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热加工工艺 2015年第6期44卷 162-164,168页

作者：朱兰李自良昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500

从45钢在高压氮气中淬火的实验出发,利用ansys有限元软件对工件雾化气体淬火过程进行数值模拟,建立二维瞬态模型,模拟了工件的温度场和应力场的分布。模拟结果和实验进行对比,温度场的数值模拟计算和实验结果较吻合。

关键词：雾化气体淬火温度场应力场有限元ansys 数值模拟

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海洋平台水平片吊装有限元分析

石油天然气学报 2010年第1期32卷 378-380页

作者：张齐凯李依泽刘鹏林延明石磊翟晓鹏海洋石油工程股份有限公司天津300452 长江大学石油工程学院湖北荆州434023

采用大型通用有限元计算软件ansys对渤海某海洋平台水平片吊装进行了强度和位移计算,提出了计算过程中钢丝绳的模拟、边界条件的处理方法。应用表明,通过有限元软件进行海洋平台水平片吊装的强度和位移计算,为吊装作业提供了准确的数据... 详细信息

采用大型通用有限元计算软件ansys对渤海某海洋平台水平片吊装进行了强度和位移计算,提出了计算过程中钢丝绳的模拟、边界条件的处理方法。应用表明,通过有限元软件进行海洋平台水平片吊装的强度和位移计算,为吊装作业提供了准确的数据支持,确保吊装作业的安全性。

关键词：海洋平台水平片吊装有限元ansys

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永磁同步发电机的电磁场分析

永磁同步发电机的电磁场分析

作者：王丽华南昌大学

学位级别：硕士

永磁同步发电机由于一系列高效节能的优点,在工农业生产、航空航天、国防和日常生活中得到广泛应用,并且受到许多学者的关注,其研究领域主要涉及永磁同步发电机的设计、精确性能分析、控制等方面。本课题作为国家自然科学基金项目《无... 详细信息

永磁同步发电机由于一系列高效节能的优点,在工农业生产、航空航天、国防和日常生活中得到广泛应用,并且受到许多学者的关注,其研究领域主要涉及永磁同步发电机的设计、精确性能分析、控制等方面。本课题作为国家自然科学基金项目《无刷无励磁机谐波励磁的混合励磁永磁电机的研究》的课题,主要研究永磁电机的电磁场空载和负载计算,求出永磁电机的电压波形和电压调整率,为分段式转子的混合励磁永磁电机的研究奠定基础,主要做了以下工作: 首先介绍了永磁同步发电机的基本原理,包括永磁同步发电机的结构形式和永磁同步发电机的运行性能,采用传统解析理论给出了电压调整率的计算方法及外特性的计算模型;然后用有限元ansys对永磁同步发电机样机进行实体建模,经过定义分配材料、划分网格、加边界条件和载荷、求解计算等,得到矢量磁位A、磁场强度H、磁感应强度B等结果,直观地看出电机内部的磁场分布情况。其次根据电磁场计算结果,应用齿磁通法对其进行后处理。该方法求解转子在一个齿距内不同位置处的磁场,以定子齿的磁通为计算单位,根据绕组与齿的匝链关系,计算出磁链随时间的变化,进而得到永磁同步发电机空、负载时电压大小及波形。通过计算结果与实验结果对比,验证了齿磁通法的正确性,为计算永磁同步发电机各种性能特性提供有力工具。最后,基于齿磁通法对永磁同步发电机的外特性进行了深入研究,定量分析了结构参数对外特性的影响规律,提出了有效降低电压调整率的方法的是:增加气隙长度g的同时,适当增加永磁体的磁化方向的长度hm;此外,要尽量的减少每相串联匝数N和增大导线面积以减小阻抗参数。通过改变电机的结构参数,对其电磁场进行计算,找到永磁电机电压调整率的变化规律,为加电励磁的混合励磁永磁电机做准备,达到稳定输出电压的目的。

关键词：永磁同步发电机有限元ansys 齿磁通法电压调整率

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基于光纤光栅的多维力传感技术研究

基于光纤光栅的多维力传感技术研究

作者：高芳芳山东大学

学位级别：硕士

机器人多维力传感器是机器人重要的外部传感器之一,将它安装在机器人操作手腕和脚腕处,可用来感知操作手与外部环境的接触力,是机器人感知环境力作用特征的重要信息来源。机器人脚腕关节多维腕力测试有助于智能机器人姿态、运动和环境... 详细信息

