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[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
魏鲲鹏 戴兴建 邵宗义
飞轮存储动能正比于其转动惯量和角速度平方,使用碳纤维复合材料可有效提高转子线速度,而通过波纹管连接圆筒的多节式飞轮转子设计,不仅便于增大转动惯量,而且考虑到波纹管弯曲刚度对转子固有频率的影响,可实现在较低转速下过临界,增大工作转速范围。该文针对渐变铺层的碳纤维波纹管,通过轴向施力法测量其静态弯曲刚度,建立对应的有限元模型,计算不同载荷下线性和考虑几何非线性的弯曲刚度,并模拟不同下铺层的弯曲刚度。研究结果表明:波纹管弯曲刚度与载荷是非线性关系,载荷较大时测量值与理论值数量级一致,弯曲刚度随铺层数增多、轴向铺层比增加而增大,且受铺层次序影响。
[期刊] 林业科学
[作者]
张杨 马岩
【目的】研究微米木纤维医用颈椎夹板的力学性能,模拟颈椎夹板受到外力时的力学数值,分析其是否可以满足人体使用强度要求。【内容】选择直径为16μm的红松木纤维制备试验试样,对木纤维板进行三点弯曲力学性能测试,并运用扫描电镜(SEM)对其微观结构进行表征。利用ABAQUS程序对微米木纤维颈锥夹板进行压缩和冲击性能的模拟,并对其模拟结果进行分析。【结果】微米木纤维颈锥夹板沿上颈长度对应曲面由内向外压缩,后片的承载能力略高于前片;沿侧曲面由外向内压缩的抗压能力高于沿上颈长度对应曲面由内向外压缩的抗压能力。通过选用不
关键词：
微米木纤维 颈托 有限元 力学性能
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
李成志 梁宗敏 剧锦三
为了给空间索杆单元杂交结构的温室提供设计依据,以异形结构温室为例,利用大型有限元分析软件ANSYS10.0对该温室结构进行了静力线性有限元分析。计算得到3种荷载工况下结构主要构件的应力和最大挠度值:上弦杆σmax=170 MPa,ωmax=26 mm;下弦杆σmax=42.5 MPa,ωmax=20 mm;立柱σmax=29.3 MPa,ωmax=20mm;环梁σmax=55.3 MPa,ωmax=20 mm;檩条σmax=72.6 MPa,ωmax=26 mm。应力和变形结果均满足结构强度要求。该有限元分析方法可以推广到类似的温室结构的空间索杆单元杂交结构。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
邓婷 姜旭曈 丁敏 汤丽锋
针对温室风振分析中的压杆弯曲振动问题,根据考虑二阶效应和惯性力影响的压杆基本方程建立压杆横向弯曲振动微分方程,得到采用基函数和位移系数表达的压杆横向弯曲振动位移的向量表达式,结合位移边界条件求得以节点位移向量表达的位移系数,给出压杆截面内力方程,进而得到以节点位移向量表达的杆端内力,最终给出综合质量矩阵、几何矩阵和刚度矩阵的精确动态刚度矩阵。研究结果表明:一般的插值形函数单元模型需加密单元才能提高计算精度,但仍存在误差,而本研究模型得到的压杆横向弯曲自振圆频率与解析法计算获得的理论解完全相同,为精确解。
[期刊] 林业科学
[作者]
邵卓平 童永耀 盛宏玉 牛忠荣 董宏敢
以鱼鳞云杉木材三点弯曲试件为例,应用ABAQUS有限元软件分析裂纹体与木材顺纹向倾角分别为90°,60°,30°,0°时的应力场,并采用"切向比正应力准则"对裂纹的启始开裂方向进行预测。结果表明:1)以裂尖为中心作径向平面,4种裂纹体试件的最大Mises应力所在的径向线均沿着木材的顺纹理方向;2)在除去裂尖奇异点以外的一个较大区域中,垂直裂纹表面的拉应力σY和平行裂纹表面的拉应力σX的比值σY/σX几乎是一个常数,在1～5之间;3)无论初始裂纹与木材顺纹向的夹角如何,其裂尖处的切向比正应力R珔均在顺纹方向上最大,理论预测和试验结果均表明裂纹将折向顺纹方向启裂。最后讨论木细胞间的低界面强度对木材...
