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关键词： 腕关节   舟骨   月骨   骨间韧带   有限元分析  

摘要： 目的建立腕关节三维有限元模型研究腕关节舟月骨间韧带(Scapholunate interosseous ligament,SLIL)在腕部不同运动中的应力分布。方法选取正常腕关节CT数据,将其导入Mimics软件构建腕关节三维有限元模型,分析腕关节不同运动方向受力时的SLIL应力分布。结果随背伸角度增大,SLIL应力增大,背伸角度增加到90°时,SLIL受到最大应力为1.3787 MPa。背伸角度为30°时,腕关节掌屈时SLIL受到的最大应力为0.1596 MPa,掌屈角度增加到90°时,SLIL的最大应力降低至0.2452 MPa。桡偏25°时,SLIL受到的最大应力为0.8145 MPa,尺偏25°时,SLIL受到的最大应力为0.1356 MPa。腕关节做桡侧受力20N时,SLIL受到的最大应力为0.4465 MPa,尺侧受力20N时,SLIL受到的最大应力为0.4635 MPa。结论腕关节三维有限元模型可以模拟SLIL在腕部不同运动中的受力情况。腕关节背伸角度达90°时,SLIL的应力最大。做尺偏、桡偏动作时,相同偏转角度下,SLIL桡偏时最大应力是尺偏最大应力的6倍左右。

关键词： 断裂力学   应力强度因子   J积分   尖椭圆截面管   裂纹   有限元  

摘要： 应力强度因子是断裂力学中的重要参数。根据断裂力学和材料力学弯曲理论中的裂纹面非自发扩展能量释放率,利用J_(2)-积分理论求尖椭圆截面管在纯弯曲载荷作用下管内中的裂纹应力强度因子表达式,能得到应力强度因子封闭解,并且计算简单。且将结果与有限元数值解进行对比分析,两者误差在可控范围内。

关键词： 疲劳荷载   应力腐蚀模型   上下限应力比   颗粒流PFC3D   裂纹扩展  

摘要： 开展不同上下限应力比条件下砂岩的损伤破裂过程试验,然后基于颗粒流数值模拟方法,引入应力腐蚀模型反映应力作用下岩石的疲劳损伤过程。根据室内试验标定得到模型的瞬时和时效细观参数,通过对比验证时效变形损伤破裂模型的合理性。在此基础上开展不同上下限应力比条件下岩石疲劳破坏的数值模拟及室内试验研究。研究结果表明:疲劳载荷作用下,岩石的损伤破坏曲线中的滞回环呈现出"疏-密-疏"的演化特点,且裂隙发育曲线在加载初期呈上凸型减速上升,随后稳定发展,最后呈下凸型加速上升直至破坏,整体呈阶梯状增长。疲劳荷载的下限应力水平一定时,上限应力水平越大,滞回环面积和间距越大,循环次数越少,模型疲劳寿命越短;当上限应力水平一定时,下限应力水平越大,应力幅值越小,滞回环面积和间距越小,循环次数越多,但是损伤破坏时间相近,应力上限是影响岩石疲劳寿命的重要因素之一。

关键词： 双体船   连接桥   应力集中   横向弯曲   模型实验   有限元  

摘要： 内河双体货船干舷小,连接桥结构相对薄弱,决定船舶安全的横向强度至关重要.双体货船不同于具有丰满上层建筑的双体船,除横舱壁、强框架的片体与连接桥角隅处易发生应力集中外,在连接桥横隔板的变截面处应力集中现象也非常显著.内河规范不适用于60 m以上双体船,缺少对100 m级双体船横弯强度计算规定.文中以98 m内河双体集装箱船为对象,开展了横弯强度缩比模型实验和数值仿真分析,证实了在连接桥底板的折角处应力集中现象,改倒圆后片体与连接桥连接区域的应力集中系数为1.8~2.1,应力集中位置采用圆弧过渡会有效缓急应力集中.

关键词： 集中载荷   应力分析   胡克定律   有限元分析  

摘要： 本文对集中载荷作用下的简支梁以及两端固定的细长杆进行应力分析,主要探究集中载荷作用处横截面的应力分布及内力大小。通过将杆件从作用截面截开,并将集中载荷等效为作用于两侧截面的集中力,借由力和变形的线弹性关系求出两侧截面的集中力,并得出该截面内力为零的结果。