机器人多维力传感器是机器人重要的外部传感器之一,将它安装在机器人操作手腕和脚腕处,可用来感知操作手与外部环境的接触力,是机器人感知环境力作用特征的重要信息来源。机器人脚腕关节多维腕力测试有助于智能机器人姿态、运动和环境感知的精确控制,要求多维力传感器各方向的灵敏度高、维间耦合小、具有良好的静态、动态特性等。利用光纤光栅为敏感元件的多维力传感器,特别适用于强电磁场、腐蚀等恶劣或特殊的环境中,满足了机器人实际作业环境的需要。因此,设计一种结构相对简单,能满足机器人处在恶劣环境下的需要的光纤光栅多维腕力传感器具有十分重要的意义。本文分析研究了一种基于光纤光栅(FBG)的多维力脚腕传感器,采用有限元软件(ansys)对多维力传感器的弹性结构体进行了静态、动态模拟分析。根据静态模拟分析,获取传感器在受到各方向的单维力与力矩时,弹性结构体各处应力、应变的变化情况,计算分析传感器单向受力时的灵敏度为0.265pm/N。对传感器弹性结构体进行模态分析得知传感器结构体的振动特性,给出前六阶的固有频率及振型。并对传感器弹性体进行瞬态分析,查看在动态载荷下弹性体结构的变形情况。综合考虑步行机器人腕力传感器的实际需要、腕力传感器所需光纤光栅的个数及光纤光栅的粘贴工艺需求。在ansys模拟的基础上设计、制作出传感器的机械结构,敷设FBG,搭建了模拟测试系统,在压力与扭矩实验台上进行了一系列静态测试,根据测试结果推算传感器的灵敏度、线性度及重复性等特性。根据机器人实际步行巾的脚腕受力情况,进行传感器动态冲击模拟实验。实验中搭建了光纤光栅传感静态、动态解调测试系统,分析模拟实验的大量测试数据,提取特征值,得山了传感器的性能特性。实验分析表明：该传感器具有结构设计简单、不受电磁干扰、稳定性好、灵敏度较高、力/力矩与信号之间耦合小和成本低等优点,具有推广价值。

关键词：步行机器人光纤光栅多维力传感技术有限元ansys

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基于光纤传感的流量测量系统研究

基于光纤传感的流量测量系统研究

作者：常立丽山东大学

学位级别：硕士

从上世纪九十年代开始,国内外许多外科研机构与学者在光纤光栅传感技术领域当中的努力研究,开辟了一个光纤光栅传感的新纪元。在工业控制的各个领域中,需要对各种流体的流量进行动态监控与分析,来确保生产的顺利进行。传统的电式流量计... 详细信息

从上世纪九十年代开始,国内外许多外科研机构与学者在光纤光栅传感技术领域当中的努力研究,开辟了一个光纤光栅传感的新纪元。在工业控制的各个领域中,需要对各种流体的流量进行动态监控与分析,来确保生产的顺利进行。传统的电式流量计存在很多问题,将传统流量测量原理与光纤光栅传感原理相结合,研制出高性能的FBG流量传感器,对现代工业控制过程具有很大的意义。基于光纤光栅的流量计相对于目前的电式流量计,它表现出了诸多优势,例如耐高温、测量精度高、结构简单、本质安全防爆、抗电磁干扰、低功耗等。本文首先对光纤光栅传感技术进行了介绍,给出了光纤光栅流量传感器的优势。对比与分析了目前存在的几种光纤光栅流量计的传感原理,并结合实际应用中出现的问题,提出了一种新型的光纤光栅流量传感器的设计。对所设计的流量传感模型进行了数值仿真分析,为实际试验做了指导。论文的主要内容有：首先,介绍光纤光栅传感的相关原理,分析了传统电式流量测量技术的一些问题。分析了目前几种常用光纤光栅流量传感器的测量原理与存在的一些问题。之后,对光纤光栅传感机理进行了介绍,总结了光纤光栅应变原理。介绍了流量测量的相关原理,介绍了几种传统差压流量计的测量原理。其次,对有限元分析软件ansys进行了详细介绍,采用有限元分析方法对我们所设计的FBG流量传感器模型进行了实体建模、有限元建模。分析了不同水流流速情况下,传感器模型的静压力场,速度场等。最后总结出所设计的光纤光栅流量传感器可以较好地反应流体流速(流量)的变化。再次,在ansys有限元软件模拟分析的基础上,设计了光纤光栅流量传感器的机械模型。并进行了相应的加工与组装,利用流量实验平台进行了实验。对所设计的FBG流量传感器进行了试验测试,通过分析实验结果,我们得出实际试验与理论分析大体是一致的。最后,设计了基于Web的FBG流量传感分析系统。系统提供了友好的界面,能方便地将实验数据以曲线方式显示,以图表方式显示,以三维曲线方式显示等。