关键词：
木材断裂 有限元 应力场 开裂方向预测
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
李海洲 于劲松
针对生物质传感器的电容式检测单元设计前期结构如何选型的问题,利用有限元方法对基本交指型、极化交指型、半交指型和固态电极传感器设计4种检测单元结构进行模拟和对比。结果显示:虽然极化交指型传感器设计产生的电容响应值只有基本交指型设计的7%,但电容变化率(0.99%)却是基本交指型设计的100倍。半交指型和固态电极型是对极化交指型的优化设计,当秸秆-传感器间距为1.5 cm时,半交指型和固态型的电容变化率分别为1.32%和1.26%,两者差异不大;相对于半交指型固态电极型的结构更为简单,因而选择固态电极型设计制作传感器的物理原型。实际田间测试结果表明,该物理原型可以有效地鉴定秸秆的存在。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
李新华 唐敏 曹伟魏
龙门起重机广泛应用于伐木场和木材转运站等场所的木材装卸作用中。而对于林用起重机的开发研究,采用原型试验分析受到时间、实验条件等诸多限制。运用相似理论和量纲分析法,采用模型分析研究,既降低了风险和成本,又提高了工作效率。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张超波 陈丽华 刘秀萍
为了揭示林木根系固土的力学机制和林木固坡的抗滑机理,以林木根系黄土复合体为研究对象,采用三轴压缩试验结合有限元模拟的方法,研究了根土复合体的应力应变传递变化。将根土复合体视作单一均匀复合材料,采用非线性弹性模型中的邓肯--张(E--B)模型作为其复合模型,根据三轴压缩试验结果计算出的模型参数,运用非线性有限元法模拟三轴压缩试验中素土和复合根土复合体的应力场和应变场,绘制等值线图。结果表明:土体中加根能显著提高土体的承载力、限制土体的侧向变形、减少土体的沉降量,模拟结果与三轴压缩试验结果基本一致。可以将有限元方法用于造林边坡的应力应变场研究。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
陈丽华 刘秀萍 宋维峰 张超波
该文以刺槐林固坡为例,将根土复合体看作是由土体、根系以及土体与根系之间的接触面单元所联系起来的有机体,运用有限元方法分析了刺槐林木根系边坡的应力和变形特性,探讨了刺槐根系对边坡稳定性的影响。结果表明:无林边坡坡脚向土体内侧存在一个应力和位移的集中带,根系的存在使得有林边坡在坡脚集中带的区域范围减小;根系周围位移等值线变化剧烈,有林边坡最大水平位移发生在边坡根系分布区;斜坡中同一位置处有林边坡的垂直位移明显小于无林边坡的;边坡最大、最小主应力等值线随土层深度的增加而增加,有林边坡最大主应力、最小主应力的最大值小于无林边坡的,说明有林边坡更趋于稳定。
关键词：
刺槐 根系 有限元法 边坡 稳定性
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
桑永英 张东兴 张梅梅
针对马铃薯收获过程中的碰撞损伤问题,对不同高度下落的新鲜马铃薯进行碰撞试验,根据淀粉变色原理,将马铃薯损伤程度分为3个级别;用拉伸试验确定马铃薯皮的弹性模量和破坏强度,利用ANSYS/LS-DYNA软件建立其力学模型,对马铃薯碰撞进行有限元分析得到应力等值图,并将有限元分析结果与碰撞试验结果比较。结果表明:当马铃薯下落高度为20~30 cm时,其碰撞应力值为1.01×106~1.15×106Pa,低于马铃薯的破坏强度值,此时马铃薯损伤率<4%,且能避免收获机输送臂碰撞马铃薯。所获得的实验数值可为马铃薯联合收获机输送臂防碰撞控制的研究提供参考。
