摘要：在管桩沉桩过程中产生的闭塞效应以及桩芯土的存在,使得管桩的力学特性与实心桩存在着差异,因此需要考察桩周土和桩芯土力学性质的差异对管桩振动的影响。将桩周土、桩芯土和管桩视为一个整体,利用轴对称模型和桩-土接触面的连续性条件得到了管桩的竖向振动解,为了比较,也给出了管桩竖向振动的欧拉模型解。借助数值算例,对比分析了管桩竖向振动采用轴对称模型和欧拉模型得到的桩顶复刚度,并分析了桩周土、桩芯土和桩体本身物理参数对管桩竖向振动的影响。研究结果表明,轴对称模型得到的桩顶复刚度较欧拉模型的结果小,两种模型得到的结果存在一定的差异;桩周土剪切模量比桩芯土剪切模量大时,桩基动刚度和动阻尼则较小;桩顶的复刚度随管桩壁厚的减小而减小,因此,管桩管壁不宜过薄。在进行管桩设计时,需要考虑土体性质对桩基振动特性的影响,合理选择管桩内、外半径和桩长。

摘要：摩擦副的热弹性特性直接影响液黏传动的工作性能和可靠性。为了研究软启动过程中温度变化和外界约束对摩擦副热弹性特性的影响,建立了摩擦副瞬态热传导和热弹性轴对称模型,综合考虑热应力和机械应力,采用间接耦合有限元数值分析方法预测对偶钢片温度场、应力场和位移场的分布规律,揭示了对偶钢片发生热失效的机理。结果表明:热负荷特性直接影响应力的分布,是导致热失效的关键因素。当应力超过材料的屈服强度时,钢片会发生翘曲变形。周向应力是最主要的应力分量,可作为判断对偶钢片是否发生热失效的重要依据。轴对称模型能够简化计算,同时不影响计算结果的准确性。研究结果为液黏传动摩擦副的设计和提高使用性能提供了一定的理论参考依据。

摘要：针对大型换热器管板结构建模复杂与求解困难等问题,根据支撑刚度相等的原理,采用一族等厚薄壁圆筒体来取代换热管对管板的支撑作用,结合多尺度均匀化方法,考虑管子壁厚对管板的加强作用,在此基础上提出了一种管板结构轴对称分析的简化模型即当量管板—壳单元模型,探讨了壳单元个数对轴对称模型计算精度的影响,并将轴对称模型的计算结果与实体模型进行了对比分析和应力评定,所得结果显示简化后的轴对称模型不仅能满足工程设计需要,且能有效地节省计算成本,因此所提出的简化模型能够为管板结构的应力分析设计提供理论参考。

摘要：水消声器可以有效降低管路系统水噪声,为更加准确的预测水消声器传递损失,利用结构声耦合数值模型分析消声器内部声场,研究不同部位结构声耦合效应对充水膨胀腔消声器声学性能的影响规律.计算厚径比为1的充水膨胀腔消声器传递损失,并与刚性条件下的数值结果及理论结果进行比较,以验证方法的正确性;对比二维轴对称模型与整体计算模型的计算结果,验证基于二维轴对称模型分析的可行性.数值研究表明:本方法可以有效的预测水消声器传递损失;随着水消声器腔壁厚度的减小,弹性结构与流体的耦合程度增加,结构声耦合效应对水消声器的声学性能影响增加;周向腔壁的结构声耦合效应会造成膨胀腔消声器的传递损失曲线向低频方向移动;端部腔壁的结构声耦合效应会使消声器传递损失曲线出现反共振峰、共振峰,这与膨胀腔端板结构的固有模态相关;膨胀腔壁的结构声耦合作用使腔内声压在较低频段内出现三维高次波,增加消声量;管路结构声耦合效应对水消声器声学性能的影响不大.

