煤炭采掘中,煤层和岩石应力的重新分布对煤矿井下安全具有重要影响。为更好地理解这一过程,本研究基于ANSYS软件建立煤炭采掘作业面的有限元模型,通过单元“杀死”和“激活”技术,设置有限元模型的载荷步,并采用迭代法对各载荷步进行求解。此外,通过实例对煤炭采掘过程中隧道挖掘后的重力作用、液压支架支撑作用以及侧边煤层开采等一系列过程的受力状态进行仿真分析,最终获得煤炭采掘各阶段的位移变形和应力分布特征。这些分析结果对于理解煤炭采掘过程中的力学行为及其对矿井安全的影响至关重要。

在合理选择单元类型和材料本构模型基础上,通过建立综合管廊用预制再生混凝土箱涵有限元模型,研究了其力学性能,并分析了再生粗骨料取代率对模型荷载-位移曲线的影响。结果表明:预制再生混凝土箱涵的破坏方式与普通混凝土箱涵基本相似;再生粗骨料取代率对管节的荷载-位移曲线的影响明显;随着再生粗骨料取代率的提高,箱涵的极限承载力随之降低,且承载能力快速下降。

利用ABAQUS有限元软件模拟双层箍筋约束圆形柱,采用混凝土损伤塑性本构模型、钢筋双折线本构模型建立了圆形柱竖向承载特性有限元模型。分别对混凝土和箍筋采用四面体单元和六面体单元划分网格,通过应变控制加载,得到模拟的双层箍筋约束混凝土圆形柱核心混凝土的应力-应变曲线、应力云图,分析了内外层箍筋对核心混凝土的约束效应。结果表明:模拟结果和试验结果的吻合性较好。

利用有限元软件建立了聚乙烯醇纤维增强超高韧性水泥基复合材料(PVA-ECC)薄板四点弯曲的有限元模型,并与已有PVA-ECC薄板四点弯曲试验进行比较,验证了有限元模型的有效性。从单元选取、材料属性定义、网格划分、接触定义、施加边界条件、荷载等方面阐述了有限元建模过程,为后续PVA-ECC有限模型的建立提供一定的参考。

直升机上的整流罩常由面板和骨架组成,主要是对内部的各个设备起包络、气动维型的作用,不参与全机受力,属于次承力结构。在对结构进行分析时,主要考虑气动载荷的影响,对于本文的结构,由于整流罩随旋翼转动而进行周期性的旋转,因此,在计算过程中还需考虑惯性力的影响。在使用nastran对整流罩组件进行有限元分析时,首先需要根据计算目的,将连续的结构简化为理想的数学模型,用离散的网格进行替代。多结构组合式有限元模型建立和多工况气动载荷施加是本文整流罩强度分析过程的两大难点。

为更真实地反映谐波齿轮的侧隙分布,改进侧隙算法中柔轮齿根的定位方式,建立坐标变换下的齿廓方程以代替原有侧隙算法中的齿厚方程,提出基于周向位移定位和弧长定位的侧隙计算方法,建立含渐开线齿廓的平面齿圈实体有限元模型,获得空载啮合状态下侧隙分布。将理论计算的侧隙值与有限元模型计算的侧隙值比较发现,两者所得结果一致性较高。同时为了揭示侧隙偏差的来源,获取了有限元模型柔轮中性层的径向位移、周向位移和法线转角,并求解了周向位置极角。与理论算法结果比较发现,柔轮齿根周向位移偏差是引起侧隙偏差的主要因素。

振冲器主要用来夯实地基,通过厂商提供的数据对振冲器的振动特性进行分析,通过建立理论模型来确定其固有频率,再通过ANSYS对其建立有限元模型,对固有频率进行有限元分析,比较结果。为研究模拟方便,建立了一个实验模型,即在一块矩形钢板的顶端到底部通过一些细绳系在一个支撑架上。通过改变这一模型中顶端质量、底部质量、钢板厚度以及悬挂的绳长,需要特别注意的是,考虑悬梁在摆动时的边界条件。经过理论模型的计算,实验测量以及ANSYS软件仿真模拟,得出的结果较为一致。

利用有限元软件ANSYS模拟分析了往复运动Y形密封圈的静态和动态密封性能。研究了短唇倾角、唇谷高2个结构参数对Y形密封圈静态密封性能的影响；分析了工作油压、往复运动速度和摩擦系数3个工况参数对Y形圈动态密封性能的影响。结果表明：当短唇倾角在6°～10°，唇谷高在5—6mm时，Y形圈的静态密封性能较好，且随着短唇倾角和唇谷高的增加，其静态性能增强；当工作油压小于10MPa、往复运动速度在0．2～0.5m／s时，Y形圈的动态密封性能较好，而密封圈与活塞杆间的动态摩擦系数对其密封性能影响不明显。

对于有密封要求的液压作动筒而言,O形密封圈在其中起到重要的作用.首先针对液压作动 筒中的活塞密封结构,提出一类新的有限元分析模型,然后利用ANSYS软件研究0形圈密封结构在不同油 压和压缩率作用下的应力分布及接触压力分布,并将有限元结果与以往的模型进行对比,总结每类模型的适 用条件.新的有限元分析模型考虑了实际安装过程对密封圈的影响,对密封圈的安装具有指导意义,也为密 封圈的动力响应分析提供了较好的模型.

对往复运动活塞杆上的橡胶密封圈进行了磨损仿真研究。建立了密封圈与活塞杆接触的有限元模型,考虑到活塞杆采用车削的方式加工,用正弦函数表征活塞杆接触表面形貌、密封圈橡胶材料的非线性特性和外部高温高压环境因素,利用有限元技术中的生死单元技术模拟密封圈材料的损失。结果表明,高压力将导致较大的磨损深度,高温度将导致较宽的磨损宽度。初始阶段,最大密封压力随着温度和压力的增加而变大;随着磨损的进行,温度和压力越高,最大密封压力下降越快。活塞杆表面粗糙度幅值越大,密封压力下降越快。