大体积混凝土施工过程温度应力场监测及有限元分析

大体积混凝土由于水泥水化发热导致混凝土在施工及养护过程中出现升温和降温过程,并在混凝土表面和内部产生温度差,受到边界条件的约束在混凝土的表面和内部产生温度应力.大体积混凝土施工中控制温度的本质就是控制温差引起的温度应力.根据某工程的特殊情况,设计了温度测点和温控方案,并对混凝土水化放热公式系数m进行修正,建立了有限元分析模型,分析过程中考虑了混凝土的力学性能随龄期的非线性增长.通过分析,预测了大体积混凝土的温度变化过程及应力分布情况,并与实测数据对比,吻合较好.其成果可为其他类似工程提供参考.     

大体积混凝土水化热温度场三维有限元分析

利用结构有限元分析程序Super SAP对大体积混凝土温度场进行模拟计算,对计算结果进行了分析,寻找大体积混凝土温度场分布存在的规律,为Super SAP在大体积混凝土温度场预测中的应用提供理论分析的依据。理论分析表明,表面边界条件不同,温度场的分布存在规律性的变化,边界条件相同时,温度分布存在对称性,反之不存在对称性,并且基础沿厚度方向的中心截面具有对称性。     

混凝土水化热温度场对大直径钢管混凝土柱结构的影响

应用弹性力学原理和大型有限元分析软件ANSYS 8.0,研究了大直径钢管混凝土柱由混凝土水化热引起的温变产生的初始应力对结构的影响,并推导了紧箍力与材料热力学性能参数本构关系公式。算例表明,初始应力值一般较小可忽略,ANSYS 8.0分析结果与弹性力学理论分析结果相吻合。     

复合胶凝材料钢管混凝土拱肋水化过程截面温度场试验及数值模拟分析

针对复合胶凝材料钢管混凝土拱肋水化过程,对混凝土水化热作用下的钢管拱肋截面温度场进行了连续试验观测,以热传导理论结合有限元方法建立了钢管混凝土水化热分析模型,并进行了数值模拟分析。研究考虑了初始条件下水泥水化热的计算模型,并讨论了钢管厚度、管径等参数对钢管混凝土拱肋成型过程截面温度特性的影响。结果表明,对于复合胶凝材料钢管混凝土水化热的计算模型采用双曲线函数式较为合理;钢管拱壁厚对其截面温度场的影响较小,最大差值在2～3℃,而管径的大小对其影响较大,最大差值达20℃。     

混凝土墙板的水化热温升计算浅探

把混凝土浇筑块水化热温升计算方法运用到混凝土墙板的水化热温升计算,并结合工程实际计算了板中心和板面温升随时间的变化曲线及在混凝土内达最大温升时沿墙板厚度的水化热温升分布线。     

混凝土中水泥水化反应放热模型及其应用

大体积混凝土结构水化热温度场分析的关键是混凝土中水泥水化反应放热模型的确定。基于化学反应动力学原理，提出了一种物理意义明确，考虑了温度和化学反应物浓度对化学反应速率影响的混凝土中水泥水化反应放热模型，并将其应用于有限元分析。算例分析表明，该模型能很好地拟合了混凝土绝热温升的实测数据，较精确地预测了在不同浇筑温度下混凝土绝热温升的变化规律。     

大体积混凝土成层浇筑过程温度场及温度应力研究

针对九江长江公路大桥北塔承台大体积混凝土施工,利用MIDAS程序对其温度场及温度应力进行了有限元数值模拟分析,揭示了桥梁建设中大体积混凝土分层浇筑的温度场和应力场的特性和变化规律,为大体积混凝土不出现有害温度裂缝的温控防裂措施提供了依据。     

大尺寸混凝土构件硬化期水化热温度场

为了解决在实际施工前精确预测混凝土内部的温度场从而采取适当的施工措施预防混凝土热裂的问题,基于水泥水化反应三阶段的特征,提出S型水化热模型,通过对有限元软件ABAQUS进行二次开发,建立构件的三维实体有限元模型,对早龄期混凝土的水化热温度场进行数值模拟.为验证数值模拟的准确性,对2个1.5 m×1.2 m×4.0 m大尺寸混凝土构件进行硬化期水化热温度场测试.同时,选取拆模时间在混凝土浇筑后72、96、120、144 h进行有限元分析.对比分析数值模拟结果和温度场测试数据,二者吻合较好,而拆模后最大降温速率随着拆模时间的加长而减小,表明本文建立的模型能较精确地预测大尺寸混凝土构件硬化期的水化热温度场,且适当延长拆模时间降低了大尺寸混凝土构件温度裂缝出现的风险.     

