矩形翅片椭圆管和圆管换热器的数值仿真

利用CFD计算方法,对矩形翅片椭圆管换热器进行了数值模拟,并与同周长、同横截面和同迎风面矩形翅片圆管换热器进行了比较.分析研究了矩形翅片椭圆管和圆管的换热和阻力特性,以及速度、温度、压力的内部流场分布特性.结果表明,矩形翅片椭圆管的换热性能优于圆管换热器;矩形翅片椭圆管尾部涡流小,出口速度均匀;与圆管相比,椭圆管矩形翅片在工程应用中可以减少阻力损失,增强换热系数.     

大型整体式贮煤筒仓结构设计中的几个问题

对大型整体式贮煤筒仓结构设计中的几个问题进行了讨论与分析,这些问题包括:(1)堆煤引起的内外温度差以及煤压力的取值;(2)温度荷载和煤压力荷载对筒壁内力分布的影响规律;(3)堆煤荷载对桩基内力的影响.分析结果表明:对于筒壁环向受力来说,内外壁温差和煤压力的组合是控制工况,其内力为拉、弯组合;对于竖向受力来说,下部由堆煤压力单独作用控制,中上部也由内外壁温差和煤压力的组合工况控制,其内力为压、弯组合;季节温升或温降的影响较小,可以不考虑;受堆煤区煤压力的作用,基础土体产生较大的沉降和水平径向位移,使得承台下内侧桩受到较大的负摩擦力和水平推力,从而产生较大的轴力和弯矩,设计时必须引起足够的重视.     

考虑侧向约束的预应力混凝土超静定结构次内力计算及影响

由于侧向约束对超静定结构中预压力的传递以及二次内力产生的影响,有侧向约束的框架梁或连续刚构桥的预应力次内力计算比无侧向约束的连续梁次内力计算更为复杂.文中提出一种计算思路,把预加力分解为侧向约束引起的作用在柱上的预压力损失及作用在梁上有效预压力,结合等效弹簧模型及简化结构计算侧向约束预压力损失引起的次内力,利用约束次弯矩法计算有效预压力引起的次内力,然后进行叠加计算总次内力影响.通过实例分析了有侧向约束对框架结构二次内力的影响.结果表明,该影响随着梁柱刚度比减小而增大,忽略侧向约束预压力损失引起的附加二次内力影响是不合理也不安全的,文中方法能够满足工程实际中的精度要求,有助于预应力框架结构的设计和内力分析.     

土体非线性对圆形隧道结构地震反应的影响

以圆形截面盾构隧道为模拟研究对象,利用快速拉格郎日分析的显式有限差分程序FLAC,分别讨论了土体为线性和非线性两种情况下,在不同刚度下隧道衬砌结构内力的变化规律.计算结果表明,土体弹性模量愈大,衬砌结构的内力愈小,且线性情况下衬砌结构的内力小于考虑土体非线性时衬砌结构的内力.     

基于MCTOOLS的斜交闭合框架结构建模及计算

目的 研究两跨斜交闭合框架结构在静力荷载作用下的基频和受力特点.方法 基于MCTOOLS程序建立了一个两跨斜交闭合框架桥结构模型的数据文件,并据此建立一组结构模型,对该组模型在静力荷载作用下的基频和内力进行了计算和分析.结果 基于MCTOOLS程序快速地建立了一组两跨斜交闭合框架结构,表明MCTOOLS程序可大幅提高该类结构的建模效率.而计算结果表明,随着斜交角度的增大,结构的基频随斜交角度的增大而减小,而结构的内力随斜交角度的增加变化较为复杂.结论 建模过程表明,利用MCTOOLS程序可大大提高复杂模型的建模效率,而计算结果表明,斜角角度对结构基频的内力会产生巨大的影响.     

预应力锚索抗滑桩的有限元计算与应用

根据有限元理论和Winkler假设建立了预应力锚索抗滑桩数学模型和杆件有限元计算抗滑桩的计算模型.介绍了将该模型用于非Winkler地基的情况.利用MATLAB语言编制了相应的程序.结合望岭岩滑坡体治理工程实践,利用该程序计算了预应力锚索抗滑桩的内力和位移,并绘出了图形.利用该程序对普通抗滑桩和预应力锚索抗滑桩进行比较,从理论上得出了结论,认为预应力锚索抗滑桩是一种值得推广的加固措施.     

用PC—1500机分析梁内力及绘制内力图的通用程序

本文提出了用PC—1500计算机分析梁内力及绘内力图的通用程序,叙述了源程序设计要点及程序功能,并列举了计算实例和结果比较.     

