等效应力

摘要： 背景:目前针对外侧壁破损型股骨转子间骨折的手术内固定方式存在争议,以股骨近端防旋髓内钉固定为主流方案,不同外侧壁分型的股骨转子间骨折髓内固定的生物力学研究较少。目的:通过有限元分析比较股骨近端防旋髓内钉治疗不同外侧壁分型股骨转子间骨折的生物力学特点,探讨外侧壁对股骨转子间骨折内固定的影响。方法:选择1例健康老年女性患者,根据股骨近端CT扫描数据,应用Mimics 21.0,Geomagic Wrap,Creo 6.0,Abaqus 2020软件建立股骨近端和股骨近端防旋髓内钉的三维有限元模型,模拟外侧壁稳定型、危险型及破裂型股骨转子间骨折,建立股骨近端防旋髓内钉内固定装配模型。观察在静止及行走2种状况下赋予同等载荷时3种骨折内固定模型的等效应力及位移分布云图。结果与结论:①A3.3型股骨转子间骨折在动态载荷时最大等效应力及位移均最大,最大等效应力约为A2.3型的2倍,A1.3型的2.7倍,最大等效位移约为A2.3型的1.5倍,A1.3型的3倍,静态时各型差别不明显;②动静态载荷时股骨颈、骨折端及主钉处等效应力A3.3型较A1.3和A2.3型增大,以主钉处明显;③动态载荷时股骨头、股骨颈、骨折端、外侧壁、内侧壁、主钉及螺旋刀片各部位等效位移A3.3型均较A1.3和A2.3型增大,静态时变化不明显;④结果表明,外侧壁的完整性可减轻内固定应力,使应力及位移分布更为合理,有利于维持股骨转子间骨折内固定的稳定性。

摘要： 针对动车组轴箱轴承易发生疲劳损坏等问题,选择弹性复合圆柱滚子轴承作为动车组轮对的传动支撑部件,并对其承载能力进行了理论推导、仿真计算和试验研究。首先,在考虑了轨道不平顺作用下动车组轴箱轴承承受的垂向载荷、横向载荷和纵向载荷的基础上,构建起了动车组转向架的力学模型;然后,基于弹性复合圆柱滚子轴承的结构特性,在动车组轮对超常载荷和常规载荷两种工况下,通过有限元分析方法先进行了整体计算,再以当量载荷作为约束,对轴承进行了局部计算,确定了弹性复合圆柱滚子轴承滚子的最优填充度,对比分析了弹性符合圆柱滚子轴承和普通圆柱滚子轴承的承载特性;最后,通过轴承试验台对其接触应力进行了试验,验证了动车组轮对轴承仿真模型的准确性,以及弹性复合圆柱滚子轴承的优越性。研究结果表明:在超常载荷和常规载荷两种工况下,弹性复合圆柱滚子轴承的最大等效应力较普通圆柱滚子轴承分别下降了19.82%和27.92%;该分析结果可为动车组轮对的传动系统的设计和优化提供理论参考。

摘要： 首先以低碳钢拉伸试样为研究对象,对其进行拉伸实验和数值模拟;通过拉伸位移与实验力曲线结果对比,表明两种方法得到结果的误差在工程许可范围内,约为6.7%,验证了拉伸实验的数值模拟可靠性。其次,开展某工程的15钢拉伸试样的数值仿真,研究不同拉伸速度下的该试样应力场和拉伸力。结果表明:随着拉伸速度的增大,15钢试样的最大等效应力和最大拉伸力也随之增大,且均出现在试样中部。

摘要： 某电厂高温再热蒸汽管道立管管夹尾部发生变形,通过几何尺寸测量、化学成分分析、拉伸试验及热-结构耦合有限元分析等方法,分析了管夹变形的原因。结果表明:管夹在直段与弯曲段的转角处存在应力集中现象,该处等效应力超过相应温度下材料的屈服强度,导致管夹变形;通过增加管夹厚度和在管夹直段与弯曲段的转角处设置肋板,可使其最大等效应力降低至相应温度下材料的屈服强度以下,有效防止管夹变形。

摘要： 运用有限元软件模拟覆土作用下直径6m钢波纹管涵洞的应力变形特性,通过计算分析可得:覆土作用下各角度的等效应力有明显变化,波峰波谷最大应力出现角度略有差异,优化前后波峰断面的最大应力同比减小了21.7%,波谷断面同比减小了11.93%。优化前后钢波纹管的最大等效应力减小约18MPa,水平相对位移不变,但竖向位移减小。通过优化结构形式的方法,调整了0°、180°钢波纹管板厚,对水平、竖向位移几乎无影响的情况下,减小了最大等效应力。