某工程大体积混凝土温度场的试验研究

为了控制大体积混凝土的水化热温度,对控制混凝土早期裂缝提供依据,了解温度对混凝土早期力学性能的影响,采用镍铬-镍硅型热电偶传感器对混凝土内部温度场进行了实测.结果表明,混凝土浇筑初期内部温度场沿深度呈抛物线分布,最高温度为58℃,在浇筑后3 d出现,持续1 d左右,混凝土中心与表面最大温差19℃.通过实测的温度场分布情况,可以直接了解混凝土内部温度变化趋势,对控制水化热温度和温度裂缝起指导作用.     

承台大体积混凝土水化热分析及温控措施

大体积混凝土会产生大量的水化热导致结构裂缝的出现,对结构的耐久性和承载力产生不利影响,因此需要采取控制措施,减少混凝土内部的梯度温度,控制大体积混凝土结构在施工过程中裂缝的产生。论文采取混凝土内部布置管冷的措施来降低承台大体积混凝土结构在施工过程中产生的水化热,控制混凝土温度裂缝。利用Midas/Civil有限元软件的水化热计算模块进行水阳江特大桥承台大体积混凝土结构的数值模拟,通过无管冷和有管冷的对比分析,确定布置管冷的必要性。研究进水温度、水流量等参数对承台大体积混凝土结构的水化热影响,确定管冷合理的参数取值。分析浇注温度对承台施工过程中温度效应的影响,确定合适的浇筑温度。通过优化分析得到浇筑温度为15℃、进水温度10℃和管冷水流量为2 m~3/h时,其冷却的效果较好并满足规范要求。通过合理的管冷布置和必要的温控措施,能够有效地降低施工中内部温度并且符合工程的实际要求。     

热管在大体积混凝土结构温度控制中的应用研究

在数值计算的基础上，探索了一种很有希望的、新型的对大体积混凝土结构进行温度控制的方法，即应用热管将大体积混凝土结构中产生的水化热传递出去，有效地控制了由于水化热引起的混凝土内部的温度梯度，使其达到规范的要求，避免产生裂缝，以满足强度的需要。而且可以通过对热管间距及热管运行温度的控制以适应不同实际情况的需要；与常规的混凝土养护方法相比，能较大地节约能源与投资，经实验证实，该方法理论模型及计算结果与试验结果吻合良好。     

大口径光学透镜瞬态温度场模拟

为考察热辐射效应对光学元件稳、瞬态温度场的影响,给出了考虑辐射和导热耦合换热情况下复杂几何结构光学透镜稳、瞬态热特性的适体坐标下离散坐标法.对喷管形和圆柱形介质进行计算并与其他方法比较表明,建立的适体坐标系下辐射与导热耦合换热计算方法精度较好.对两端为球缺中间为圆柱的大口径透镜内的辐射与导热耦合换热过程进行了数值模拟.计算结果表明,为了精确地预测半透明介质如透镜内的温度分布,应该考虑辐射与导热耦合作用,且应当考虑介质的光谱特性.     

大体积高强混凝土施工过程中温度场分析

针对高强混凝土中总胶凝材料用量较多导致水化热剧烈、从而产生裂缝的问题,对大体积高强混凝土施工过程中的温度场进行了分析.通过对模型结构进行温度监测来指导实际工程混凝土配合比设计,并对施工方案的合理性进行了研究,根据水化热试验确定大体积高强混凝土水化热的计算参数.运用有限元软件MIDAS/GEN及ABAQUS进行温度场分析,结果表明,大体积高强混凝土结构比普通大体积混凝土结构升温更快,峰值温度更高,应当加强养护;进行水化热计算时,水化热系数m及最终水化热Q0的常用值需针对大体积高强混凝土作适当调整.     

