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无障板圆形活塞换能器波束特性建模
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作者 莫喜平 于婧涵 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期751-755,共5页
针对ka<π时无障板活塞声源波束特性不能用无限平面障板活塞换能器理论进行描述的问题,提出一种基于有限元方法结合曲线拟合的简便数学建模方法.模型采用了无限平面障板活塞换能器理论的基本函数表达,通过增加修正因子函数来改变模... 针对ka<π时无障板活塞声源波束特性不能用无限平面障板活塞换能器理论进行描述的问题,提出一种基于有限元方法结合曲线拟合的简便数学建模方法.模型采用了无限平面障板活塞换能器理论的基本函数表达,通过增加修正因子函数来改变模型的细节部分,用曲线拟合方法给出了较准确的两个修正因子函数的数学表达式。最终建立了无障板圆形活塞换能器波束特性经验公式模型,模型在ka为0.03~5.2范围内与有限元方法给出的波束曲线相一致,并且在ka取更大值时与无限平面障板活塞换能器理论公式等效. 展开更多
关键词 数学建模方法 波束特性 换能器 活塞 障板 圆形 曲线拟合方法 有限元方法
一类Poisson-Nernst-Planck方程的两网格有限元离散方法 预览
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作者 唐鸣 阳莺 李雪芳 《吉林大学学报:理学版》 CAS 北大核心 2019年第3期523-529,共7页
应用两网格有限元方法离散求解一类Poisson-Nernst-Planck(PNP)方程.通过两网格离散,将耦合PNP系统解耦成较小规模的线性对称系统,可有效降低计算复杂度.理论结果表明,线性对称化的两网格算法具有与传统有限元方法相同的误差阶;数值结... 应用两网格有限元方法离散求解一类Poisson-Nernst-Planck(PNP)方程.通过两网格离散,将耦合PNP系统解耦成较小规模的线性对称系统,可有效降低计算复杂度.理论结果表明,线性对称化的两网格算法具有与传统有限元方法相同的误差阶;数值结果表明,相比于传统有限元方法,该方法计算效率更高. 展开更多
关键词 Poisson-Nernst-Planck(PNP)方程 两网格方法 有限元方法 线性化 对称化
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基于数字岩心的泥浆侵入数值模拟及微观机理 预览
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作者 崔利凯 孙建孟 +3 位作者 陈彦竹 姜黎明 闫伟超 董怀民 《西安石油大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2019年第3期27-34,93共9页
石油钻井中由于钻井液压力略大于地层压力,使得钻井泥浆侵入到原始地层中,改变地层的电阻率,进而影响电阻率测井的准确性。以岩心CT扫描得到的数字岩心模型为基础,利用格子玻尔兹曼方法来模拟泥浆侵入的过程,结合有限元方法计算泥浆侵... 石油钻井中由于钻井液压力略大于地层压力,使得钻井泥浆侵入到原始地层中,改变地层的电阻率,进而影响电阻率测井的准确性。以岩心CT扫描得到的数字岩心模型为基础,利用格子玻尔兹曼方法来模拟泥浆侵入的过程,结合有限元方法计算泥浆侵入过程中岩心电学特性参数的变化,并结合岩心孔隙结构参数,从微观尺度上认识泥浆侵入过程,从而系统地分析泥浆侵入的微观机理。孔隙微观结构参数中,渗透率、孔隙连通性及孔喉半径对泥浆侵入和电阻率影响显著,在实际测井解释中,有必要针对不同渗透率的岩心建立相应的电阻率校正模型。 展开更多
关键词 泥浆侵入 数字岩心 微观机理 有限元方法 格子玻尔兹曼方法 孔隙结构参数
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求解二维Navier-Stokes方程的移动网格方法 预览
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作者 段献葆 曹琴琴 谭红霞 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期431-438,共8页