单向坡斜拉桥体系转换分析与控制措施

利用ANSYS程序的APDL建立了彭溪河特大桥的平面有限元模型,分析单向坡在体系转换中对结构内力和位移的影响,认为单向纵坡斜拉桥内力分布呈非对称性,因此在体系转换时主梁易受到不平衡力的冲击.在此基础上,提出了减小单向纵坡对其体系转换影响的控制措施.     

弹塑性模型RC框架计算机内力分析

基于RC框架弹塑性模型,利用逐步迭代法分析了RC框架内力位移的弹塑性变化过程,并编制了相应的内力位移分析及演示程序,结果符合内力位移的变化规律。     

混凝土整体式肋形结构主梁计算模型的简化

当主梁与柱的线刚度比大于某定值(3、4或5)时,混凝土整体式肋形结构中的主梁可简化为以柱为铰支座的多跨连续梁进行内力计算.对连续梁和框架两种不同的计算模型,分别计算了在不同的梁柱线刚度比k情况下控制截面的内力,得到了不同跨数、不同荷载布置下的k~β曲线.经比较分析认为:当k≥4时,主梁可简化成连续梁计算,此时两种计算模型控制截面内力的误差β均小于10%.本研究成果为肋形结构中主梁计算模型的简化问题作了详尽的说明.     

BCCP内水压承载能力原型试验

为了研究钢筋缠绕钢筒混凝土压力管（BCCP）在内水压作用下的承载破坏特征,设计了三个不同管径的BCCP内水压现场原型试验.在管径1 800 mm BCCP的钢筒、钢筋和混凝土保护层上布置环向应变片,逐级施加内水压至2.5 MPa,得到了各部位在内水压作用下的受力变化规律.主要结论如下:BCCP从生产时施加预应力到承受内水压至最终破坏的受力过程可分为5个阶段.1）管芯受预应力钢筋环向作用力阶段.缠筋后,钢筒与混凝土形成的管芯受到一个初始预压应力;2）保护层开裂前整管承受内水压弹性阶段.对应于试验中内水压小于1.5 MPa的阶段,管芯依然受压,而预应力钢筋和外混凝土保护层受拉;3）保护层开裂,管芯承受内水压弹性阶段.试验中当内水压达到1.6 MPa后,保护层开始达到抗拉强度开裂,混凝土管芯也从初始的受压慢慢转变为受拉,依然处于弹性状态;4）管芯开裂,钢筒和钢筋受拉弹性阶段.当内水压达到2.2 MPa后,管芯径向开裂,但是钢筒和钢筋的应力随内水压依然稳步增长;5）管道破坏阶段.钢筒和预应力钢筋达到最终屈服强度,整管丧失承载能力.研究成果可为BCCP在输调水工程中的推广使用以及相关标准的制定提供依据.     

考虑支护结构作用的地下管廊真实受力模型

为了研究桩撑支护体系对管廊结构受力的影响,以济南市某地下综合管廊工程为例,通过Plaxis 3D有限元软件对该工程进行全过程模拟,发现桩撑支护结构下地下管廊侧板受力呈三段式分布:先增大后减小再增大,明显小于静止土压力,管廊侧板内力小于传统方法。改变廊顶覆土厚度,根据模拟结果拟合得到管廊侧板受力的分布曲线及其简化曲线,同时证明不同覆土厚度下回填土体土压力均为三段式分布,且各段始末位置与覆土厚度有定量关系。计算结果证实,按简化曲线计算所得管廊侧板内力与模拟值较为吻合,即该简化曲线有较好的适用性。按照简化曲线计算管廊侧板荷载,设计得到的管廊结构更加符合实际,更加经济合理。     

非金属厚壁压力管受力与变形弹性分析

非金属厚壁压力管作为1种新型纵向增强的高弹性高分子材料厚壁管，管内注有4．0～8．0MPa液压或气压．在外壁弹性约束情况下，通过对管内注压力与管壁变形进行弹性分析，近似满足工程应用的需要，外壁对管施加工程需要的正压力，非金属厚壁管可简化为受内外均布压力的圆筒，运用压力隧洞理论，对管的胀压力和管内注压力，以履管的径向、环向变形进行了分析和计算，为非金属厚壁压力管的工程应用奠定了基础．     

非金属厚壁压力管受力与变形弹性分析

非金属厚壁压力管作为1种新型纵向增强的高弹性高分子材料厚壁管,管内注有4.0～8.0?MPa液压或气压,在外壁弹性约束情况下,通过对管内注压力与管壁变形进行弹性分析,近似满足工程应用的需要.外壁对管施加工程需要的正压力,非金属厚壁管可简化为受内外均布压力的圆筒,运用压力隧洞理论,对管的胀压力和管内注压力，以及管的径向、环向变形进行了分析和计算，为非金属厚壁压力管的工程应用奠定了基础.     

