钢板对接焊接残余应力的数值分析与试验测定

对采用对接焊缝拼接钢板的焊接过程进行数值模拟,确定焊接残余应力,分别采用盲孔法与切条法对对接焊缝拼接钢板的焊接残余应力进行试验测定,以切条法试验测定结果为标准,对数值分析方法及盲孔法测定结果的精度进行了评价.分析结果表明:数值分析得到的对接焊缝拼接钢板的焊接残余应力分布和大小均与切条法测定结果基本一致,验证了钢结构焊接残余应力数值分析方法的适用性;盲孔法测定的钢板焊接残余应力分布规律与切条法基本一致,但由于盲孔法钻孔精度不易控制,盲孔法测定的焊接残余应力数值误差较大.     

用盲孔—光弹贴片法检测构件内的残余应力

介绍了盲孔－光弹贴片法的基本原理和测试方法，以及应用此法于某装置外壳，测定其进行ＶＳＲ处理前后构件内的余应力的变化情况，研究结果表明：进行ＶＳＲ处理可以大幅度降低构件内的残余应力的总体水平，并使残余应力分布趋于均匀。     

电站厚壁结构模拟多次修复后残余应力变化的研究

通过对电站锅炉汽包局部补焊的模拟试验研究 ,利用盲孔法测量了多次修复过程中补焊接头的焊接残余应力 ,分析了其变化的原因 ,找出其变化规律 ,得到一些有益的结论 ;并对补焊过程中焊接应力的控制提出建议 .     

考虑塑性软化和扩容特性的最短封孔深度研究

为了确定合理的瓦斯抽采封孔深度,建立了考虑塑性软化和扩容特性的巷道周围煤体弹塑性模型,得到了巷道周围煤体应力分布和最短封孔深度的表达式,分析了最短封孔深度的影响因素,采用钻屑量法和抽采浓度法对确定的封孔深度进行了现场验证.结果表明:初始地应力、煤体强度、支护应力和巷道尺寸是控制最短封孔深度的主要因素;埋藏深度越深,煤质越软,钻孔的封孔深度应越长;在地质构造带和大断面巷道,应加大钻孔的封孔深度;钻屑量和CH4体积分数测试结果表明,确定的封孔深度合理可靠.     

电火花钻削高精度盲孔实验研究

针对电火花加工中电极损耗问题, 提出轴向补偿电极损耗的钻孔方法, 利用黄铜和紫铜2种不同电极材料在超精密电火花加工机床(Sarix SX-200hpm)上, 对钛合金进行不同深度盲孔加工实验, 对比了该法与电极损耗无补偿加工的差异。结果表明,利用该方法加工的盲孔深度能接近预期深度,且紫铜电极加工的盲孔形貌更好。     

不同结构竹浆纱线的应力松弛性能研究

以2个Maxwell并联的四元件模型为基础,利用波尔兹曼叠加原理建立纱线应力松弛变化过程的理论方程,并分别对竹浆紧密纺、赛络纺和喷气涡流纺（MVS）纱线进行应力松弛实验．基于应力松弛理论模型,利用非线性回归拟合法求得纱线应力松弛的回归方程,分析了3种不同结构竹浆纱线的应力松弛机制．实验结果表明,理论值与实测值具有良好的相关性,所用模型可以预测不同结构竹浆纱线的松弛性能．在消耗各纱线断裂伸长30％形变的情况下,竹浆紧密纱应力松弛现象最严重,赛络纱次之,喷气涡流纱最小．     

混流式水轮机转轮叶片残余应力测试

本文对岩滩电厂水轮机转轮叶片经常出现裂纹的实际问题,应用盲孔释放法实测了轮转叶片裂纹经补焊处理后热影响萄残余应力,为分析转轮叶片裂纹原因提供了试验依据。     

汽轮机螺栓应力松弛行为预测的研究

根据高温下金属应力松弛的基本特征,建立了预测应力松弛行为的动力学方程式,该表达式可根据某初应力下的松弛试验结果预测不同初应力时的应力松弛行为。多种材料试验数据的验证结果表明,本文采用的预测方法合理,提出的动力学方程式具有广泛的适应性以及良好的拟合和预测精度,便于工程应用。利用该方程式,还分析讨论了不同初应力下的材料松弛塑性应变速率随时间的变化及其趋势比较,其规律与现有的研究结果保持一致。     

基于超声理论的桥梁焊接残余应力检测

首先,依据超声法检测技术在其应用原理上的进一步拓展,建立钢结构桥梁残余应力的超声检测系统,并对其关键性能指标进行检测试验;其次,利用超声法,盲孔法和X射线法对钢构件进行残余应力检测,通过对比表明3种方法的应力检测值趋势完全一致;最后,通过对某大桥的对接焊缝进行残余应力检测.结果表明超声检测系统可以较为准确地反映钢结构桥...     