关键词： 列车荷载   高速铁路路基   随机不平顺   无砟轨道   动应力  

摘要： 相较于传统的列车轨道路基整体耦合三维有限元模型,提出一种优化处理列车荷载的方法,基于多体系统动力学理论建立列车轨道垂向耦合模型,并通过数值计算得到考虑了轨道随机不平顺条件下的轮轨激振载荷,随后利用二次开发子程序将轮轨载荷导入无砟轨道路基天然地基土非线性数值分析三维有限元模型,在此基础上研究分析高速移动荷载作用下路基的动应力分布规律。研究结果表明:采用的车辆荷载处理方法在保证计算精度的前提下代替车辆不平顺轨道路基地基整体耦合振动模型,降低了建模及计算时间成本;竖向动应力沿横向分布规律,在轨道结构中数值较大,路基基床内远小于轨道结构中的数值,基床表层及基床底层底面出现“马鞍形”分布;沿竖向分布,随着深度的增加,竖向动应力逐渐减小,在基床表层内的衰减率较大,甚至超过50%;沿纵向分布,在各结构层内产生了与转向架数目相等的应力峰值数目,列车运行过程中轨道及路基动应力的变化可以看作是反复的加、卸载过程;列车移动速度对路基动力响应影响作用明显,时速由200 km/h增长到350 km/h时,各结构层动应力幅值增长均超过30%。

关键词： 加氢反应器   局部应力   管口载荷  

摘要： 加氢反应器上封头或下封头引出管的结构,因其结构的特殊性,对此类开口接管的管口载荷所引起的局部应力如何计算,国内外标准均无相应的规定。采用理论公式推导和工程设计相结合的方法,对该管口载荷对引出管各部位产生的应力进行了详细的分析和推导,给出了各部位应力的计算和校核公式,并采用工程设计实例进行了说明。文中所给的计算和校核公式为此类结构的局部应力校核提供了一定的理论参考依据。

关键词： 密封总成   外凸缘   位移载荷   接触应力  

摘要： 为探究驱动套筒位移载荷对密封体外凸缘接触应力的影响,构建密封总成力学模型,采用该模型可以直观地描述密封总成的受力情况。利用ANSYS有限元分析软件,研究不同位移载荷对密封总成外凸缘接触应力的影响。研究结果表明:当环槽宽度、外凸缘半径不变时,接触应力随着过盈量的增大而增大;当环槽宽度、过盈量不变,外凸缘半径为3.5 mm时,接触应力达到最小值;在相同外凸缘半径条件下,接触应力随着位移载荷的增大而增大,且增幅有上升的趋势;外凸缘半径、过盈量不变时,接触应力随着环槽宽度的增大逐渐减小,减幅相对较小;环槽宽度相同时,接触应力随位移载荷的增大而均匀增大。研究结果可为密封总成结构的设计和位移载荷的确定提供理论指导。

关键词： 多轴疲劳   临界面   变幅载荷   寿命预测   高周疲劳  

摘要： 提出一种基于权平均最大剪切应力临界面的疲劳寿命预测方法。首先,基于改进的Wang-Brown多轴计数法,提出了一种多轴载荷下临界面的确定方法,该方法通过权平均所有计数反复中具有较大法向拉伸应力的最大剪切应力平面的位相角来确定整个载荷历程的临界面,提出的权函数定义为各个计数反复中的剪切应力范围与所有反复中最大剪切应力范围的比值。提出的临界面确定方法通过7050-T651铝合金薄壁管试验数据来进行验证。然后,结合提出的临界面确定方法,高周疲劳损伤准则和Miner线性损伤法则来建立多轴变幅载荷下疲劳寿命预测方法。最后,采用7050-T651和2024-T4铝合金试验数据来验证提出的疲劳寿命预测方法的准确性,结果表明提出的方法具有较好的预测效果。

关键词： 油管   点蚀坑   轴向载荷   应力强度因子   相互作用积分法   裂纹形态   深径比  

摘要： 为了研究管道在轴向载荷下的点蚀坑-裂纹应力强度因子的变化规律,利用ANSYS平台提供的相互作用积分法,把点蚀坑和裂纹作为一个整体模型,研究了油管外壁点蚀坑形态、裂纹形态和裂纹倾斜角度等对裂纹应力强度因子的影响。研究结果表明:裂纹前缘存在严重的应力集中现象,且应力最大值均在裂纹前缘与点蚀坑底面的交点处;Ⅰ型应力强度因子K_(Ⅰ)随点蚀坑深径比、裂纹形状比及裂纹倾斜角度的增大而减小;Ⅲ型应力强度因子K_(Ⅲ)随点蚀坑深径比和裂纹形状比的增大而增大,随裂纹倾斜角度的增大先减小后增大,且沿45°对称分布;总应力强度因子K随裂纹倾斜角度的增大而减小,当点蚀坑底部的裂纹倾斜角度θ=0°时,裂纹危险程度最高。所得结论可为油管点蚀坑-裂纹的安全评估提供参考。