摘要： 以Y型声屏障为研究对象,建立高速列车-声屏障流体动力学和有限元仿真模型,模拟列车进出声屏障区域全过程,从列车速度、声屏障-列车距离、声屏障折板角度等因素研究Y型声屏障的动态响应特性。研究结果表明:当列车通过声屏障时,脉动风压呈明显的头波和尾波效应;沿高度方向脉动风压自下而上减小,在Y型折板处急剧下降,底部脉动风压约为顶部风压的1.77倍;Y型声屏障所受脉动风压随列车速度线性增大而加速增大,随声屏障-列车距离增加而减小,随折板角度增加而降低;Y型声屏障最大等效应力随折板角度增加而增大,其变化趋势与脉动风压的变化趋势相反;在实际工程中,应选择小角度(105°~135°)Y型声屏障,工程中应对声屏障底部结构进行加固并加强监测。

摘要： 目前,测试管柱力学研究主要集中在测试管柱受到内压、外压、轴力、扭矩、弯矩和黏滞摩阻等多种载荷变化下的屈曲变形,对用于连接测试管柱的螺纹及测试管柱发生变形时螺纹应力分布和强度分析不足。为此,采用有限元软件建立了测试管柱螺纹的有限元分析模型,对测试管柱接头螺纹进行受力分析,研究管柱螺纹应力随纵向载荷变化和有、无上扣扭矩对管柱螺纹应力和强度的影响。研究结果表明:测试管柱螺纹两端扣牙处等效应力较大,其中后端最后一扣的等效应力最大,而中部的扣牙受力相对较小;随着纵向载荷的不断增大,管柱螺纹处的应力幅值不断增大,在不同纵向载荷作用下,管柱内螺纹和外螺纹相互作用力均出现两头大、中间小的形态;有上扣扭矩时,测试管柱扣牙处的应力比无上扣扭矩时大,并且有上扣扭矩会增加后端扣牙的咬合力。所得结果可为测试管柱的安全分析提供理论支持。

摘要： 结合中铁十四局集团隧道工程有限公司的实际生产情况以及刀盘的结构形式对刀盘格栅进行改造,提出了三种改造方案。通过ANSYS进行分析,比较得出三种改造方案中的方案三为最佳的改造方案。

摘要： 贯流式水轮机在实际运行过程中受力不对称,这使得叶片容易出现疲劳损坏、裂纹等问题,为准确地揭示贯流式水轮机内部流动状态,分析水轮机振动及叶片疲劳损坏的内在原因,该研究在考虑上下游库区自由液面及水体重力的情况下对灯泡贯流式水轮机进行真机流动性能的数值研究,并采用流固耦合的方法对不同工况下转轮叶片进行应力应变分析。结果表明:受水体重力产生的静水压力影响,贯流式水轮机叶片旋转的过程中经历周期性的压力波动,且水头越低、转轮淹没深度越大,叶片表面所承受的压力波动幅值越大;叶片的形变量沿半径方向逐渐增大,叶片位于0°位置时,静水压力方向与叶片表面动水压力方向一致且相互叠加,使得叶片产生最大形变量,叶片处于180°位置时,静水压力推动叶片转动有助于缓解叶片发生形变;由于悬臂梁结构的叶片在轮缘处的应力可以通过形变量得到释放使得此处等效应力接近为0,随着半径的减小等效应力逐渐增大,叶片靠轮毂处受枢轴的约束而使得此处应力出现最大值;水头的增加导致转轮淹没深度减小,使叶片表面承受的静水压力减小,因此叶片上的最大形变量及最大等效应力均有所减小。研究结果对贯流式水轮机转轮叶片设计优化、运行维护具有理论指导意义。

摘要： 根据美国国家可再生能源实验室给出的风力机数据,利用Pro E软件建立5 MW半潜式海上风力机模型,通过仿真软件进行双向流固耦合模拟,探究基于双向流固耦合半潜式风力机风轮在耦合作用时产生的形变及等效应力应变情况。通过分析风力机自存状态以及不同风浪条件下风力机的运行情况可知:作为风力机最重要的部分,风力机叶轮随着转速增大,产生的形变增大,同时形变峰值会越早出现;风轮最大等效应力出现于运行初始阶段,随着时间的推移,应力最终稳定在一定范围内;风力机的形变程度随风速的增大而增大;在风力机运行过程中系泊缆随浮筒一起做周期性运动。研究结果可为海上半潜式风力机安全稳定运行提供参考,同时为设计海上半潜式风力机提供借鉴。

摘要： 基于ANSYS有限元软件实现了圆弧端齿结构的参数化建模,分析了齿根连接结构在不同几何参数和载荷等情况下的最大等效应力和接触区域微动参数的分布情况.结果表明各因素对最大等效应力和微动参数的影响不同:(1)圆弧端齿内径、全齿高系数、压力角及过渡圆弧对最大等效应力的影响较大,山形底高对最大等效应力的影响相对较小;(2)预紧力和摩擦系数对相对滑移幅值的影响较大,扭矩对其影响较小;(3)预紧力、扭矩和圆弧端齿内径对接触压力的影响较大,山形底高对其影响较小.