为了减少解在较小的局部区域内有着很强的奇异性、剧烈变化等的偏微分方程求解问题的计算量,提出了一种基于方程求解的移动网格方法,并将其应用于二维不可压缩Navier-Stokes方程的求解.与已有的大部分移动网格方法不同,网格节点的移动... 为了减少解在较小的局部区域内有着很强的奇异性、剧烈变化等的偏微分方程求解问题的计算量,提出了一种基于方程求解的移动网格方法,并将其应用于二维不可压缩Navier-Stokes方程的求解.与已有的大部分移动网格方法不同,网格节点的移动距离是通过求解一个变系数扩散方程得到的,避免了做区域映射,也不需要对控制函数进行磨光处理,所以算法很容易编程实现.数值算例表明所提算法能够在解梯度较大的位置加密网格,从而在保证提高数值解的分辨率的前提下,可以很好地节省了计算量.由于Navier-Stokes的典型性,所得算法能够推广到求解很大一类偏微分方程数值问题. 展开更多
关键词 移动网格方法 有限元方法 NAVIER-STOKES方程
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转移阻抗等效原理在仿真中的应用 预览
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作者 赵航 张丰华 +1 位作者 白振岳 刘世卿 《信息通信》 2019年第2期21-22,共2页
通过介绍转移阻抗的等效原理,等效处理机箱的缝隙,变化相关参数,使得转移阻抗保持不变,继而保证屏蔽效能不变。应用转移阻抗等效原理,可减少相关有限元仿真软件的网格数量,解决仿真准确性与仿真时间之间的矛盾,最后通过仿真案例验证了... 通过介绍转移阻抗的等效原理,等效处理机箱的缝隙,变化相关参数,使得转移阻抗保持不变,继而保证屏蔽效能不变。应用转移阻抗等效原理,可减少相关有限元仿真软件的网格数量,解决仿真准确性与仿真时间之间的矛盾,最后通过仿真案例验证了该方法的准确性。 展开更多
关键词 电磁屏蔽 缝隙 转移阻抗方法 有限元方法
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复杂环境中手机电磁辐射的比吸收率计算 预览
6
作者 左胜 白杨 +2 位作者 张玉 赵勋旺 林中朝 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期170-176,共7页
针对如何精确、高效地计算复杂环境中手机电磁辐射比吸收率的问题,开展了有限元区域分解方法及其对于非周期结构目标的求解方法研究。结合有限元区域分解与并行计算技术,给出了一种分析手机辐射情况下人体局部比吸收率的高效方法。通过... 针对如何精确、高效地计算复杂环境中手机电磁辐射比吸收率的问题,开展了有限元区域分解方法及其对于非周期结构目标的求解方法研究。结合有限元区域分解与并行计算技术,给出了一种分析手机辐射情况下人体局部比吸收率的高效方法。通过计算复杂分层人头模型,与商业软件进行对比,验证了该方法的正确性与计算效率。最后,将这种方法应用于车载环境中人头局部比吸收率仿真分析中,有限元求解网格量突破1 000万,表明了该方法的计算能力。 展开更多
关键词 有限元方法 区域分解方法 比吸收率 手机辐射
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求解定常不可压Stokes方程的两层罚函数方法
7
作者 李世顺 祁粉粉 邵新平 《计算数学》 CSCD 北大核心 2019年第3期259-265,共7页
借助于两套有限元网格空间提出了一种求解定常不可压Stokes方程的两层罚函数方法.该方法只需要求解粗网格空间上的Stokes方程和细网格空间上的两个易于求解的罚参数方程(离散后的线性方程组具有相同的对称正定系数矩阵).收敛性分析表明... 借助于两套有限元网格空间提出了一种求解定常不可压Stokes方程的两层罚函数方法.该方法只需要求解粗网格空间上的Stokes方程和细网格空间上的两个易于求解的罚参数方程(离散后的线性方程组具有相同的对称正定系数矩阵).收敛性分析表明粗网格空间相对于细网格空间可以选择很小,并且罚参数的选取只与粗网格步长和问题的正则性有关.因此罚参数不必选择很小仍能够得到最优解.最后通过数值算例验证了上述理论结果,并且数值对比可知两层罚函数方法对于求解定常不可压Stokes方程具有很好的效果. 展开更多
关键词 两层罚函数方法 定常不可压Stokes方程 罚参数 有限元方法
Burgers方程的最优同伦渐近方法研究
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作者 单丽 冯思佳 《高等学校计算数学学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期45-53,共9页
Burgers方程是由Bateman在1915年提出的.求解该方程对于空气动力学、湍流、热传导、交通流、半导体模拟以及地下水污染等领域具有重要意义.求解Burgers方程的数值方法很多,例如有限差分法、LDG有限元方法、拟小波配点法、直线法等.
