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基于子区域的结构拓扑优化并行策略
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作者 赵子龙 荣毅 +2 位作者 冯西桥 谢亿民 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第9期114-125,共12页
结构拓扑优化在过去的三十年里经历了巨大的发展,充分利用高性能计算资源有助于拓宽拓扑优化在大规模设计问题中的应用。本文提出了一种针对一般三维拓扑优化的基于子区域的并行策略。通过子区域划分、矩阵运算、引入单元硬杀算法,优化... 结构拓扑优化在过去的三十年里经历了巨大的发展,充分利用高性能计算资源有助于拓宽拓扑优化在大规模设计问题中的应用。本文提出了一种针对一般三维拓扑优化的基于子区域的并行策略。通过子区域划分、矩阵运算、引入单元硬杀算法,优化过程得以显著提速.将该策略整合进高效、简洁的Python代码;该代码可适用于任意形状的设计域.附录一中给出的完整代码,易于扩展,扩展后可解决多类优化问题.通过求解四个柔度最小化问题展示了该策略的高效性.本研究在机械工程、先进制造,以及建筑设计等领域有潜在的应用价值. 展开更多
关键词 并行策略 高性能计算 子区域划分 最小化问题 结构拓扑优化 PYTHON 设计域 建筑设计
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低温BOG压缩机活塞杆运动件预紧力的研究 被引量:3
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作者 杨其文 李云 《流体机械》 CSCD 北大核心 2016年第5期26-30,共5页
BOG压缩机是对LNG储罐中蒸发出的气体进行加压的设备,其主要特点是工作在低于-100℃的超低温下。在如此低温下工作,压缩机的螺纹连接件预紧力状况会和常温预紧时产生很大变化。本文以BOG压缩机活塞杆螺栓连接为研究对象,提出了一种能预... BOG压缩机是对LNG储罐中蒸发出的气体进行加压的设备,其主要特点是工作在低于-100℃的超低温下。在如此低温下工作,压缩机的螺纹连接件预紧力状况会和常温预紧时产生很大变化。本文以BOG压缩机活塞杆螺栓连接为研究对象,提出了一种能预测螺栓低温预紧力变化的理论公式并进行了精度修正,通过有限元模型验证了理论公式在计算活塞杆螺栓预紧力变化的有效性,结果表明,通过理论公式与有限元模型的对比,表明结构即使不完全符合理论公式的要求,理论公式与有限元计算仍然较为吻合。在螺栓连接材料为304不锈钢和SIC815合金钢组合下,常温下预紧至60%屈服应力的螺栓连接,在-125℃低温下预紧力会产生30%的松弛。此外,本文对往复活塞力以及应力集中对活塞杆螺栓应力状态的影响进行了分析,并以理论公式为基础,将应力集中、工作温度范围、外部静载等因素考虑在内,提出了针对不同状况的螺栓常温预紧力取值范围,可满足较广范围螺栓连接预紧力取值的需求。 展开更多
关键词 BOG压缩机 预紧力 预测公式
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BOG压缩机不同启动方式热分析及缸盖螺栓预紧力分析 被引量:2
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作者 杜鑫 李云 《化工机械》 CAS 2017年第6期649-654,共6页
采用有限元分析方法从气缸温度场变化与螺栓预紧力两方面对BOG压缩机的3种启动方式进行分析比较。分析得出-160℃预冷启动过程的气缸最大温差和最大螺栓预紧力不均匀度分别为52℃和20.4%,因此该启动过程最为平稳;而-40℃预进气启动过程... 采用有限元分析方法从气缸温度场变化与螺栓预紧力两方面对BOG压缩机的3种启动方式进行分析比较。分析得出-160℃预冷启动过程的气缸最大温差和最大螺栓预紧力不均匀度分别为52℃和20.4%,因此该启动过程最为平稳;而-40℃预进气启动过程的两个指标分别是67℃和25.4%,启动过程最不平稳;直接启动介于二者之间。 展开更多
关键词 BOG压缩机 启动方式 气缸温度场 螺栓预紧力
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水平定向扩孔器破岩切削力矩仿真研究
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作者 葛昭文 +1 位作者 张戈 李云 《化工机械》 CAS 2022年第6期954-961,共8页
由于脆性岩土的破碎机制复杂,使水平定向扩孔器的切削过程和切削阻力复杂多变,给扩孔器的工艺参数选取带来了困难。其中扩孔器切削力矩的传统理论计算大都未考虑岩体破碎过程的阻力波动变化,导致功率偏大、切削效率偏低。在考虑岩体的... 由于脆性岩土的破碎机制复杂,使水平定向扩孔器的切削过程和切削阻力复杂多变,给扩孔器的工艺参数选取带来了困难。其中扩孔器切削力矩的传统理论计算大都未考虑岩体破碎过程的阻力波动变化,导致功率偏大、切削效率偏低。在考虑岩体的破碎特征的基础上,建立扩孔器-岩土切削作用模型,利用Abaqus有限元分析软件对扩孔器切削过程进行数值仿真,得到了扩孔器在砂岩、炭质灰岩下的切削力矩,并进行了验证。进一步分析了扩孔器结构对切削力矩的影响。研究结果表明:岩土脆性越高,扩孔器所需切削力矩越小,切削效率越高;随牙轮倾角的增大,扩孔器所需切削力矩增大,牙轮安装难度提高;增加牙轮切削齿齿深能够提高切削速度,但也会增大切削力矩。 展开更多
关键词 扩孔器 岩体 有限元仿真 切削力矩 结构优化
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