摘要： 本文采用有限元方法对Cr4Mo4V钢圆筒形锻件的锻造过程进行了数值模拟研究.研究结果表明,Cr4Mo4V钢圆筒形锻件在始锻温度为1200°C的锻造过程中等效应力、等效应变和实际锻造温度的分布极不均匀.除开锤击次数之外,圆筒形锻件锤击后内孔深度对等效应力、等效应变和实际锻造温度的分布影响也比较大.

摘要： 叶轮是离心压缩机的核心部件之一,对于悬臂结构的转子系统,叶轮的质量和应力大小直接影响着转子组的安全稳定性,因此对叶轮进行结构优化设计,降低质量和应力尤为关键.本文综合有限元分析方法和数学优化算法,对某型号蒸汽压缩机半开式叶轮进行优化设计,优化后叶轮质量降低27.1Kg,降低约16.1％,叶轮最大等效应力降低196.4MPa,降低约18.5％,优化设计效果明显,对降低成本和提高机组转子稳定性有着重要意义,具有良好的工程实用价值.

摘要： 借助有限元软件DEFORM-3D模拟了TA10钛合金大锻件两镦两拔的锻造过程,获得了两镦两拔过程中合金等效应力及等效应变的变化规律.研究表明,在锻造过程中,合金内部的等效应变一直增大,二次镦粗后合金的等效应力达到最大值;二次拔长过程中,工件内部发生动态再结晶,等效应力下降;两次镦拔后工件内部等效应力保持较高水平.

摘要： 本文采用DEFORM-3D有限元软件对带肋铝合金管挤压成型工艺进行数值模拟,建立挤压模具及金属坯料的几何模型与材料模型,根据需要选择适当的模拟参数,分析挤压针处于不同行程时铝合金管的等效应力、等效应变分布、行程载荷曲线变化及坯料流动变化,获得了挤压成型过程典型阶段的高应力、应变区及坯料流动规律,为挤压模具设计改进提供了重点方向和技术支持.

摘要： 公交车事故在近年频频发生,乘客在逃生时选择正确的敲打车窗的位置,就会在较短时间内尽可能地多赢得逃生时间.本文利用Autodesk Inventor对玻璃受力情况进行应力分析,并根据仿真实验数值进行探讨,为实际生活提供了科学的理论实验数据.将力分别加在玻璃的面心和角点位置，后者玻璃的等效应力的最大值最先达到强度极限σb ，即玻璃最先发生脆性断裂。击打角点位置，同等面积的正方形车窗（公交车）和梯形车窗（小轿车）相比，正方形车窗更易发生脆性破裂。对于梯形车窗，击打下底边直角位置，更容易使车窗发生脆性破裂。

摘要： 本文基于内聚力模型,使用有限元分析软件ANSYS对切割过程进行了模拟仿真.结果表明,内聚力(CZM)模型可以很好地模拟切割过程,切割时的最大等效应力发生在与刀尖相接处的切屑处.

摘要： 非道路柴油机工作条件恶劣、工况变化剧烈,对柴油机零部件的可靠性提出更高要求.基于流固耦合方法,建立了某非道路四缸高压共轨柴油机整机有限元模型.采用硬度塞温度测试方法对标定工况和最大扭矩工况下气缸盖火力面的温度布进行了测试,修正了传热边界条件,将整机与其内部冷却液作为一个整体进行直接耦合计算,研究了整机温度场、应力与变形的情况,研究表明:最高温度位于缸盖"鼻梁区",达到299.09°C,计算结果与试验结果误差在5％以内;缸盖最大等效应力为263MPa;最大变形发生在冷却效果较差的缸盖飞轮端,变形量达到0.38mm.气缸体最高温度位于3、4缸之间靠近缸垫的连接区域,达到129.31°C,最大等效应力为174.5MPa,最大变形量为0.28mm,针对较高的热负荷建议对水套上水孔进行优化.