关键词 BURGERS方程 渐近方法 同伦 空气动力学 地下水污染 有限差分法 有限元方法 小波配点法
新型轴向磁通双凸极无刷直流电机研究 预览
9
作者 刘爱民 韦有帅 +1 位作者 于浩 袁野 《大电机技术》 2019年第1期31-35,共5页
针对传统开关磁阻电机存在输出转矩低的问题,本文介绍的新型轴向磁通双凸极无刷直流电机是一种在传统无刷直流电机的基础上结合开关磁阻电机的工作特性,用通电激磁线圈实现增磁、弱磁,控制输出转矩扩大电机调速范围作用的新型电机。在... 针对传统开关磁阻电机存在输出转矩低的问题,本文介绍的新型轴向磁通双凸极无刷直流电机是一种在传统无刷直流电机的基础上结合开关磁阻电机的工作特性,用通电激磁线圈实现增磁、弱磁,控制输出转矩扩大电机调速范围作用的新型电机。在阐述新型电机结构和工作原理的基础上,分析了新型电机极弧的适用范围和激磁线圈调磁能力,并详细比较了新型电机与传统开关磁阻电机励磁方式及电磁转矩的差异。仿真结果表明,新型轴向磁通双凸极无刷直流电机的输出转矩有一定程度的提高。 展开更多
关键词 无刷直流电机 激磁线圈 有限元方法 转矩 轴向磁通 双凸极
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微纳螺旋凹槽结构检测光子自旋角动量 预览
10
作者 何文 刘爱萍 王琴 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期50-56,共7页
建立螺旋凹槽结构模型,具有不同自旋角动量的光束入射到该结构后激发表面等离激元,螺旋凹槽结构的螺旋性与光子自旋角动量耦合,使得不同自旋偏振光激发的表面等离激元具有不同的强度分布.通过螺旋凹槽激发的表面等离激元的强度分布获得... 建立螺旋凹槽结构模型,具有不同自旋角动量的光束入射到该结构后激发表面等离激元,螺旋凹槽结构的螺旋性与光子自旋角动量耦合,使得不同自旋偏振光激发的表面等离激元具有不同的强度分布.通过螺旋凹槽激发的表面等离激元的强度分布获得入射光的自旋角动量.利用有限元方法计算了左旋偏振光与右旋偏振光激发的表面等离激元在螺旋凹槽中心的光场强度比,最大消光比达到168,实现对光子的自旋角动量的检测.在数值仿真中,分析了不同入射光波长的消光比,入射光波长在600~740nm范围内消光比高于50,其中入射光波长为670nm时的检测效果最佳;此外,研究螺旋凹槽结构参量对消光比的影响,当凹槽宽度为200nm,凹槽深度为70nm,匝数为2时,消光比最大,螺旋凹槽结构检测光子自旋角动量的能力最强.该研究可为集成光学中光子自旋角动量的检测提供一种新途径. 展开更多
关键词 表面等离激 自旋角动量 有限元方法 螺旋凹槽结构 偏振 消光比
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基于有限元的多轴汽车行驶平顺性仿真 预览
11
作者 秦玉英 赵梓杉 +1 位作者 王梓屹 陈双 《辽宁工业大学学报:自然科学版》 2019年第5期303-306,共4页
多轴汽车的行驶平顺性对乘员的驾驶疲劳和货物完好程度有着重要影响。应用有限元的概念,对多轴汽车的力学模型进行单元化处理,建立每个单元类型的刚度阵和阻尼阵,按照单元位移在总位移向量中的对应位置完成振动结构数学模型系数矩阵的组... 多轴汽车的行驶平顺性对乘员的驾驶疲劳和货物完好程度有着重要影响。应用有限元的概念,对多轴汽车的力学模型进行单元化处理,建立每个单元类型的刚度阵和阻尼阵,按照单元位移在总位移向量中的对应位置完成振动结构数学模型系数矩阵的组装,经过强迫位移约束处理,建立多轴汽车的振动数学模型。在给定路面不平度的功率谱的前提下,建立虚拟的多轴路面激励,在虚拟激励下实现多轴汽车的真实响应分析。结果表明,有限元法建立汽车振动微分方程与虚拟激励法结合,方法简单可行。通过仿真实例,验证了本方法在多轴汽车的行驶平顺性分析中的可行性。 展开更多
关键词 多轴汽车 有限元方法 虚拟激励 行驶平顺性
