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基于罐底接触模拟的大型立式原油储罐有限元分析

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石油化工设备 2008年第6期37卷 49-52页

作者：赵继成段成红赵慧磊钱才富北京化工大学北京100029

应用ANSYS有限元分析软件建立了5×104m3原油储罐的有限元分析模型,其中采用接触单元模拟罐底与地基间的相互作用。通过对该储罐进行水压试验工况下的强度分析,发现最大沉降梯度发生在混凝土环墙附近区域,并在底板边缘附近引起了较大的... 详细信息

应用ANSYS有限元分析软件建立了5×104m3原油储罐的有限元分析模型,其中采用接触单元模拟罐底与地基间的相互作用。通过对该储罐进行水压试验工况下的强度分析,发现最大沉降梯度发生在混凝土环墙附近区域,并在底板边缘附近引起了较大的径向和环向的应力,而罐壁最大环向应力出现在罐壁中下部,并且沿轴向的应力变化和液柱静压力已不存在线性关系。

关键词：储罐立式接触模拟有限元分析

冠脉支架在弯曲血管中的接触模拟和血流动力学分析

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冠脉支架在弯曲血管中的接触模拟和血流动力学分析

作者：唐丹山东大学

学位级别：硕士

现实中血管往往是弯曲的,长直血管只存在于理想状态中。同时临床上,在弯曲血管中植入支架是非常具有挑战的,常常伴随斑块脱垂和中风并发症,最终引发再狭窄(In-StentRestenosis,ISR)。因此研究弯曲血管中支架植入的受力变形情况是符合实... 详细信息

现实中血管往往是弯曲的,长直血管只存在于理想状态中。同时临床上,在弯曲血管中植入支架是非常具有挑战的,常常伴随斑块脱垂和中风并发症,最终引发再狭窄(In-StentRestenosis,ISR)。因此研究弯曲血管中支架植入的受力变形情况是符合实际并且非常具有应用价值的,但是目前在支架植入血管的有限元仿真分析中,模拟的血管通常是直的,弯曲血管则很少被考虑。为使仿真结果具有可靠性,仿真的模型应更接近于实际情况。本文基于Pro/E建模软件,建立了更接近于实际情况的弯曲冠状动脉(30°、45°、60°,弯管)和支架(弯管支架)相组装的“弯管-支架接触模型”,基于Ansys有限元仿真软件,经过布尔运算建立了“弯管-支架流场模型”,并分别对这两种模型进行了接触模拟分析和血流动力学分析。在进行接触模拟分析时,为了便于比较,建立了长直血管与支架相接触的模型,即直管-支架接触模型,对比两种情况下,通过进行接触模拟仿真,支架和血管的等效应力、位移变形等数据,得出在弯管中植入的支架,相比于直管,更容易失效,这就需要弯管支架有更高的支撑性能,尤其在弯管支架的内侧,这为弯管中支架的优化设计提供指导。为了减少支架与血管接触时对血管的损伤,本文在直管支架柔顺性仿真分析的基础上,进一步对弯管支架的柔顺性进行了研究。通过对柔顺性好的弯管支架和柔顺性差的弯管支架植入血管后的模型进行仿真,得出:柔顺性好的支架可以减轻对弯管的损伤,减轻ISR,这为临床中弯管支架的选择提供了理论依据。在进行血流动力学分析时,建立了长直血管与支架相耦合的流场模型,即直管-支架流场模型作为比较。通过对弯管-支架、直管-支架流场进行流体仿真研究,对比相应的低壁面剪应力(Wall Wear Stress,WSS)区,即WSS接触模型”和“弯管-支架流场模型”,使得仿真的结果更具有可靠性。通过分别对这两种模型进行接触模拟分析和血流动力学分析,对比直管,得出在弯管中植入的支架,更容易失效、刺伤血管并引发ISR。这就需要弯管支架:①更高的支撑性能,尤其在弯管支架的内侧;②具有更好的柔顺性能以减轻支架对血管的损伤;③减少支架植入后弯管内的低WSS区,尤其在弯管支架的内侧。这些将为弯管支架的优化设计提供重要指导并为临床中弯管支架的选取提供理论依据。

关键词：冠脉支架弯曲血管接触模拟柔顺性血流动力学

基于ANSYS Workbench的抽水蓄能电站调压室围岩与衬砌接触模拟研究

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水电与抽水蓄能 2020年第4期6卷 66-70,88页

作者：关李海许贵彬杨柳王伟中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司北京市100024 国网新源控股有限公司技术中心北京市100161

抽水蓄能电站调压室是一种边界条件和受力情况复杂的大型水电站建筑物,尤其是调压室衬砌与围岩的接触模拟更为复杂。本文运用三维有限元计算分析软件ANSYS Workbench对围岩与衬砌接触进行模拟计算,并结合实例对调压室内水工况和外水工... 详细信息

