标准的适用性。

同时,也会对未来研究方向和改进措施进行展望。

1.3 目的本文旨在提供关于有限元模型评价标准的综述与解释,帮助读者理解该领域的概念、方法和应用。

通过详细介绍定义与重要性、常见评价标准、应用领域与范围以及两个关键要点的内容,读者可以深入了解有限元模型评价标准在工程领域中的作用和意义。

同时,通过具体示例分析和实际应用案例分析,读者还可以更好地理解相关内容在实践中所起到的效果和作用。

最后,通过总结讨论以及对未来研究方向和改进措施的展望,本文还为进一步探索该领域提供了一些思路和参考。

2. 有限元模型评价标准2.1 定义与重要性有限元模型评价标准是用于衡量和评估有限元模型质量和可靠性的指标和方法。

在工程领域,有限元分析广泛应用于结构、材料、流体等领域,因此确保有限元模型的准确性和可靠性显得尤为重要。

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有限元模型利用有限元离心模型试验的可靠性
利用有限元分析离心模型试验的可靠性
梁地1张军辉1陈瑜1任龙2王奥克2
(1.长沙理工大学交通运输工程学院,湖南长沙410114;
2.中机国际工程设计研究院有限责任公司,湖南长沙410021)
【摘要】随着我国经济高速发展,机场建设作为一个非常重要组成部分,本文以广西河池机场项目为依托,项目主要研究机场高填方填石路堤自身稳定性控制技术,采用TLJ-150A大型离心机进行离心试验,运用现有离心模型试验的原理和基本理论,分析研究高填方填石路堤的自身沉降规律。

本文主要是以ANSYS有限元软件为媒介对现场路堤和离心模型试验路堤模型分别进行有限元计算在重力荷载下的自身沉降,用以验证离心模型试验在填石路堤沉降研究中可行性,为以后在工程实践中的应用提供新的理论依据。

【关键词】ANSYS;有限元;路堤;填石;离心试验FiniteElementAnalysisoftheReliabilityoftheCentrifugeModel
TestLIANGDiZHANGJun-huiCHENYuRENLongWANGAo -ke
(SchoolofTrafficandTransportationEngineering,Changsha UniversityofScience&Technology,ChangshaHunan410114)【Abstract】Withtherapideconomicdevelopment,theconstructionoftheair portisasaveryimportantpart,thearticlereliesontheGuangxiHe chiAirportprojecttoresearchthestabilitycontroltechnologyoft heAirportembankmentofrockhigh-fill,tousetheTLJ-150Alarg ecentrifugetomakethetestthatuseoftheexistingcentrifugemod eltestprinciplesandbasictheory,analysistheembankmentofhig h-fillsettlementlaw.ThisarticleismainlybasedonANSYSfinitee lementsoftwareasthemediaonthesceneembankmentandcentri fugemodeltestembankmentmodelfiniteelementcalculationofs edimentationundergravityloadtoverifycentrifugemodeltestst ostudythefeasibilityofStoneEmbankmentsettlement,toprovid eanewtheoreticalbasisinthefutureengineeringpractice. 【Keywords】ANSYS;Finiteelement;Embankments;Rockfill;Centrifugetes t
1工程概况
广西河池机场位于广西省河池市西北部南丹县八步村附近
见塘山与栋良山之间的山梁上,距南丹县城公路距离35km,距河池市直线距离35km,公路距离40km。

机场建设规模为:跑道长2200m,宽45m。

广西河池机场路堤属于典型的山区高填石路堤,填筑材料主要是利用附近山体开挖出产的煤矸石等岩石材料。

在角点处导数不连续的问题,另一方面也容易与库仑准则结合起来确定计算参数D-P屈服面表达式为:
F=姨2-αI1-k
2
2
(1)
式中:J2为第二偏应力不变量,J2=1[(σ1-σ2)+(σ1-σ3)+(σ2
-σ3)];I1为第一应力不变量,I1=σ1+σ2+σ3;α和k可由表征材料凝聚强度C和摩擦角φ的屈服应力来确定,对于三轴压缩,α和k可表示为:
2
2ANSYS有限元分析原理[1]
在工程领域里,通过假设、简化,给出它们的数学模型,将问题归结为求解在给定边界条件或初始条件下的基本方程(常微分或偏微分方程)。

由于工程中复杂的几何形状、荷载和材料特性等问题,通常无法得到解析形式的数学解答,
利用数值方法进行近似求解。

有限单元法是通过用相互连接的有限小单元来模拟物体,通过联立每个单元的方程,建立方程组,可得到整个物体的解答。

ANSYS软件是一个融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的可在多数计算机及操作系统中运行的大型通用有限元分析软件之一,在道路结构分析中已经得到广泛的应用。

2sinφ(2)姨(3-sinφ)6Csinφ(3)k=
姨(3-sinφ)
根据式(1)即可绘制出D-P屈服面,它在主应力空间为一圆锥α=面。

当F0时表示材料已发生破坏,σ1、σ2、σ3处于屈服面外。

计算中填料本构模型选取
3填石路堤自身沉降分析基本假定
本文分析研究高填方填石路堤自身沉降规律时,提出如下假定:(1)土石料为各向同性连续介质;(2)岩土材料为理想弹塑性体;
(3)不考虑地基的沉降变形,认为地基在路堤荷载和自重的作用下已完成固结沉降变形;
(4)路堤填料的变形是在自重作用下产生的,而不考虑行车荷载及气候因素对其造成的影响;
(5)不考虑路堤填料土体固结及孔隙水压力的影响。

D-P准则,即假定填料为理想塑性材料,不产生硬化。

D-P准
则的材料常数包括粘聚力C、内摩擦角φ和膨胀角φf。

膨胀角φf用来控制体积膨胀的大小。

当φf=0时,材料不膨胀;当φf=φ时,材料则发生严重膨胀。

根据文献[3],在有限元计算中,采用关联还是非关联法则,取决于剪胀角φf。

当φf=φ时为关联流动法则;当φf=0时,为非关联流动法则。

总体来说,采用非关联流动法则所得破坏荷载比同一类型材料而采用关联流动法则所得破坏荷载小。

本文假定膨胀角为零,即在变形过程中填料不发生体积的改变,亦即采用非相关联流动法则。

4.1.3高填方填石现场路堤材料参数
根据填石路堤材料D-P模型,通过大型三轴试验获得试验参数,见表1。

表1填料的有限元参数取值
4ANSYS有限元分析过程
4.1高填方填石现场路堤有限元分析4.1.1填石路堤有限元模型有限单元
本文采用四节点有限单元平面实体PLANE42分析单元,PLANE42单元可以用于建立2维实体结构模型,可用作平面应变分析单元,具有4个单元节点,每个节点有2个自由度。

4.1.2高填方填石路堤有限元材料模型
弹塑性破坏准则[2]研究理论与实际均表明,目前有限元分析中能较好地模拟混凝土、岩石和土壤等颗粒材料力学特性的
弹塑性破坏准则是Druker-Prager准则(简称D-P准则),它一方面克服了库仑准则
Table1
填料种类煤矸石
Thefiniteelementparametersoffiller
C/kPa15.6
φ/°39.1
E/MPa42.55
μ0.3
干密度(kg/m3)
2010
4.1.4现场路堤断面尺寸为:路基顶宽160m,边坡坡度为1:2,填高为30m。

4.1.5运用ANSYS软件对路堤进行建模。

作者简介:梁地(1987—),男,湖南岳阳人,硕士。

214。

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