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风化岩地基中玻璃纤维增强聚合物抗浮锚杆体系受力特性数值模拟 预览
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作者 白晓宇 张明义 +2 位作者 匡政 闫楠 贾科科 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1466-1473,共8页
基于ABAQUS非线性有限元软件,在考虑多界面接触的情况下建立基础底板-GFRP抗浮锚杆体系的一体化轴对称计算模型,分析浮力作用下GFRP抗浮锚杆体系的变形性能和受力特征。研究结果表明:抗浮体系的竖向位移和锚筋的应力分布规律与试验结果... 基于ABAQUS非线性有限元软件,在考虑多界面接触的情况下建立基础底板-GFRP抗浮锚杆体系的一体化轴对称计算模型,分析浮力作用下GFRP抗浮锚杆体系的变形性能和受力特征。研究结果表明:抗浮体系的竖向位移和锚筋的应力分布规律与试验结果较吻合,抗浮体系的竖向位移以内锚固变形为主。不考虑基础底板与地层的黏结作用时,GFRP抗浮锚杆体系中内、外锚固段锚筋的轴应力和剪应力的分布规律与各自独立的分布规律一致。锚筋在基础底板与地层界面出现轴应力峰值,随地下水浮力的增加,轴应力分布范围逐渐增大,轴应力峰值也相应增大,轴应力在基础底板中的衰减速率要比在地层中的快。锚筋的剪应力在抗浮体系中出现2个峰值点,且锚筋在基础底板中的剪应力峰值为地层中剪应力峰值的4.2~5.0倍;随着地下水浮力的增大,锚筋剪应力的分布范围逐渐变大,内、外锚固段剪应力峰值也相应增大。 展开更多
关键词 抗浮锚杆体系 内锚固 外锚固 应力 有限元方法 GFRP
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小剪跨比碳纤维布抗剪加固梁的有限元分析 预览
13
作者 胡铖玥 杨泳 +2 位作者 杨鹏飞 李伟文 邢锋 《深圳大学学报:理工版》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期87-93,共7页
为对较小剪跨比的外贴U型碳纤维布抗剪加固梁的剪切性能进行数值模拟和分析,采用ATENA有限元分析软件,结合断裂能理论和损伤理论,建立混凝土本构模型,并利用较小剪跨比无腹筋钢筋混凝土梁验证该模型的有效性和普适性.研究表明,该混凝土... 为对较小剪跨比的外贴U型碳纤维布抗剪加固梁的剪切性能进行数值模拟和分析,采用ATENA有限元分析软件,结合断裂能理论和损伤理论,建立混凝土本构模型,并利用较小剪跨比无腹筋钢筋混凝土梁验证该模型的有效性和普适性.研究表明,该混凝土本构模型在模拟碳纤维布抗剪加固梁开裂后的裂缝发展分布及构件的非线性力学行为方面具备独特的准确性.在小剪跨比下,所建立的有限元模型预测的荷载挠度曲线、裂缝发展分布和构件破坏模式等主要力学性能均与实验结果较为吻合. 展开更多
关键词 结构工程 纤维增强复合材料 钢筋混凝土梁 抗剪加固 剪跨比 有限元方法 数值模拟
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固体火箭发动机喷管扩张段壳体结构优化设计 预览
14
作者 严博燕 吕江彦 刘元敏 《火箭推进》 CAS 2019年第3期54-58,共5页