用中心钻孔公式计算残余应力时偏心钻孔造成的误差分析

本文应用钻孔时联系松弛应变与残余应力之间的一般关系式,在应力状态、几何布置较为广泛的组合范围内,分析了当用中心孔公式计算由于钻孔偏心而造成的分析误差。计算结果表明,以往在个别情况下作出的分析,大大低估了偏孔造成的分析误差。     

混凝土梁内现存应力钻孔释放过程数值模拟

本文采用基于Lagrangian理论的三维线性有限单元方法模拟了预应力混凝土内现存应力的钻孔法释放过程.通过外加载荷应力场模拟现存应力,用应力释放率描述释放规律,用单元生死技术模拟钻孔过程,研究了局部应力状态及应力水平、钻孔直径、钻孔间距等因素对弹性应力释放规律的影响.结果表明:应力释放值依赖于应力初值、钻孔直径和深度;完全释放深度随孔径增大而增大,但与应力初值无关;而用应力释放率和相对钻进深度(h/d)描述的释放曲线不受钻孔直径、释放区域的应力状态和初值变化的影响,具有广泛适用性.最后,通过试验验证了本文计算结果的正确性.     

桩基三维非对称局部冲刷坑条件下土体应力计算简化模型

桥梁桩基周围形成局部冲刷坑时会导致桩基有效埋深减小，增大工程结构的安全隐患。目前研究的冲刷坑模型多为对称形态，而工程实际中的冲刷坑多为非对称形态，使得桩基处于更不利状态。合理计算桩周形成非对称冲刷坑后土体的应力变化是评价桩基承载力的关键之一，目前尚没有严格的理论计算方法。针对该问题，根据试验实测的非对称冲刷坑形态提出了三维非对称冲刷坑的简化模型。将冲刷坑最大深度以上土体重度看做荷载并基于Boussinesq点荷载方程在半无限空间中的应用，推导得到了非对称局部冲刷坑内土体垂直及水平有效应力计算方法。采用有限元中“生死单元法”模拟了半无限空间地基中冲刷坑的形成，并将有限元计算结果与理论计算方法所得结果进行对比，验证了理论计算方法的正确性。基于理论计算方法考虑了冲刷坑内存在桩基的影响，并与有限元计算结果进行了对比，对比结果表明了理论计算方法的可行性。在此基础上，设计了一系列工况，对三维非对称冲刷坑简化模型中的参数进行了敏感性分析，得到了非对称冲刷坑条件下桩周土体的垂直及水平有效应力差的变化规律。     

静态破碎剂对钢管径向膨胀压应力试验

为考察静态破碎过程中径向膨胀压应力沿孔深方向的分布,探究孔径、孔深、约束程度对径向膨胀压应力大小的影响规律,利用无缝钢管模拟钻孔,采用电阻应变片法测量了静态破碎剂在结硬过程中对21个试件的径向膨胀压应力.根据“钢管混凝土套箍理论”,将钢管截面面积与静态破碎剂截面面积的比值定义为约束程度.试验结果表明:静态破碎剂产生的径向膨胀压应力沿孔深方向并非均匀分布,一般钻孔中部和底部的膨胀压应力大于上部;孔径越大,孔底部与上部的径向膨胀压应力相差越大,相同时间内孔中部和底部所能达到的膨胀压应力越大,孔口溢出的破碎剂越多;孔深和约束程度对膨胀压应力的发展速度影响不大,孔中部和底部静态破碎剂所产生的膨胀压应力随着孔深或约束程度的增大而增大;选用合适孔深、较大孔径更有利于静态破碎剂发挥其膨胀潜力.     

用钻孔瓦斯涌出初速度法进行浅孔预测的可行性研究

针对目前使用钻孔瓦斯涌出初速度法(q值法)预测煤与瓦斯突出所存在的问题,进行了多钻孔、多孔深的现场试验,研究了用钻孔瓦斯涌出初速度法进行浅孔预测的可行性.根据实测的不同深度的曲线变化,确定了替代的测试孔深及突出临界值.     