沥青路面非线性瞬态温度场的分析

沥青路面温度场属于非线性瞬态温度场,其微分方程难于求得解析解.通过对进入路表的对流换热、太阳辐射及辐射换热等方面进行全面地分析.其中包括采用有限元按平面问题进行瞬态温度场的分析,在空间域上采用有限元离散,在时间上则采用差分法.通过与实测的结果比较分析可见,在正确的掌握边界条件、路面材料特性参数及本地区气候条件情况下,能够可靠地计算出不同位置、不同时间路面结构的温度分布.以便于进行温度应力的计算.     

机载雷达舱瞬态温度场的数值模拟

针对机载雷达舱瞬态温度场的分析与计算问题,引入壁面热流函数,简化了雷达舱外复杂的热边界条件,针对雷达舱内电子设备热物性参数的不确定性,提出了一种简化的工程计算方法.分析了雷达舱内辐射-导热-对流耦合换热作用,建立了雷达舱动态热平衡方程,在结合雷达舱环控系统的基础上,采用蒙特卡罗法求解舱内设备之间的辐射换热,采用热网络法求解雷达舱内的耦合换热,获得了雷达舱内的瞬态温度场,分析了不同初始状态及飞行工况对雷达舱瞬态温度场的影响,为机载雷达舱设计及相关研究提供了重要依据.     

Temperature distributions in concrete box girders due to heat of concrete hydration

Based on heat transfer theory,a two-dimensional complex exponential function was used to compute heat of concrete hydration.A concrete box girder consisting of a single box with two cells used on Harbin Songpu Bridge was measured on site.The two coefficients in the complex exponential function were determined to best fit the field measured data.ABAQUS program was used to simulate the heat transfer and determine the temperature distribution in the concrete box girders during concrete setting.The calculated temperature distribution in the box girders were compared with the field measured data and good agreement was observed.The temperature distribution and gradient in the entire box section,webs and bottom slab were analyzed using the measured and calculated results during the course of concrete hydration.     

混凝土受火时温度分布的试验研究

用自制明火加温设备，在升温曲线的最高温度分别为５００℃、７００℃和９００℃时，进行了构件的三面加温试验，实测了构件内部不同格点的温度－时间升温曲线，详细绘制了截面不同时刻的等温曲线图，并对实验研究结果进行了分析，对复杂的不稳态温度场提出简便的计算方法．     

Analysis of transient temperature field of the laminate composite membrane in space environment

The on-orbit transient temperature of reflector laminate film was analyzed by using finite element method (FEM). Numerical simulation was used by FEM software ANSYS. Results reveal that the temperature levels of the laminate composite membrane alternate greatly in the orbital period, which is about ±80℃. This range exceeds the material’s operating temperature level. So it is necessary to put effective thermal control into effect to the laminate composite membrane. There is temperature gradient in the thickness direction of the laminate composite membrane; there is a light change in Kevlar/Epoxy layer. The temperature of the laminate composite membrane is obviously lower than the seam’s temperature. Results provide reference to the thermal control of the inflatable reflector with high precision requirement.     

Thermal-rheology effect and temperature field of engineering polymers

The formation and evolution laws of the defect temperature field,heat dissipation in the process of defect evolution were studied.On the basis,the formation and evolution laws of the defect temperature field were investigated,the interaction among defects in the process of defect evolution was carried out.The numerical simulation of the temperature field of ABS was made.The results show that the process of defect evolution is one of energy dissipation,in which the defect temperature field forms due to that its heat dissipation possesses fractal property and its fractal dimension not only relates to the interaction among the defects,but also is the function of time,this incarnates the efficiency of coordinated actions of striding over the different gradations in the process of defect evolution and among gradations.The increase of the local temperature with the increase of deformation-induced heating effect in ABS is obvious.Moreover,the shape of plastic zone and inner heat source density function has big effect on the temperature field.