针对某型号发动机喷管扩张段壳体结构,建立了高精度三维扩张段热结构FEM模型,计算了喷管工作时扩张段壳体结构在承受高温、高压以及作动器外载的联合作用下,结构的应变及位移分布规律,并与全尺寸发动机喷管热联试的试验结果作对比。结... 针对某型号发动机喷管扩张段壳体结构,建立了高精度三维扩张段热结构FEM模型,计算了喷管工作时扩张段壳体结构在承受高温、高压以及作动器外载的联合作用下,结构的应变及位移分布规律,并与全尺寸发动机喷管热联试的试验结果作对比。结果表明:热结构仿真计算与试验结果吻合较好,其中关键承载部位应变最大误差小于15%,验证了热结构仿真模型准确性及精度,可以用于工程上扩张段壳体热结构强度校核。在此基础上,以环/母向筋条数量为设计变量,采用First-order优化方法对喷管扩张段壳体结构进行减重优化设计,在满足强度和刚度要求的前提下实现了目标结构约30.8%的有效减重。以上计算结果对于固体火箭发动机喷管扩张段壳体结构设计优化,准确预估结构安全裕度有着一定的参考价值。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 扩张段壳体 结构优化 喷管热试车 有限元方法
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纵向换能器的频率方程 预览
15
作者 莫喜平 刘永平 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1245-1250,共6页
目前应用的纵向换能器频率方程是通过1个未知节点分成2个部分分别描述的,该方程必须借助数学迭代方法计算整体换能器的谐振频率。针对其应用的不便性和对不同截面形状的适应性问题,本文基于一维振动理论和能量法,给出纵向换能器的简化... 目前应用的纵向换能器频率方程是通过1个未知节点分成2个部分分别描述的,该方程必须借助数学迭代方法计算整体换能器的谐振频率。针对其应用的不便性和对不同截面形状的适应性问题,本文基于一维振动理论和能量法,给出纵向换能器的简化机电等效模型,考虑部件截面参数,通过动能和位能等效关系得出等效元件参数表达式,根据谐振条件经过严格数学推导,给出关于整体换能器频率方程的参数化数学表达式。可应用于部件不等截面以及多种截面形状尺寸的纵向换能器谐振频率和振动节点计算,具有更广泛的适用性,计算结果与有限元方法符合很好。 展开更多
关键词 纵向换能器 能量法 等效参数 谐振频率 振动节点 有限元方法
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受力状态下的复合材料传动轴变形分析 预览
16
作者 张纯金 任勇生 张玉环 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第9期67-70,76,共5页
以受力条件下复合材料传动轴变形为研究对象。首先,采用理论分析和有限元建模两种方法对复合材料传动轴单向受力变形规律进行了计算和比较。然后,采用有限元方法对复合材料传动轴在多重受力情况下不同材料对称铺层模式下不同铺层角的变... 以受力条件下复合材料传动轴变形为研究对象。首先,采用理论分析和有限元建模两种方法对复合材料传动轴单向受力变形规律进行了计算和比较。然后,采用有限元方法对复合材料传动轴在多重受力情况下不同材料对称铺层模式下不同铺层角的变形规律进行了求解。单向受力分析结果表明,对称铺层角为45°时有利于提高抗扭刚度,对称铺层角为0°时有利于提高复合材料轴的抗弯及轴压刚度。多重受力结果表明,对称铺层角在(0~19)°区间变形主要受扭矩影响,对称铺层角在(19~90)°区间变形主要受弯矩影响,此外还受选用的复合材料的影响。 展开更多
关键词 复合材料传动轴 有限元方法 变形分析 扭矩 铺层角
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汽车前地板成形有限元数值模拟
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作者 李欣 孙延朋 +3 位作者 王丹 陈军绪 谷诤巍 徐虹 《吉林大学学报:工学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1608-1614,共7页