江汉湖区浅层大位移井钻井技术

江汉油田地质构造复杂 ,地面水网密集 ,为了进一步探明长湖底部地质储量 ,实现“湖油陆采” ,江汉油田部署第一口浅层大位移多目标探井 -C10X井。该井在实际钻探中 ,首次研究应用浅层大位移井钻井技术采用“PDC +单弯螺杆 +有线随钻”组成的钻具实现了井眼轨迹的连续控制 ,完钻井深2030m ,位移1238.86m ,位移垂深比0.85。C10X井的顺利完钻 ,不但提高了勘探开发的综合经济效益 ,而且进一步证明用有线随钻测斜仪能够钻探位移垂深比大于0.85的大位移定向井 ,同时为今后用有线随钻测斜仪进行大位移定向钻井提供了宝贵的经验和科学依据。     

裂纹柔度法在回火高强度结构钢应力分析中的应用

提高高强度结构钢板的残余应力的测试精度,可以更好地评估回火工艺的有效性,使产品更加安全可靠.常用的残余应力测试方法(如钻孔法、X射线衍射法等)只能测定钢板外表面及浅层的残余应力.采用裂纹柔度法分析回火钢板的残余应力,对Q550D钢板不同回火工艺状态下的应力松弛效果进行了测试.结果表明,裂纹柔度法能够测定钢板全厚度范围内残余应力释放过程中产生的应变,从而判断其应力分布情况,而且这种方法比钻孔法及X射线衍射法更加敏感和精确.     

影响割缝钻孔卸压效果因素的数值分析

通过对钻孔周围应力分布的研究,指出"瓶塞效应"是制约其影响范围的主要因素,割缝可以消除此效应;数值模拟表明割缝高度对缝槽上方煤体卸压影响不显著,考虑到蠕变等因素要求缝槽高度不低于16mm;缝槽深度对缝槽上方煤体卸压起到显著影响,当缝槽深度从0.227m增大到0.770m时,缝槽上部1.03m处煤体应力由6.2MPa降低到3.1MPa,通过增大缝槽深度以增加钻孔的影响范围是可行的;由于钻孔割缝后其影响范围增加,相邻钻孔间相互影响使得钻孔影响范围进一步增大,必须把多个钻孔当作一个整体来研究布孔情况.     

单桩复合地基固结性状有限元分析

在编制并验证Biot固结有限元(FEM)程序的基础上,对单桩复合地基固结进行了有限元分析,并比较了强排水桩复合地基和弱排水桩复合地基的固结性状.对于强排水桩复合地基:渗流以径向为主;是否考虑应力集中对平均固结度影响甚微,但对地基浅层孔压分布产生较大影响.对于弱排水桩复合地基:渗流以竖向为主;无论考虑应力集中与否,孔压分布和天然地基相比在深度方向梯度更大,由此形成的应力差更利于孔压向透水面的消散,从而加速了地基的固结.     

基于SFM方法的不同倾角桥墩绕流局部冲刷特性试验

桥墩绕流冲刷是水流、泥沙和桥墩三者相互作用的结果,桥墩周围复杂的水沙运动关系是造成桥梁水毁的重要原因。定量分析桥墩冲刷地形特征规律及其与水流之间的相互作用关系,是深入研究桥墩绕流水沙作用机理及实际工程应用的重要突破口。本文开展两种坡降条件下不同倾角均匀沙动床桥墩绕流冲刷试验,并沿下游方向设置四个模型倾角0°、5°、10°、15°。使用粒子图像测速系统（Particle Image Velocimetry,PIV）测量桥墩绕流二维流场,并基于运动摄像恢复结构技术（Structure From Motion,SFM）实现冲刷地形三维重构,在此基础上分析床面冲刷三维地形结构和绕流流场特征,以构建紊流结构与冲刷地形相互耦合作用关系。结果表明：（1）SFM方法可实现冲刷地形三维结构重构,冲刷试验平衡时,模型前方和两侧冲刷坑较深,后方冲刷坑出现凸起,沿水流方向倾斜顺延上升至床面。（2）冲刷坑尺寸、面积和体积均随水流强度增大而增大,随倾角增大而减小。不同截面处冲刷坑面积、体积随坑深呈开口向上抛物线趋势增大。（3）桥墩模型对后方流向流速扰动范围随倾角增大而减小,对展向流速影响范围随倾角增大而增大。（4）随模型倾角增加,旋转强度与剪切应力影响范围均减小。剪切应力下切较易形成桥墩周围较深冲刷坑,而位于桥墩两侧大尺度流向涡向下游延伸,将促使桥墩后侧方浅长凹槽形成。