摘要： 本文建立了扁挤压筒三维模型,应用有限元法进行了热-结构和蠕变分析,确定内衬在过盈预紧力、热载荷与工作内压作用下,外壁在圆周方向上呈长圆形,内壁水平轴向各节点与垂直轴向各节点沿挤压方向变形具有分段性特征;内壁圆弧处的受力过渡区极易出现应力高值,内壁直边段的等效应力值沿挤压方向明显分为两段,分段位置接近挤压筒全长二分之一,内壁圆弧处的各等效应力等值面几乎平行;蠕变变形起始于内壁圆弧处的受力过渡区,而后向三个方向扩展,其一沿圆弧径向直至外壁,其二向模具侧扩展直至端面,其三向直边段扩展,止于圆弧与直边段分界点;蠕变等效应变最大值曲线存在明显转折点,等效应力最大值在此转折点处不仅发生位置改变,且超过了材料屈服极限.

摘要： 为研究拉拔过程中模具外径和模角对黄铜管材空拉变形的影响,运用非线性有限元模拟分析软件Deform2D对铜管空拉过程进行模拟仿真,主要是模拟了空拉过程中铜管与模具的最大等效应力分布规律、拉拔力以及铜管壁厚的影响规律,并系统对模拟结果进行分析.这对实际中提高管材空拉质量,延长模具寿命有重要的指导意义.

摘要： 本发明涉及一种单裂缝岩石等效有效应力系数测试装置以及测试方法。其中的测试装置的三轴压力室设置有测试腔，轴压加载机构的轴向加载缸设置在三轴压力室的顶部，轴向加载缸的内部与轴压伺服泵连通，轴向加载缸的伸缩端进入到测试腔中；围压加载机构的围压伺服泵与测试腔连通，上压头和下压头沿竖向相对设置在测试腔中，上压头设置在轴向加载缸的伸缩端的正下方，上压头内设置有上流体压力管道，下压头固定设置在测试腔的底部，下压头内设置有下流体压力管道，上流体压力管道和下流体压力管道均和所述流体压力伺服泵连通；待测试的具有单裂缝的岩石放置在上压头和下压头之间。本发明可使测试结果更加准确。

摘要： 本实用新型涉及一种单裂缝岩石等效有效应力系数测试装置。测试装置的三轴压力室设置有测试腔，轴压加载机构的轴向加载缸设置在三轴压力室的顶部，轴向加载缸的内部与轴压伺服泵连通，轴向加载缸的伸缩端进入到测试腔中；围压加载机构的围压伺服泵与测试腔连通，上压头和下压头沿竖向相对设置在测试腔中，上压头设置在轴向加载缸的伸缩端的正下方，上压头内设置有上流体压力管道，下压头固定设置在测试腔的底部，下压头内设置有下流体压力管道，上流体压力管道和下流体压力管道均和所述流体压力伺服泵连通；待测试的具有单裂缝的岩石放置在上压头和下压头之间。本实用新型可使测试结果更加准确。

摘要： 本发明涉及材料延性断裂韧性评估领域，具体而言，涉及一种三维裂尖约束效应及三维裂尖等效应力场的表征方法。对至少两个构件进行延性断裂韧性试验，获得荷载‑位移试验曲线。得到每一个构件的延性断裂韧性值以及塑性功。建立三维约束表征参量与延性断裂韧性值的线性关系。直接从断裂韧性试验中获得三维裂尖约束表征参量，良好地反映三维约束效应，无需复杂的有限元分析。三维约束表征参量能够表征三维裂尖等效应力场，借此关联不同约束条件下的延性断裂韧性。实际用于构件的断裂韧性评价时仅需任意两个不同构形或尺寸的试样即可获得考虑三维约束效应的断裂韧性规律，大大节省工作量，适用性更加突出。

摘要： 本发明公开了基于球、锥一体压头的材料等效应力‑应变关系预测方法，包括以下步骤：步骤1：采用球、锥一体压头对被测材料进行准静态压入试验，获取连续载荷‑深度曲线；其中压头下部为球形压头，上部为锥形结构；步骤2：获取球压阶段载荷‑深度曲线考虑位移误差δ的球形加载曲率Cs(δ)及球形加载指数m(δ)；步骤3：获取锥压阶段载荷‑深度曲线加载曲率Cc；步骤4：根据步骤2得到的Cs(δ)、m(δ)和步骤3得到的Cc，得到材料的本构参数，并得到等效应力‑应变关系；本发明方法简单，并且具有普适性，可用于蠕变、冲击等加载条件进行材料等效应力‑应变和相关因素的力学效应分析。

