有限元法专辑
随着计算机技术的应用，有限元法发展成为一种先进的分析和运算技术，广泛应用于科学计算、设计和分析过程当中，可以对许多复杂的设计和分析问题进行解答，成为工程设计的重要工具。有限元法不仅仅应用于对结构工程进行强度计算，迅速扩展到其他相关领域，发展成为一种具有实用性和效益性的数值分析方法，尤其是在产品设计和研制中具有明显的优越性，为了更深入了解相关概念，整合了本刊发表的有限元法方面的相关研究，共计11篇。制作了有限元法专辑，欢迎浏览。
主题关键词： 有限元法道路工程车辆工程
- 论文汇编
水稳碎石基层层间状态对路面结构力学响应的影响
摘要：考虑基层层间结合状态对沥青路面各结构层的影响，为水泥稳定碎石基层施工方法的选择提供理论依据，本文基于实际路面结构设计，采用ABAQUS有限元软件建立沥青路面结构模型，通过设定不同的层间接触参数考虑施工方法对整个路面结构力学响应的影响。研究结果表明：基层层间接触状态的改变对沥青路面结构层的弯沉、拉应力和剪应力等指标都会产生一定的影响；基层分层施工时，下面层底部的剪应力和水平拉应力最大；灰色关联分析表明：基层层间结合状态对中面层层底剪应力影响最大，对下基层层底水平拉应力影响最小。关键词：道路工程;水泥稳定碎石基层;分层施工;层间结合;有限元法;路用性能190|26|0<HTML><网络PDF><WORD>更新时间：2025-05-26预制T梁早期水化热温度效应及梁端开裂机理
摘要：为避免预制混凝土T梁在施工养护期间产生较高的水化热而导致梁端出现早期竖向裂缝，以一座40 m预应力混凝土T梁为研究对象，对其浇筑过程水化热发展及早龄期力学性能进行监测与测试，并基于实测结果建立考虑梁段早期时变的精细化有限元模型，研究浇筑过程水化热温度场演变特征、梁端应力分布规律。结果表明：40 m跨预制T梁在混凝土浇筑初期，靠近梁端位置因水化过程中的温度迅速聚集而具有较高的开裂风险，且在距梁端2~4 m区域的腹板靠近翼缘板位置易贯通。建议控制入模温度在20 ℃以内并采用优化配合比的方法，减少水泥用量或采用低水化热水泥，以达到降低水化热和防止裂缝产生的目的。关键词：预应力混凝土T型梁;梁端裂缝;水化热;温度场;应力场;有限元法185|29|0<HTML><网络PDF><WORD>更新时间：2025-05-26元胞自动机-有限元法模拟碳当量元素对亚共晶球墨铸铁流动性的影响
摘要：优化了元胞自动机-有限元法（CAFE）模拟球墨铸铁晶粒组织的参数系统。基于前期大量试验结果，对共晶晶粒的面形核参数和体形核参数进行了优化，并利用优化后的参数对不同碳、硅质量分数的球墨铸铁螺旋试样的流长和流股尖端的凝固组织进行了模拟。在验证试验中，针对难以观测到的球铁共晶晶粒，采用构网算法实现了晶界建模，分别将得到的螺旋试样流长、Voronoi晶粒分布图与模拟结果进行对比。结果表明：在对亚共晶球铁试样进行增碳或增硅处理后，螺旋试样流股末端的晶粒得到了细化，试样流动性得到了提高。此外，模拟结果与试验验证结果的吻合度较高，证明可通过数值模拟评价试样的流动性。关键词：金属材料;亚共晶球墨铸铁;元胞自动机-有限元法;碳当量元素;合金流动性;构网算法;晶粒细化128|25|0<HTML><网络PDF><WORD>更新时间：2021-05-17双曲率筋条壁板铣削回弹预测
摘要：针对铝合金薄壁零件制造过程中的回弹问题，提出了一种双曲率壁板铣削回弹的预测方法。该方法根据材料逐层去除后板料内部残余应力的重新分布情况，估算板料两个弯曲方向的回弹值。有限元模拟结果表明，铣削过程中板料的应力分布和回弹与计算结果相近；当板料铣削至中性面时，两弯曲方向的应力变化最大；随着剩余板厚的减小，计算结果与模拟结果间的误差逐渐增大。另外，单层铣削厚度与回弹规律的模拟结果表明，单层铣削厚度越大，该方法误差越大，最大误差为9.07%。为验证计算结果，进行了铝合金双曲率板料的成形-铣削实验，结果表明本文方法能够较准确预测双曲率铝合金板料铣削后的回弹。关键词：双曲率壁板;回弹预测;残余应力;有限元法140|25|0<HTML><网络PDF><WORD>更新时间：2021-01-26具有负压缩性的铰接八面体结构的有限元分析
