间隙配合变轨距轮对与轨道间瞬态滚滑接触模拟研究

变轨距技术是实现不同轨距铁路联运的重要手段，我国相关研究仍在起步阶段。基于显式有限元法，建立包含渐开线花键副的三维变轨距轮对-轨道耦合瞬态分析模型，于时域内模拟速度高至400 km/h下的瞬态轮轨滚滑和花键间动态接触行为及其相互影响。模型充分考虑轮轨和花键副三维几何、系统高频结构振动等，引入时变牵引/制动转矩，采用集成库仑摩擦定律的"面-面"接触算法求解轮轨接触和花键接触。假设圆柱直齿渐开线花键，齿数取32，齿侧间隙恒0.1 mm，无激励下模拟结果表明，花键副的存在使得轮轨力波动范围大于传统轮对，例如，400 km/h下法向轮轨力波动幅值增加静载的3.7%。时速400 km/h和牵引系数0.05下，内外花键的径向和角向偏置使得花键左、右两侧各存在1个位置相对固定的承载区，各涉及5~6个键齿，承载面分别为II和I键齿工作面。瞬态法、切向接触应力极值发生在靠近一系悬挂侧的齿根或齿顶部，典型值分别为102 MPa和4.6 MPa，任一键齿的应力极值因不断有键齿进出承载区而波动上升和下降。牵引系数0.3时，左侧承载区消失，右侧承载区扩至18个键齿，相同时刻下的法、切向接触应力极值因承载齿数和总接触面积增加变为89 MPa和5.2 MPa。为变轨距机构中花键的强度和动力学分析及相关设计提供精确模拟手段。     

抗蛇形减振器外特性建模仿真及试验研究

针对当下液压减振器中节流阀片变形在复杂受力情况下难以准确计算的问题,以某型高铁抗蛇形减振器结构为基础,利用有限单元法、液压流体力学以及弹性力学基本原理,通过研究减振器的速度以及示功特性,实现减振器外特性计算机仿真的目的。首先,建立了减振器的数学模型,然后结合弹性力学以及有限单元法对阀片变形进行计算,最后通过对数学模型加载正弦激励信号得到减振器的速度特性曲线以及相应的示功图。仿真及试验结果表明:所建立的数学模型以及阀片变形计算方法是准确合理的,对减振器的精确建模、缩短减振器的研发周期与降低研发成本具有重要意义。     

汽车安全带固定点失效分析及结构优化

以乘用车后排安全带固定点为对象，基于安全带固定点强度试验结果，通过有限元方法建立模型，简化并调试有限元模型，进行试验对标分析。经过对标后，有限元分析结果与试验结果基本吻合。然后基于对标后的有限元模型对结构进行优化，提高安全带固定点强度，提出优化方案，并通过试验验证，满足法规要求。通过利用CAE分析技术在产品开发过程中的应用，有效找到问题原因并有针对性地加以优化，从而缩短开发周期和节约成本。     

外部气体辅助注塑制品翘曲变形数值模拟

基于聚合物黏弹性理论与外部气体辅助注塑（EGAIM）的特点，构建了EGAIM气体保压阶段及脱模后自然冷却阶段制品内应力?应变的力学模型。在此基础上，采用耦合有限元法（FEM）对EGAIM平板制件的翘曲变形进行模拟计算，模拟结果与实验结果基本一致，验证了所建计算模型有效可靠。     

水电站引水隧洞工程地下水环境影响评价方法

地下水是可开采水资源的重要组成部分,是重要的生态因子。目前解决地下水流和溶质运移问题最主要的方法是有限差分法和有限元法,这两种方法都有各自的程序可以用于饱和—非饱和渗流计算,采用有限元法,对隧洞开挖过程中地下水水位流场变化进行预测并分析,评价其对地下水环境的影响,为水电站引水隧洞工程地下水环境影响评价方法提供了参考。     

支柱瓷绝缘子表面缺陷的电场分析与检测

高压支柱瓷绝缘子断裂而引发系统断电及设备损毁在电力系统中并不罕见。文中在充分统计故障规律的基础上,确定了断裂易发生位置,并针对断裂发生前期出现的表面缺陷状态进行了三维有限元分析,得出其表面电场变化的规律性,并依据该规律性设计了相应的故障检测方法。最后,文中讨论了该方法的灵敏度及抗干扰能力。     

二阶传输条件撕裂互连法在电大辐射中的应用

针对于大尺寸电磁辐射问题,将撕裂互连法应用于三维电大尺寸辐射问题的计算仿真。该算法是区域分解方法中的一种,求解区域划分成互不重叠的子区域,各子区域之间通过拉格朗日乘子将交界面的连续边界条件或者传输条件耦合。鉴于原来的传输条件存在不收敛或者收敛较慢情况,提出同时能在TE/TM凋落模式快速收敛的二阶传输边界条件作为子区域之间交界面的边界条件,并且引入虚拟激励流为交换信息。数值结果表明,该改进算法有效地提高了撕裂互连法在迭代求解中的收敛性。在求解三维电大辐射问题时,该算法仿真结果与有限元算法结果一致,表明撕裂互连算法是计算大尺寸电磁辐射问题的一种有效方法。     

单桩竖向承载力试验的有限元模拟

文中采用通用有限元程序ABAQUS对浙江某地的变电站建设中桩进行单桩竖向抗压静载试验数值模拟,得到桩的Q-s曲线和桩的受力、沉降规律。研究发现桩侧摩阻力有极限值,桩侧摩阻力从桩顶开始逐渐到达极限,这时桩的Q-s曲线进入非线性阶段。在Q-s曲线的线性阶段,桩的荷载主要由侧摩阻力抵抗,进入非线性阶段后桩端阻力才开始发挥更大作用。通过研究发现文中采用的有限元模型能够有效的模拟单桩静载试验。为以后的工程设计和研究提供一些借鉴。