关键词：
马铃薯 碰撞 损伤 有限元分析 应力
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
李艳洁 徐辰 卢元甲 赵东
为进一步合理设计钻头结构,采取理论与试验相结合的研究方法,对挖坑机钻头进行了挖坑试验和有限元法的静态与动态分析。通过挖坑试验得到2种典型工况下钻头的最大扭矩和铅垂阻力,将试验得到的最大阻力作为外载施加到钻头的三维实体模型上,利用有限元方法对挖坑机钻头进行静力学和模态分析。结果表明:钻头的最大等效应力为111.0MPa,位于主刀架和主刀的连接螺栓孔内壁上;最大变形位移为0.68mm,位于主切削刃最外角点。前6阶固有频率振型中,除了体现钻头整体扭转振动的第3阶模态有利于减小阻力及应力集中外,其余5阶振型均不利于钻头的平稳工作,应尽量避免。
关键词：
挖坑机 钻头 有限元法 数值模拟
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
廖飞宇
在确定了不锈钢与核心混凝土的材料本构模型、单元类型以及界面接触模型的基础上,根据构件的几何和材料非线性,建立了圆不锈钢管混凝土轴压构件的有限元模型.算例分析结果表明,有限元计算和试验结果总体上吻合良好.利用有限元模型,比较了不锈钢管混凝土和普通钢管混凝土轴压构件的荷载-变形关系曲线.
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
方亮 袁峥嵘 余崇
为考察T形件连接的方钢管混凝土柱与钢梁的组合节点在低周往复荷载作用下的受力特点,在试验研究的基础上,采用有限元分析软件ABAQUS,对6个采用T形件连接的方钢管混凝土柱与钢梁试件的节点进行梁端单调加载的三维非线性有限元分析。选用4节点和8节点实体单元模拟节点域方钢管、H型钢梁、混凝土、T形件以及高强螺栓,针对节点域接触部位设置了96个普通接触对和32个粘结接触对,并均匀划分网格;采用设置2个分析步的方法对高强螺栓的预拉力影响加以考虑。有限元计算分析得到的节点域破坏形态、峰值抗弯承载力以及P–Δ曲线等结果与试验结果吻合程度较好。节点域应力分布规律分析表明,增大钢管壁厚或T形件翼缘厚度均能提高节点...
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
李永进 廖飞宇
采用有限元法建立了长期荷载作用下钢管混凝土偏压柱的分析模型,并通过试验验证;对考虑长期荷载影响的钢管混凝土偏压柱的荷载-变形全过程曲线以及钢管与核心混凝土之间相互作用等力学性能进行了分析,并与不考虑长期荷载影响的钢管混凝土柱力学性能进行了比较.结果表明:长期荷载作用下钢管混凝土偏压柱的承载力降低且对应的跨中挠度增大;同时延缓了钢管与核心混凝土之间的相互作用.
[期刊] 林业科学
[作者]
宋魁彦 李坚
采用水热-微波处理方法对榆木成熟材进行软化处理,通过顺纹压缩率、单维和多维弯曲最小曲率半径表征木材软化效果;以XRD,FTIR等方法测定木材表面组成、结晶度变化,分析软化处理对木材顺纹压缩的影响。结果表明:水热-微波处理可显著增强木材的软化性能,处理后木材中的抽提物几乎完全抽出(1.73%～0.47%),半纤维素发生明显降解,使木质素相对含量得到增加,木材表面羟基数量显著增加;非结晶区微纤丝趋于有序,相对结晶度提高,结晶区表面微纤丝羟基裸露,氢键键合增强,结晶区宽度增加。当采用处理方案为B时,顺纹压缩率最大,单维和多维弯曲时的曲率半径最小。较高的结晶度和适宜的羟基数量是试样B表现出较高软化性能...
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