关键词：光纤光栅(FBG) 流量传感器有限元ansys JAVA

山区高等级公路高填方路堤沉降变形规律及预测模型研究

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山区高等级公路高填方路堤沉降变形规律及预测模型研究

作者：隗忠全长江大学

学位级别：硕士

近些年,随着我国高等级公路建设的迅猛发展,山区道路建设也越来越多。在山区道路建设中,对于一些特殊地段采用高填方路堤形式通过,可以减少工程建设对周边生态环境的破坏、充分利用周边煤矿及隧道等工程的矿渣废料、进而达到保护生态环... 详细信息

近些年,随着我国高等级公路建设的迅猛发展,山区道路建设也越来越多。在山区道路建设中,对于一些特殊地段采用高填方路堤形式通过,可以减少工程建设对周边生态环境的破坏、充分利用周边煤矿及隧道等工程的矿渣废料、进而达到保护生态环境和降低工程造价成本的目的。但是高填方路堤填方工程量极大,施工工艺复杂,在路堤修筑完成后,经过长期车辆荷载的反复作用及自然环境不可抗力因素的破坏影响,容易出现路堤局部沉降甚至整体塌陷,进而产生边坡滑动失稳等病害。故而,在高填方路堤工程中,路堤沉降问题不容忽视,研究高填方路堤沉降变形规律及工后沉降预测对实际工程具有重要指导意义。本文以福建某高速段高填方路堤为研究背景,选取合理的材料本构模型,利用ansys有限元分析软件建立典型的高填方路堤分析模型,选取了填筑高度、填料土石比、路堤坡度、地基处理方式等影响因素,对高填方路堤沉降问题进行了参数敏感性分析,同时对碾压施工工艺进行了探讨,总结了不同参数不同工况下的变形规律。然后结合实际工程,通过现场孔位布设与实时监测,采集并整理了现场实际沉降数据;通过现场土样采集及室内土工试验,得到相关材料物理参数;借助有限元分析软件ansys建立工程实体模型,仿真分析该路堤分级填筑时路堤的应力应变变化情况与沉降变形规律;通过工程现场实测沉降与仿真分析结果的对比,分析高填方路堤沉降变形规律。最后分别采用灰色系统理论GM(1,1)及BP神经网络对高填方路堤建立沉降预测模型,对比综合两种预测模型的优点,对实测非等时距监测数据采用三次样条插值方法处理后,提出了更适用于此工程的基于GM(1,1)-BP神经网络的高填方路堤沉降联合预测模型。

关键词：高填方路堤沉降有限元ansys 现场监测联合预测模型

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钢箱梁桥面铺装材料结构分析与应用

钢箱梁桥面铺装材料结构分析与应用

作者：王光辉湖北工业大学

学位级别：硕士

钢箱梁铺装一直受到我国与国外学术界和工程界的高度重视，它是大跨径钢箱梁建设的关键技术之一。我国从20世纪90年代起就开始发展建设大跨径钢箱梁桥，通过调查统计，目前我国从已建设并投入使用的数十座钢箱梁桥的桥面铺装状况来看，... 详细信息