直埋供热管道弯头的壳体应力分析

依据弯头实际工程物理模型,将直埋管道弯头作为环壳的一部分,在相应曲线坐标系中对其进行了受力分析(包括内压、埋土压力、热胀力、土壤与管道之间的摩擦力、土体对管道的压缩反力等).应用弹性薄壳理论,建立平衡方程,并采用半逆解法,参考李维解和纳维叶解,在理论上首次得出直埋供热管道弯头部分的位移解析解,依据该解析解易得出精确的应力解答.     

直埋供热管道弯头的壳体应力分析

依据弯头实际工程物理模型，将直埋管道弯头作为环壳的一部分，在相应曲线坐标系中对其进行了受力分析(包括内压、埋土压力、热胀力、土壤与管道之间的摩擦力、土体对管道的压缩反力等)。应用弹性薄壳理论，建立平衡方程，并采用半逆解法，参考李维解和纳维叶解，在理论上首次得出直埋供热管道弯头部分的位移解析解，依据该解析解易得出精确的应力解答。     

锅炉弯管缠绕式冷弯成形工艺及其回弹的数值模拟

建立了锅炉弯管缠绕式冷弯成形的有限元数值模拟模型,对管子绕弯成形工艺的预压变形补偿、缠绕弯曲成形和释放模具后的回弹三个阶段进行了系列全面的模拟计算.分析得到了管子弯曲后的应力及塑性应变分布特点,管子弯曲椭圆度和减薄率随着顶镦力和预压量等不同弯制参数的变化规律,管子壁厚对弯曲成形质量的影响,管子弯曲成形的回弹特性等.研究表明:弯曲应力主要集中在弯曲起弯段;对于一定的管子规格存在顶镦力的一个最优值,使得管子的弯曲质量最为理想;相对壁厚大的管子弯曲质量较好;管子回弹角约为0.05rad,相对壁厚对其无明显影响.     

冲击式水轮机配水环管和厂房结构静动力承载性能研究

为研究冲击式水轮机配水环管在高内水压力作用下的损伤特征,及其对结构动力特性的影响,基于混凝土塑性损伤模型,对配水环管和厂房结构进行了非线性有限元静力分析,并在此基础上计算了结构的自振特性和机组振动荷载作用下的动力响应。结果表明：配水环管虽保压埋设,但由于内压较高,配水环管外围混凝土在管顶、管腰内侧和岔管处仍易出现损伤,且管顶和管腰的损伤贯穿至混凝土表面,大部分内水压力由钢衬和钢筋承担;分岔处应力集中明显,但因管径较小,钢衬厚度较大,钢衬和钢筋的应力仍能满足安全需要。配水环管外围混凝土的损伤,使局部结构刚度降低,导致机墩不均匀上抬变形和振动响应有所增加,但不会对整体结构的承载力造成明显影响。     

基于向量式有限元的弦支穹顶失效分析

索的破断涉及到强烈的几何非线性,传统的有限元方法很难准确模拟和跟踪其失效过程,利用基于MAT-LAB语言的自编向量式有限元程序对弦支穹顶的斜索和环索失效全过程进行了跟踪模拟分析,得到了弦支穹顶断索后位移和内力的动力响应曲线.结果表明:利用向量式有限元能够准确地进行断索全过程分析,任一环索断裂后将导致整圈索杆体系失效,环索断裂对于结构位移及内力影响较斜索断裂时更大.断索将同时导致最终平衡态支座反力的大幅增加,在预应力结构设计时应予以足够的重视.     

粘滞阻尼器在连体高层结构中的抗风减振效果

主要研究设置粘滞阻尼器的连体高层结构风振响应及风动力荷载作用下粘滞阻尼器对结构内力、变形、加速度及能量耗散的控制效果.根据连体高层结构刚性模型的风洞试验,得到风压系数时程数据.通过编制基于风洞试验的风荷载时程处理程序WINDHIST V2.0,可将风洞试验数据进行处理并导入有限元程序进行风振时程分析.对连体高层结构进行多工况风振时程分析,结果显示:设置粘滞阻尼器能减小连体结构内力及变形,内力的控制效果优于变形的控制效果.连体结构顶部加速度是由脉动风的动力效应引起,粘滞阻尼器能有效地控制结构顶部楼层加速度.