摘要：核电站中存在着一类特殊的管道穿安全壳部件,即安全壳贯穿件。其分析方法与规范要求不同于管道分析。因而,针对CAP1000电站中带封头的安全壳贯穿件,需要一套方法和流程对其进行计算、分析和评定。本文以CAP1000带封头的机械贯穿件为研究对象,经分析、研究及对比,基于通用有限元软件ANSYS,以及轴对称模型非轴对称加载和既定的载荷组合策略完成计算,基于通用文档处理软件Excel完成评定,并且应用VB软件将整个计算和分析流程界面化,开发了一套针对带封头的机械贯穿件进行应力分析和疲劳分析的应用程序。本文中的分析评定方法和流程以及基于该方法而编写的程序准确、可靠,可极大地提高工作效率。

摘要：为了解决压电层合板层间应力连续性问题,从而更为准确地预测传感器的实际输出,利用COMSOL Multiphysics对基于PVDF压电薄膜的三维机器人触觉传感器进行有限元建模。利用三维线性理论建立了压电层半解析轴对称有限元模型,得出分别沿三个方向施加单向力时触觉传感器各压电薄膜的电压响应。仿真结果与标定值之间的误差小于6%,验证了设计的合理性和可行性。

摘要：为响应国家“绿水青山就是金山银山”的发展理念,对废弃矿坑的开发再利用成为热点,而采用合理的稳定性评价方法对废弃矿坑边坡加固设计是后续工作的关键。但这类矿坑边坡通常形状近似圆形或椭圆形,三维空间效应不容忽略,基于传统平面应变假设的简化方法对其进行稳定性分析似乎不太合理。在FLAC3D强度折减法的基础上,提出了一种针对近似圆形矿坑边坡稳定性分析的轴对称模型简化计算方法。基于计算结果的对比分析表明:(1)对于这种类似圆形凹坡,轴对称模型计算的安全系数比传统平面应变模型更准确,减少了计算时间,并且轴对称模型对于各种复杂程度不同的边坡类型同样适用;(2)轴对称模型计算的安全系数与三维模型计算的安全系数非常接近,而传统平面应变模型计算的安全系数偏于保守;(3)将轴对称模型计算结果与现有研究对比,表明两者结果相符,并将其进一步应用于长沙冰雪世界项目矿坑边坡加固工程的稳定性分析中,证明其可为类似工程的边坡稳定性评价提供参考。

摘要：弹簧蓄能密封圈是一种性能优良的密封装置,其中的蓄能弹簧可以为密封圈提供初始密封压力,起到辅助密封的作用。但目前对弹簧蓄能密封圈的研究多是在有限元软件中建立二维轴对称模型进行仿真实验,对蓄能弹簧的力学特性和建模计算方法的认识尚有不足。为实现不同结构的弹簧蓄能密封圈的参数化仿真设计,推导环形蓄能弹簧的空间曲线参数方程,建立双层螺旋蓄能弹簧的三维有限元模型,并仿真分析其力学特性。定义蓄能弹簧的内侧刚度和外侧刚度,研究弹簧不同结构参数对其刚度的影响。结果表明,弹簧的厚度和弹簧截面外径对刚度的影响较大,而弹簧中径和匝数对刚度影响可忽略不计。提出轴对称等效模型的建立原则,建立轴对称等效模型的经验公式,为弹簧蓄能密封圈的参数化仿真设计提供了参考。

摘要：给定材料参数的条件下,如何确定最优声腔结构是声学覆盖层设计中的关键问题。针对去耦型声学覆盖层,提出一种轴对称模型与拓扑优化相结合的方法,可以快速寻得最优的声腔结构。文中采用轴对称简化模型来描述周期性覆盖层的声学特性,通过与正方形模型、六边形模型以及实验结果的对比,验证了有限元模型的正确性。采用基于密度的拓扑优化方法,对覆盖层的不同区域进行了优化,以此为基础,获得一种含U型腔的覆盖层结构,在常压和静压下,其隔振性能均优于典型的圆柱空腔覆盖层的隔振性能。

摘要：建立一种子午线轮胎的轴对称非线性有限元模型 ,用以模拟轮胎的轮辋定位 充气 自由旋转过程。模型考虑了橡胶材料的非线性和不可压缩性、帘线 橡胶复合材料的各向异性、轮胎大变形的几何非线性以及轮胎、轮辋与路面的非线性接触边界条件。通过有限元分析 ,得到了子午线轮胎在充气压力和离心力作用下的变形和应力分布情况 ,并将计算结果与试验结果进行了比较 。