钢箱梁铺装一直受到我国与国外学术界和工程界的高度重视，它是大跨径钢箱梁建设的关键技术之一。我国从20世纪90年代起就开始发展建设大跨径钢箱梁桥，通过调查统计，目前我国从已建设并投入使用的数十座钢箱梁桥的桥面铺装状况来看，这些桥梁在使用过程中远达不到设计使用年限和使用要求的舒适度就发生了开裂、推移、拥包、破损等结构病害，这些问题不仅在国内屡次出现，到目前为止，钢箱梁桥面铺装问题至今仍是一个世界性技术难题。文章首先对我国及国外钢箱梁桥面铺装的受力特点、铺装功能要求、破坏形态及出现结构病害的原因进行了总结和归纳，并进行了深入分析。本文在原来研究和设计要求的基础上提出了新型的钢箱梁铺装材料与结构铺装方案。该方案理论上能够提高铺装结构与钢桥面板的抗剪强度和协调变形能力，能够很好地防止上下层的脱粘滑移、拥包。文中通过对材料的的实验研究，证明该方案具有可行性。本文在利用有限元分析时以铺装层表面最大横向拉应力、刚性铺装下面层与钢板间的层与层之间横向最大剪应力、铺装层与钢板之间的粘结力作为为研究对象，得出以下结论： (1)本文借助有限元分析软件ansys分析了大跨径钢箱梁桥面铺装结构的受力情况，结合我国实际情况分析，认为铺装层材料的厚度宜控制在8010mm左右。其中轻骨料刚性铺装下层的铺装层厚度取50mm较适宜。 (2)采用高粘度改性沥青SMA与高韧性轻骨料混凝土相结合的铺装层，他们形成齿轮粘结状态，大大增加了铺装层之间的粘结力，使铺装层与桥梁钢板脱粘，出现推移、拥包、开裂的现象明显减少。加上材料本身的优越性，能使桥面高温稳定性大大提高，在高温季节能够避免桥面铺装层软化。最后本文提出了轻骨料混凝土作为桥面铺装材料有很好地发展前景。

关键词：桥面铺装有限元ansys 高粘度改性沥青轻骨料混凝土接触分析

澜沧铅锌矿凝灰岩软岩巷道破坏机理分析及支护参数优化研究

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澜沧铅锌矿凝灰岩软岩巷道破坏机理分析及支护参数优化研究

作者：何尽川昆明理工大学

学位级别：硕士

软岩巷道支护一直是困扰矿山安全生产的重大问题之一。多年来,澜沧铅锌矿的生产过程中一直遇到凝灰岩巷道支护的问题。这种凝灰岩属于软岩,具有易膨胀、遇水易崩解湿化的特性,这就致使巷道极不稳定,常常出现冒顶、两帮内挤、底鼓,甚至... 详细信息

软岩巷道支护一直是困扰矿山安全生产的重大问题之一。多年来,澜沧铅锌矿的生产过程中一直遇到凝灰岩巷道支护的问题。这种凝灰岩属于软岩,具有易膨胀、遇水易崩解湿化的特性,这就致使巷道极不稳定,常常出现冒顶、两帮内挤、底鼓,甚至全断面的变形破坏。目前,矿山对这种软岩巷道采取的主要支护手段是木架厢支护,虽然这种支护手段简便易行,但是不能彻底解决巷道的变形失稳问题,致使矿山需要经常对巷道进行返修和维护,影响了矿山的正常生产,无形中增加了开采成本并造成重大的经济损失。本文针对澜沧铅锌矿凝灰岩软岩巷道破坏的具体情况,以1700中段开拓平巷凝灰岩比较集中的部位为研究对象进行如下相关研究：1、凝灰岩的室内试验研究。通过对凝灰岩进行密度测定、含水率实验、微观结构分析、吸水实验、崩解湿化实验、膨胀实验、蠕变特性研究以及点荷载实验,得出：凝灰岩中含有大量高岭石和蒙脱石等粘土矿物,且易吸水,这种凝灰岩强度低,属于中膨胀性软岩,在干燥和没有水作用的条件下很少发生膨胀和崩解湿化现象;一旦遇水或在潮湿的环境下,其耐崩解能力大幅降低,膨胀性大幅提升,膨胀速度加快,加之气候、温度的干湿循环、冷热循环的影响,进一步加速了凝灰岩软岩巷道的变形破坏。从实验中可以看出,凝灰岩所含的膨胀性微观物质是造成巷道破坏的主要内在因素,水和湿润空气是造成巷道破坏的主要外在因素。2、结合新奥法理论对澜沧铅锌矿软岩巷道提出锚喷网支护手段,进行了为时两个多月的现场试验,并即时检测,分析实验中的各种影响因素,总体得出较为理想的实验结果。3、采用ansys有限元模拟软件,对主要支护参数进行优化,这包括断面形式、锚杆布置参数,分析结果得出：采用三心圆拱断面形式,能有效提高围岩开挖后初期稳定性;采用长度为1.8m,半径为2cm,弹模为200GPa的实心超强锚杆,间排距为0.75m×0.75m的布置形式更能减小围岩的后期变形量,提高支护的整体稳定性。