摘要： 本发明公开了一种拱坝全坝体的等效应力分析方法，属于水电站拱坝设计技术领域，提供一种可实现快速计算处理的拱坝全坝体的等效应力分析方法，包括如下步骤：步骤一、开展拱坝应力有限元计算；步骤二、建立拱梁网格；步骤三、计算拱梁网格节点的几何参数；步骤四、插值得到拱梁网格节点的应力；步骤五、计算等效应力。针对拱坝设计中复杂计算模型大量计算工况和方案得到的有限元计算成果，本发明所述的分析方法通过在有限元计算成果数据的基础上采用拱梁网格作为插值网格，将插值网格中的节点作为后续等效应力计算的节点，以实现快速、实用且稳定的等效应力分析计算，切实解决拱坝设计中有限元成果定量评判的问题。

摘要： 本发明提供了涉及半潜式钻井平台的壳单元最大等效应力获取方法及装置，涉及海上石油勘探领域。本发明所提供的方法，通过多个步骤来迭代更新最大等效应力的数值，在每个步骤执行的时候，均将摇摆力和波浪力中的一个设置为常量，另一个设置为变量，并将上一步骤中计算出的等效应力最大值所对应的变量的角度输入到下一个步骤中作为常量，从而通过此种波浪力和摇摆力相互反射迭代式的调整(实际上相互调整的是波浪力所对应的相位角和摇摆力所对应的摇摆方向角)，最终能够在最终步骤中得到精准的结果。此种计算方式相对于传统全域搜索的方法，降低了整体的计算次数，并且保证了一定的计算精度。

摘要： 本发明涉及材料延性断裂韧性评估领域，具体而言，涉及一种三维裂尖约束效应、等效应力场的表征方法及评估金属结构延性断裂韧性的方法。对至少两个构件进行延性断裂韧性试验，获得荷载‑位移试验曲线。得到每一个构件的延性断裂韧性值以及塑性功。建立三维约束表征参量与延性断裂韧性值的线性关系。直接从断裂韧性试验中获得三维裂尖约束表征参量，良好地反映三维约束效应，无需复杂的有限元分析。三维约束表征参量能够表征三维裂尖等效应力场，借此关联不同约束条件下的延性断裂韧性。实际用于构件的断裂韧性评价时仅需任意两个不同构形或尺寸的试样即可获得考虑三维约束效应的断裂韧性规律，大大节省工作量，适用性更加突出。

摘要： 本发明提供一种拱坝全坝面等效应力计算方法及系统，拱坝全坝面等效应力计算方法包括：对待计算拱坝的有限元网格模型中的各节点进行应力的有限元计算；沿特征高程拱圈的中心线，将特征高程拱圈的中心线分为多份，并确定多个应力路径；根据应力路径上各节点的有限元计算结果及应力路径的曲率半径，确定应力路径上的梁向内力和拱向内力；分别在上下游坝面建立表面效应单元，并确定几何参数；根据各特征高程拱圈上的各应力路径上的梁向内力、拱向内力、曲率半径、上/下游边界条件以及上/下游几何参数，确定上/下游坝面的等效应力，进而可计算出拱坝全坝面的等效应力，并提高了拱坝全坝面等效应力计算的精确度。

摘要： 一种排除轮轨大冲击干扰计算构架等效应力的方法，涉及高速动车组转向架系统领域，解决现有等效应力计算方法无法指导线路维护，且实际线路测试的数据中包括轮轨大冲击干扰的测试信号且无法消除等问题，本发明可以根据实测带轮轨大冲击信号，预测排除轮轨大冲击后的构架等效应力，能够有效的指导线路维护标准制定。本发明方法通过排除轮轨大冲击干扰计算构架不含大冲击等效应力幅值，评估维护线路状态，预测无大冲击条件下构架实际等效应力。制定合理的线路维护标准，使转向架构架在使用过程中结构强度满足要求，不发生破坏。

摘要： 本发明提出一种椭球底圆柱推进剂贮箱等效应力分析计算方法，应用该方法即可对椭球底圆柱推进剂贮箱的等效应力进行分析计算。首先，根据推进剂贮箱承受载荷的实际，建立椭球底圆柱贮箱模型，为椭球底圆柱推进剂贮箱等效应力分析计算提供基础。其次，应用材料力学理论分别对椭球下底、圆柱筒及椭球上底经向应力与环向应力进行分析，基于Von Mises准则对贮箱等效应力进行定义。最后，结合实例参数对椭球底圆柱贮箱结构等效应力进行分析计算，并与Workbench数值仿真结果进行对比分析，验证本发明提出的椭球底圆柱推进剂贮箱等效应力分析方法的有效性。