摘要：为探究铰接八面体结构的线压缩性与模型几何参数之间的内在关联，对该三维结构进行了有限元分析。在保证其他几何尺寸不变的前提下，通过改变杆长比l1/l2和杆件夹角θ1，建立了不同的有限元模型。具体讨论了杆长比和杆件夹角对该结构轴向线负压缩性（即NLC）大小和范围的影响。研究发现，通过合理地选择几何参数，该结构在3个轴线方向上均可存在线负压缩性，其中杆件夹角θ1的大小决定了线压缩性的正负，杆长比l1/l2的大小则决定了负压缩性的大小和存在范围。关键词：固体力学;负压缩;有限元法;铰接八面体结构141|25|0<HTML><网络PDF><WORD>更新时间：2025-05-26汽车驱动桥准双曲面齿轮齿根弯曲应力预测与试验
摘要：有限元法是预测汽车驱动桥准双曲面齿轮齿根弯曲应力的重要方法,但单独准双曲面齿轮有限元模型约束条件难以确定,为此本文建立了基于整体驱动模型准双曲面齿轮齿根弯曲应力有限元分析模型,并对齿根应力仿真结果与台架试验进行了对比。选用ABAQUS/Standard建立了驱动桥准双曲面齿轮静态啮合模型,仿真结果表明:本文研究的整体驱动桥准双曲面齿轮在啮合过程中小齿轮齿根弯曲应力在靠近大端出现最大值,齿根部位先受到压应力,再受到拉应力;大齿轮齿根弯曲应力在靠近小端出现最大值,齿根部位先受到拉应力,再受到压应力。最后,搭建了驱动桥静扭试验台,并对驱动桥大齿轮齿根弯曲应力进行测量,将台架试验与仿真结果进行了对比分析,对比结果表明,所建立的有限元模型准确可靠,可将此建模方法应用于类似的齿轮齿根弯曲应力分析。关键词：有限元法;车辆工程;准双曲面齿轮;驱动桥;齿根弯曲应力97|16|0<HTML><网络PDF>更新时间：2020-07-30具有增敏效果的光纤光栅应变传感器的预紧封装及传感特性
摘要：为了提高光纤光栅测量应变的精度,在对光纤光栅传感器基底形状进行有限元分析的基础上,设计出了一种具有增敏效果的预紧封装光纤光栅应变传感器,并采用等强度梁对具有增敏效果的基片式光纤光栅传感器进行了测试和标定,得到传感器灵敏度为0.857 pm/με,是普通基片式光纤光栅传感器灵敏度的1.18倍。在MTS试验机上进行寿命试验,经10000次重复拉伸疲劳试验后,光纤光栅传感器的光谱并未出现双峰等现象,也没有发生蠕变,抗疲劳性能良好。关键词：有限元法;光纤光栅;仪器仪表技术;应变传感器;灵敏度156|28|0<HTML><网络PDF>更新时间：2020-07-30排桩支护结构内力与变形三维有限元数值分析
摘要：针对离心模型试验建立了三维有限元数值模型,通过与试验的比较验证了模型的可靠性,并与规范法中的m法进行了比较分析.结合一个悬臂排桩支护结构实例分析了桩身截面尺寸,桩间距和土体强度参数对桩身内力和变形的影响规律.研究表明:采用m法进行排桩支护结构设计偏于保守,与m法相比三维有限元法计算结果与离心机试验结果更为接近;桩身弯矩和桩顶水平位移随桩间净距的增加和桩身截面宽度的减小近似呈线性增加,随着土体黏聚力和内摩擦角的增加近似呈指数形式增加.关键词：排桩支护;离心模型试验;三维有限元法149|14|0<HTML><网络PDF>更新时间：2020-07-30预应力混凝土梁板体系有效翼缘的理论分析及试验
摘要：研究了变分法分析预应力框架梁的解析解,结合较为典型的预应力框架结构的试验,探讨预应力混凝土梁的有效翼缘宽度的取值。研究表明:预应力混凝土梁的等效宽度能够描述真实的受力状态,在实际工程中,预应力混凝土要进行短暂状态的应力计算;预应力会改变混凝土楼面荷载的双向传递规律。本文的结果能为预应力混凝土梁板体系的设计及计算提供参考。关键词：有限元法;预应力混凝土;梁板体系;有效翼缘;建筑设计135|34|0<HTML><网络PDF>更新时间：2020-07-30离合器结构参数对其热弹性不稳定性的影响
摘要：应用热弹性不稳定性(TEI)理论研究离合器接合过程中的局部高温区产生的原因与发展规律。通过有限元建模的方法建立了离合器接合过程三维有限元模型,并求解不同频率扰动对应的增长系数。研究发现:减小离合器半径尺寸、增大摩擦片厚度可以提高系统热弹性稳定性;离合器内外径比值小于0.6时,减小内外径比值有利于提高稳定性;离合器对偶片半厚度小于2 mm时,减小对偶片厚度有利于提高稳定性。关键词：车辆工程;离合器;热弹性不稳定性;临界速度;结构参数;有限元法156|23|0<HTML><网络PDF>更新时间：2020-07-30
