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中国南方某金矿开采蚀变糜棱岩型金矿床,矿山自投产十多年来一直应用浅眼留矿采矿法,随着生产中段的下降、间柱与顶柱的回采或倒塌,采空区面积越来越大,二次损失贫化增大,经营效益很差.利用人工钢筋混凝土矿柱与低品位矿石矿柱共同支撑采空区之类框架结构,经过多年实验与应用,取得了很好的经济及社会效益.通过运用有限单元法对类框架结构支撑采空区的力学稳定性分析,结果表明,该矿山实际采用的类框架结构,其安全性可以满足矿山生产要求.

关键词: 采空区 , 类框架结构 , 力学稳定性 , 有限单元法

钢水通过浸入式水口热损失的有限元分析

刘辉敏 , 李红霞 , 孙加林 , 王金相

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2010.05.008

为稳定浇钢温度,采用有限单元法对多层结构浸入式水口进行了传热计算.结果表明,降低本体、内面层和外面层热导率,增加内面层和外面层厚度,钢水通过水口的热流密度降低.当外面层厚度超过3 mm时,热流密度基本不变.与内面层相比,外面层对热流密度的影响较大.

关键词: 浸入式水口 , 多层结构 , 热流密度 , 有限单元法

层板分层后屈曲分析

杨刚 , 于丰 , 张爱锋 , 黄宝宗

玻璃钢/复合材料 doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2003.03.001

本文给出了改进二维分层Mindlin模型[1]过渡区中的内力内力矩、应变、位移协调关系,以及有限元模型,进而分析了含有圆形和椭圆形分层的复合材料层合板后屈曲行为,表明这一模型的可靠性和实用性.

关键词: 分层 , 后屈曲 , 有限单元法 , 能量释放率

影响金属薄膜沉积初期因素的有限单元法模拟

宋鹏 , 陆建生 , 周洁 , 张德丰 , 杨滨

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2007.02.036

利用有限单元法对影响金属薄膜沉积初期的因素进行了计算机模拟.按膜料为Pt、Pt-Ru、Pt-Ti、Pt-Ni、Pt-Al等五种模式,采用刚性球入射到C或Si基底,重点研究了沉积原子的半径差异比、沉积原子能量和原子入射角等参数对薄膜沉积的影响,同时检验了有限元方法在微观领域中的合理性和适用性.

关键词: 金属薄膜 , 沉积因素 , 有限单元法 , 计算机模拟

45kVA/2.4kV单相高温超导变压器的设计和试验

王银顺 , 赵祥 , 韩军杰 , 李会东 , 关颖 , 包庆 , 俞宏智 , 肖立业 , 林良真 , 彭安保 , 韩红军

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2005.z1.137

为了研究630kVA/10.5kV三相高温超导变压器突发短路情况下热稳定性以及机械稳定性的问题,开发了45kVA(2400V/160V,18.75A/281.25A)单相高温超导变压器.铁心为单相三柱式铁心;杜瓦为带有室温孔的玻璃钢杜瓦,可以保证铁心处在室温下并与绕组隔绝;导线采用Ag合金包套不锈钢加强Bi2223多芯高温超导带材,高压绕组为多层圆筒式绕组,各层间分别置有层间绝缘和冷却通道,低压绕组采用饼式结构;为减小引线的漏热,低压引线采用优化的气冷引线.采用有限单元法(FEM)分析了该变压器电磁、机械问题,并对其进行了基本的性能试验以及突发短路试验,得到重要意义的结果.

关键词: 高温超导变压器 , Bi2223带材 , 绕组 , 有限单元法 , 突发短路

吹氩期间狭缝数量和尺寸对透气砖热梯度应力的影响

刘辉敏 , 孙加林 , 王金相

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2009.03.010

为提高透气砖的使用寿命,对其因吹氩而产生的热梯度应力场进行了模拟分析,以确定狭缝的合理尺寸及数量.首先根据研究目的和透气砖工作特点,在适当简化其结构和边界条件的基础上,建立了它的二维平面应变有限元模型.然后在保持透气砖尺寸和狭缝分布形式一定的前提下,研究了狭缝尺寸和数量变化对透气砖热梯度应力场的影响.研究结果表明:(1)热梯度应力仅在狭缝附近有剧烈变化,且狭缝尺寸及数量变化对最大拉应力影响不大;(2)狭缝越长,透气砖的整体热应力越大;(3)狭缝宽度变化对透气砖整体热应力分布影响不大;(4)对于本次分析来讲,狭缝最佳条数为20条.

关键词: 透气砖 , 狭缝数量 , 狭缝尺寸 , 热梯度应力 , 有限单元法

求解辐射传递的非结构混合有限体积/有限元法

张琳 , 刘林华

工程热物理学报

本文给了一种适用于任意非结构网格的有限体积/有限元法的混合算法用于求解多维半透明吸收、发射、散射性灰矩形介质内的辐射传递.该方法使用有限元法进行角度离散,有限体积法进行空间离散.与基于辐射传递离散坐标方程的方法不同的是,该方法在迭代求解的过程中,针对每一个空间体元,所有角度方向的辐射强度同时耦合求出.通过两个算例验证了该解法的正确性.

关键词: 有限单元法 , 有限体积法 , 辐射换热 , 非结构网格

基于有限单元法三轴体微加速度传感器固有频率的灵敏度分析

吴振亭 , 程传蕊

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2010.04.019

应用大型有限元分析软件ANSYS10.0建立了三轴体微机械电容式加速度传感器的有限元模型,以该模型为基础分析了传感器的前3阶固有频率及其振型.分析表明第一、二阶振型分别影响传感器在X和Y方向上的加速度测量,而第三阶振型则影响传感器在Z方向上的加速度测量,且影响程度较大.分析了传感器挠性轴的宽度、高度、长度和质量块的高度及密度等结构参数对传感器主要性能指标的影响程度,所得分析结果可为传感器的减振设计和进一步的优化设计提供理论依据.

关键词: 有限单元法 , 加速度传感器 , 固有频率 , 灵敏度分析

超高密度电法有限单元法正演与广义最小二乘反演

冯德山 , 王鹏飞 , 杨炳坤

中国有色金属学报

针对超高密度电法的全四极装置,采用三角形网格剖分和线性插值的有限单元法进行正演模拟,然后对该模拟结果开展广义最小二乘正则化反演,反演过程中对模型参数同时施加光滑模型和背景模型约束以提高反演稳定性.以一个低阻双层结构模型为例,与5种常规电法进行对比,发现超高密度电法具有数据信息量大、反演精度高的优点.对一个山谷地形下正方体低阻模型的超高密度电法数据进行正演和反演模拟,反演结果表明:该方法在较复杂地形条件下也能较好地刻画出异常体的形态及地下电性的分布,提高物探解释精度.

关键词: 超高密度电法 , 全四极装置 , 有限单元法 , 正演模拟 , 广义最小二乘反演