抽水蓄能电站调压室是一种边界条件和受力情况复杂的大型水电站建筑物,尤其是调压室衬砌与围岩的接触模拟更为复杂。本文运用三维有限元计算分析软件ANSYS Workbench对围岩与衬砌接触进行模拟计算,并结合实例对调压室内水工况和外水工况进行对比分析,提出相关结果符合工程实际,可为类似工程结构计算提供参考。

关键词：调压室 ANSYS Workbench 围岩与衬砌接触模拟

自定义粘接元接触技术在复合材料连接强度分析中的应用

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复合材料学报 2011年第6期28卷 230-236页

作者：陈向明柴亚南沈真中国飞机强度研究所西安710065

为解决复合材料接头强度分析中由于接触造成的收敛困难问题,自定义了具有特殊本构关系的粘接元用来模拟接触,该单元只能传递压力而不能传递拉力。自定义的粘接元被置于两接触对之间用来传递接触压力,从而保证了接触体之间在接触面上的... 详细信息

为解决复合材料接头强度分析中由于接触造成的收敛困难问题,自定义了具有特殊本构关系的粘接元用来模拟接触,该单元只能传递压力而不能传递拉力。自定义的粘接元被置于两接触对之间用来传递接触压力,从而保证了接触体之间在接触面上的变形协调关系。同时,建立了复合材料单钉接头的三维累积损伤有限元模型。基于文献中材料性能退化模型,对纤维及基体压缩破坏的刚度退化模式做了改进,并利用自定义粘接元接触技术及改进后的刚度退化方法对模型进行了有限元模拟。最后对四组相应试验件进行了试验验证,试验结果和模拟结果吻合较好,证明了自定义粘接元接触技术以及文中模型和算法的有效性。

关键词：自定义粘接元接触模拟复合材料单钉接头刚度衰减

L型挡土墙主动土压力计算的基底摩擦系数折减有限元法

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岩土工程学报 2009年第4期31卷 508-514页

作者：戴自航林智勇郑也平卢才金福州大学岩土工程研究所福建福州350108 福建工程学院土木工程系福建福州350007 福建省交通规划设计院福建福州350004

提出了通过将基底摩擦系数进行折减,按与传统刚塑性体极限平衡理论相对应的变形体极限平衡理论,采用有限元接触模拟算法进行L型挡土墙主动土压力计算的方法。按照该方法,利用著名非线性有限元分析软件ABAQUS进行了实例计算,以数值模拟... 详细信息

提出了通过将基底摩擦系数进行折减,按与传统刚塑性体极限平衡理论相对应的变形体极限平衡理论,采用有限元接触模拟算法进行L型挡土墙主动土压力计算的方法。按照该方法,利用著名非线性有限元分析软件ABAQUS进行了实例计算,以数值模拟手段揭示了坦墙后第二滑裂面的存在,证实了理论上的假设。真实揭示了符合坦墙条件的L型挡土墙后填土中第一和第二滑裂面的位置,且揭示对不严格符合坦墙条件的L型挡土墙,其填土中可能出现第三滑裂面。该方法具有理论上的严密性,而且算例计算比较表明,可更为准确合理地计算出L型挡土墙立板上主动土压力的分布形式及大小,较朗肯土压力理论更加可靠,现行朗肯理论计算的抗滑移稳定安全系数偏于保守,而抗倾覆稳定安全系数偏于危险。同时,该方法计算效率较高,因而具有良好的应用前景。

关键词：有限元法接触模拟 L型挡土墙主动土压力滑裂面

框架结构-基础-地基共同作用的三维有限元分析

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铁道科学与工程学报 2014年第2期11卷 46-53页

作者：徐祥戴自航福州大学岩土工程研究所福建福州350108

基于上部结构-基础-地基共同作用的概念,采用现行规范对某三层框架结构的基础进行设计,运用ABAQUS有限元软件建立起由该框架结构、基础和地基构成一体的三维实体有限元模型。基础和地基土的相互作用按库仑摩擦接触模拟,并以邓肯-张模型... 详细信息

基于上部结构-基础-地基共同作用的概念,采用现行规范对某三层框架结构的基础进行设计,运用ABAQUS有限元软件建立起由该框架结构、基础和地基构成一体的三维实体有限元模型。基础和地基土的相互作用按库仑摩擦接触模拟,并以邓肯-张模型模拟地基土以反映其实际的非线性变形特性,分析三者共同作用下,柱下独立基础的沉降差异以及框架结构梁、柱和基础的实际内力分布,指出上部结构实际内力与常规方法设计计算内力的差异。从减小基础不均匀沉降的角度出发,对原基础进行2次尺寸修改,重新进行整体有限元分析,获得该框架结构的最优基础设计尺寸,以使上部结构在设计荷载下的实际内力与常规方法设计计算内力基本一致,且同时准确获得独立基础的内力分布,方便基础的冲切和弯曲破坏验算及配筋设计。