关键词：凝灰岩软岩巷道支护技术新奥法锚喷网有限元ansys

基于有限元的圆柱体声场仿真及缺陷回波特征分析

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基于有限元的圆柱体声场仿真及缺陷回波特征分析

作者：高捷中北大学

学位级别：硕士

圆柱体在国防军工、航空航天、交通运输等领域的应用一直很广泛,但是圆柱体在使用过程中,会造成其内部或表面不同程度的损失,这些缺陷常常会降低产品的使用年限,因此,在制造过程以及使用过程中,对圆柱体进行无损检测具有十分重大的意义... 详细信息

圆柱体在国防军工、航空航天、交通运输等领域的应用一直很广泛,但是圆柱体在使用过程中,会造成其内部或表面不同程度的损失,这些缺陷常常会降低产品的使用年限,因此,在制造过程以及使用过程中,对圆柱体进行无损检测具有十分重大的意义。本文以圆柱体内缺陷检测为对象,采用有限元方法对圆柱体声场进行仿真并对缺陷回波特征进行分析。论文根据圆柱体超声检测原理,结合有限元仿真技术,采用ansys软件对圆柱体超声检测过程进行了仿真,得出缺陷回波信号,并用实际检测信号验证了仿真结果的有效性;在此基础上,从模型大小、激励频率以及网格大小三个方面对仿真缺陷回波信号进行了分析,考虑仿真的准确性和仿真效率,确定了模型半径为5mm,激励频率为2.5MHz,网格大小为0.1mm作为后续研究的仿真参数;根据圆柱体内缺陷超声检测原理,依次在检测工件表面一周360度施加激励进行仿真,分析了不同位置、不同大小、不同形状的缺陷回波信号特点,得出缺陷特征回波的幅值与缺陷位置相对于激励信号发射点的角度之间的规律,建立缺陷回波信号特征与缺陷的关系数据库。论文得到的关系数据库,可为实际缺陷检测提供参考,为进一步缺陷类型识别和缺陷重构的研究提供依据。

关键词：超声检测声场仿真有限元ansys 缺陷回波特征分析

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深基坑变形监测体系研究及工程应用

深基坑变形监测体系研究及工程应用

作者：刘兆民大连理工大学

学位级别：硕士

随着现代城市高层建筑的不断发展,基坑的规模不仅越来越大,而且越来越深,这就对安全施工提出了极大的挑战,因此基坑施工的同时,就需要选择适当的基坑变形监测体系,使国际上专家学者对深基坑变形监测体系研究越来越关注。但是我国在深基... 详细信息

随着现代城市高层建筑的不断发展,基坑的规模不仅越来越大,而且越来越深,这就对安全施工提出了极大的挑战,因此基坑施工的同时,就需要选择适当的基坑变形监测体系,使国际上专家学者对深基坑变形监测体系研究越来越关注。但是我国在深基坑方面的研究相对较晚,直到1999年我们才召开了第一次专门的深基坑研究领域的会议,不仅理论研究相对落后于实践,并且我国没有丰富的工程实践,而且在施工管理和经验上也很缺乏,因此在深基坑工程施工期间造成的工程事故率远远高于发达国家。因此,本文通过查阅大量的有关资料文章,对上述这样的基坑工程在基坑变形监测体系研究上从以下方面开始着手：首先介绍了基坑变形所涉及到的岩土变形理论以及地下水对岩体变形的机理,论述了基坑在开挖过程中的几个变形形式,一是在基坑刚刚开挖时,基坑底会弹性隆起,基坑底中间有最大的隆起;二是随着基坑开挖的不断加深基坑周围的地表竖直沉降变大;三是在基坑开挖过程中加固结构的水平位移和竖直沉降量也变大。本文接着分析了深基坑的监测布置体系,比较详细的讲述了基坑监测体系布置时的规定、监测内容如何确定以及使用哪些监测仪器和每种监测仪器使用的监测方法的筛选。由于监测数据量大而且性质多样,所以选择合理的监测数据的处理方法尤为重要,如误差分析和平差原理等。最后采取数学的方法对监测数据进行归纳作图,最终确定各个监测内容的警戒值。在论文的最后,结合大连恒隆广场基坑开挖项目具体分析了整个监测体系的实施过程。通过上述理论操作方法,首先对基坑的某几断面进行了ansys数值模拟分析,通过ansys分析模型的计算结果与在施工期间的监测结果相比较,变形结果一致,不仅评估了此基坑工程在施工过程中的安全隐患,而且在施工的同时及时指导基坑工程安全施工和预防工程事故的发生。

关键词：深基坑岩土理论作用机理平差原理变形监测有限元ansys