以某汽车前地板为例,运用有限元软件Autoform进行了成形过程数值模拟分析。通过模拟分析预测了板料成形过程中拉深不足、起皱、失效等缺陷;通过调整压边力大小、拉延筋参数、凸凹模间隙和摩擦因数,对模拟的结果进行优化,获得了一组最适... 以某汽车前地板为例,运用有限元软件Autoform进行了成形过程数值模拟分析。通过模拟分析预测了板料成形过程中拉深不足、起皱、失效等缺陷;通过调整压边力大小、拉延筋参数、凸凹模间隙和摩擦因数,对模拟的结果进行优化,获得了一组最适合实际生产的工艺参数。在设置变强度双重拉延筋的基础上,最佳的工艺参数条件为:压边力为650 kN,成形力为5200 kN,凸凹模模具间隙为0.8 mm,摩擦因数为0.15。基于模拟结果进行成形实验,得到了合格的成形件,有效地缩短了模具的开发周期,降低了设计成本。 展开更多
关键词 材料合成与加工工艺 汽车覆盖件 数值模拟 有限元方法 拉延筋
基于有限元的双轴差速系统实验台模态分析 预览
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作者 杜付鑫 李慧 +2 位作者 冯显英 李沛刚 岳明君 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2019年第5期11-14,共4页
双轴差速式微量进给伺服系统是基于螺母驱动型滚珠丝杠的新型高精度微量进给系统。首先分别应用吉村允效法、查表法和辨识方法得到各结合部的刚度值,建立各结合部的动力学模型,建立进给系统的有限元模型。然后对进给系统分别进行理论模... 双轴差速式微量进给伺服系统是基于螺母驱动型滚珠丝杠的新型高精度微量进给系统。首先分别应用吉村允效法、查表法和辨识方法得到各结合部的刚度值,建立各结合部的动力学模型,建立进给系统的有限元模型。然后对进给系统分别进行理论模态分析和模态测试试验,通过对比验证了有限元模型的正确性。模态分析为双轴差速微量进给伺服进给系统的结构设计、动态性能优化和控制策略设计与研究提供了理论依据。 展开更多
关键词 进给系统 动态特性 有限元方法 模态分析
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UMo-Zr单片式燃料板结构改进研究
19
作者 殷明阳 庞华 +5 位作者 唐昌兵 李垣明 郑乐乐 袁攀 赵艳丽 岳慧芳 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期172-176,共5页
基于有限元分析软件ABAQUS将燃料包壳和芯体的辐照-热-力本构关系引入数值模拟计算,初步建立了UMo-Zr单片式燃料板堆内热力行为的模拟方法。基于该数值模拟方法,针对均匀辐照的工况,通过改变燃料芯体长度、宽度、厚度3个方向的尺寸和边... 基于有限元分析软件ABAQUS将燃料包壳和芯体的辐照-热-力本构关系引入数值模拟计算,初步建立了UMo-Zr单片式燃料板堆内热力行为的模拟方法。基于该数值模拟方法,针对均匀辐照的工况,通过改变燃料芯体长度、宽度、厚度3个方向的尺寸和边角的形状,研究芯体结构对辐照后温度场和应力场的影响。研究结果表明,辐照后的温度场和应力场对芯体厚度方向的尺寸变化最敏感;对芯体边角处进行倒角处理能够减小辐照后的米塞斯(MISES)应力峰值。 展开更多
关键词 UMo-Zr单片式燃料板 有限元方法 结构改进
横隔板参数对装配式箱梁宽桥受力的影响 预览
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作者 邓淇元 肖凯龙 +1 位作者 鄢稳定 邬晓光 《沈阳大学学报:自然科学版》 CAS 2019年第1期62-65,72共5页
为了研究横隔板对装配式箱梁宽桥受力的影响以及横隔板布置参数的优化问题,建立了不同跨径、不同宽跨比的连续宽箱梁桥有限元模型,通过改变横隔板的位置、数量与厚度,考察其对中梁跨中挠度的影响,得到装配式箱梁宽桥横隔板的最优参数设置.
关键词 装配式箱梁 宽桥 横隔板 有限元方法 参数优化
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