关键词：框架结构共同作用三维实体有限元接触模拟邓肯-张模型不均匀沉降

Analysis of tensioned membrane structures considering cable sliding

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Journal of Zhejiang University Science 2003年第6期4卷 672-682页

作者：宋昌永 DepartmentofCivilEngineering ZhejiangUniversityHangzhou310027China

In routine design of tensioned membrane structures, the membrane is generally modeled using space membrane elements and the cables by space cable elements, with no sliding allowed between the membrane and the cables. On the other hand, large deflections are expected and sliding between the membrane and the cables is inevitable. In the present paper, the general finite element code ABAQUS was employed to investigate the influence of cable sliding on membrane surface on the structural behavior. Three analysis models were devised to fulfill this purpose: (1) The membrane element shares nodes with the cable element; (2) The cable can slide on the membrane surface freely (without friction) and (3) The cable can slide on the membrane surface, but with friction between the cable and the membrane. The sliding problem is modeled using a surface - based contact algorithm. The results from three analysis models are compared, showing that cable sliding has only little influence on the structure shape and on the stress distributions in the membrane. The main influence of cable sliding may be its effect on the dynamic behavior of tensioned membrane structures.

关键词：张拉薄膜结构钢索滑动切削图接触模拟屋顶结构建筑结构

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超临界流体连续萃取关键技术研究

超临界流体连续萃取关键技术研究

作者：温皓白山东大学

学位级别：硕士

超临界流体萃取技术是一种新型的萃取分离技术。针对目前超临界流体萃取技术存在的不足,介绍了超临界流体连续萃取技术在工艺、设备及其关键技术方面的发展情况。该技术具有萃取效率高、安全可靠、节能环保等优点以及广泛的应用前景和... 详细信息

超临界流体萃取技术是一种新型的萃取分离技术。针对目前超临界流体萃取技术存在的不足,介绍了超临界流体连续萃取技术在工艺、设备及其关键技术方面的发展情况。该技术具有萃取效率高、安全可靠、节能环保等优点以及广泛的应用前景和研究价值。作者在超临界流体多工艺过程试验平台中,以高压超高压连续固体物料萃取和灭菌装置为基础,介绍了活塞仓式连续萃取器的工艺流程,并在连续萃取的基础上实现分级连续萃取,给出了具体的工艺实现方式。结合活塞仓式连续萃取器,针对萃取器中的核心问题一一高压往复动密封,作者设计了以活塞为主的新型密封结构。以活塞为基础,设计并加工出一套高压往复动密封试验设备,设备主要包括筒体、活塞、传动丝杠、移动套筒、平盖法兰、丝杠并帽和止推轴承等结构。给出了试验设备的整体设计思想,具体结构以及试验设备的创新点。利用高压往复动密封试验设备进行试验,根据活塞仓式连续萃取器的工作原理,分别进行往复动密封压力测定试验和密封泄漏率测定试验。在试验中测定不同材料不同结构的密封效果,给出最优方案及使用寿命。针对试验中的接触密封过程,利用ANSYS软件进行模拟计算;根据试验设备实际尺寸建立几何模型,选用Mooney-Rivlin数学模型,进一步模拟磨损过程的使用寿命,并分析处于预紧、工作和磨损三种状态下的接触密封情况。结果表明,三种情况均可实现有效密封。综合分析高压往复动密封试验结果及密封接触过程的模拟结果,给出活塞仓式连续萃取器的典型设计。所获得的研究成果,可对超临界流体连续萃取技术的进一步发展和研究提供帮助。

关键词：超临界流体连续萃取高压往复动密封试验设备接触模拟

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高速公路防撞护栏受撞击下行为的数值模拟

结构工程师 2009年第4期25卷 35-40页

作者：雷洛蔡宏伟姚康蒋小路赵鸣同济大学桥梁工程系上海200092 同济大学建筑工程系上海200092

为了更好地理解防撞栏杆在汽车撞击过程中的动态行为,为半刚性防撞护栏的设计提供参考数据。采用有限元方法对防撞护栏受撞击的过程进行数值分析模拟。通过网格的优化、模型的简化和一些参数的选择来缩短计算时间;通过讨论汽车与护栏的... 详细信息

为了更好地理解防撞栏杆在汽车撞击过程中的动态行为,为半刚性防撞护栏的设计提供参考数据。采用有限元方法对防撞护栏受撞击的过程进行数值分析模拟。通过网格的优化、模型的简化和一些参数的选择来缩短计算时间;通过讨论汽车与护栏的接触方式选择比较符合实际的接触模型;通过分析沙漏理论中的人工能来判断最后结果的可信度。最后计算分析出栏杆变形、碰撞系统能量变化即栏杆吸收能量的情况和碰撞过程中的车行方向变化。

关键词：防撞护栏网格优化单元连接接触模拟沙漏理论