大吨位铸钢万向铰支座受压力学性能分析

为了解目前国内承载能力最大的新型铸钢万向铰支座的受压力学性能,采用ANSYS,针对6个主要参数、34个分析试件对支座受压力学性能以及经济性的影响进行研究.结果表明:下支座顶板厚度、加劲肋高度和厚度及材料屈服强度对支座的受压力学性能影响相对较大.上支座高度对支座性价比影响最大,最大可达60%左右.下支座顶板厚度、加劲肋高...     

侧向进气浅床层填料塔气流分布性能的研究

本文对内径φ２８５ｍｍ的侧向进气浅床层填料塔内的气流分布性能进行了研究。结果表明：支承板型式，填料层高度和截面积比ＡＴ／ＡＰ是影响气流分布的主要因素；气流量和支承板离进口管高度的影响可以忽略。气体喷射型支承板具有分布性能好的优点，尤其适合在浅床层填料塔中使用。     

箕斗定量装载系统缓冲仓的强度和稳定性分析

缓冲仓是箕斗定量装载系统中的关键部件,物料的不同载荷作用将导致缓冲仓发生破坏。文章根据承载能力极限状态和壳体薄膜理论研究缓冲仓的强度和稳定性条件,通过ANSYS Workbench研究缓冲仓的应力分布状态,利用Linear Bucking模块对缓冲仓进行线性屈曲分析。结果表明:缓冲仓的最大等效应力并不是位于筒仓最底部与环梁相接处,而是距离环梁约1.8 m处,此处引起仓壁应力的急剧变化,产生"象腿"破坏现象;缓冲仓发生结构屈曲破坏主要由径向大变形引起,随着储料载荷的增大,结构在发生屈曲破坏前已出现强度破坏,缓冲仓的主要破坏形式为强度破坏。     

A hybrid tubular standing support for underground mines: Compressive behaviour

This paper presents the development of an innovative standing support for underground mines. The main feature of this standing support is its exterior container, a combination of polyvinyl chloride(PVC) with large rupture strain and fibre-reinforced polymer(FRP) with high strength-to-weight ratio. To demonstrate the advantages of this cementitious grout filled PVC-FRP tubular(PFT) standing support, a series of compression tests were conducted. Test variables included the strength of cementitious grout infill material and the thickness of FRP jacket. Compression tests were also conducted on cementitious grout-filled PVC tubular(PT) support and cementitious grout-filled FRP tubular(FT) support. These tests showed that PFT support presents a typical strain-hardening behaviour together with an outstanding axial deformation ability(20% of the overall height of the support). In addition, the maximum compressive strength of PFT support is much higher than that of the corresponding PT support and FT support.Furthermore, using thicker FRP jacket or high strength cementitious grout material can enhance the load carrying capacity of PFT support. These comparative results indicated that the high performance of PFT support is mainly attributed to the combination of confining constituents(i.e. PVC and FRP) and infill material.     

Preliminary rib support requirements for solid coal ribs using a coal pillar rib rating(CPRR)

Researchers from the National Institute for Occupational Safety and Health(NIOSH) are developing a coal pillar rib rating(CPRR) technique to measure the integrity of coal ribs. The CPRR characterizes the rib composition and evaluates its impact on the inherent stability of the coal ribs. The CPRR utilizes four parameters: rib homogeneity, bedding condition, face cleat orientation with respect to entry direction,and rib height. All these parameters are measurable in the field. A rib data collecting procedure and a simple sheet to calculate the CPRR were developed. The developed CPRR can be used as a rib quality mapping tool in underground coal mines and to determine the potential of local rib instabilities and support requirements associated with overburden depth. CPRR calculations were conducted for 22 surveyed solid coal ribs, mainly composed of coal units. Based on this study, the rib performance was classified into four categories. A preliminary minimum primary rib support density(PRSD) line was obtained from these surveyed cases. Two sample cases are presented that illustrate the data collection form and CPRR calculations.     

两边连接双层钢板剪力墙承载力性能研究

采用有限元软件ANSYS对上端简支、下端固定的双层钢板剪力墙进行静力荷载作用下的分析,研究了钢板厚度、混凝土厚度、跨高比、螺栓间距等因素对极限承载力的影响。结果表明,适当的混凝土板厚度,能有效的阻止钢板的侧向屈曲,对提高剪力墙的极限承载力存在有利影响;钢板的极限承载力随钢板厚度和跨高比的增大而增高,随螺栓间距的增大而降低,选取合适的材料厚度和尺寸对双钢板剪力墙在结构中的应用有重要的意义。     

椭圆型螺栓孔网架支座节点受力性能研究

在平板网架支座节点中,通常在支座底板开设椭圆型螺栓孔使节点有一定的侧移.虽然在网架设计中这类支座经常被采用,但有关此类支座节点受力性能的研究还很缺乏.椭圆型螺栓孔能提供多大程度的侧移,此类螺栓孔如何影响节点的承载力以及抗侧刚度等问题都有必要进一步深入研究.以一类常用的网架支座节点为例进行研究,利用大型通用有限元软件ABAQUS隐式求解器的接触功能,模拟螺栓杆和孔壁、螺栓帽和节点底板、节点底板和垫板之间的接触关系,分析在不同荷载模式下椭圆型开孔对网架支座节点受力性能的影响,确定此类节点的抗侧刚度,为工程设计提供理论依据.     

120 t顶底复吹转炉水力学模拟实验研究

以120 t顶底复吹转炉进行水力学模拟实验,研究单顶吹条件下枪位、顶吹流量对熔池混匀时间、冲击直径和冲击深度的影响;单底吹条件下底吹流量、熔池深度和底部供气元件布置对熔池混匀时间的影响;顶底复吹条件下最佳因素和水平。结果表明:单顶吹时枪位为1 000 mm时混匀时间最短;单底吹时底吹流量为750 Nm3/h时混匀时间最短,底部供气元件布置对混匀时间影响较大;顶底复吹时底吹流量对混匀时间影响最大,而枪位对混匀时间影响最小,当底部布置方式为喷孔在一条直线上对称分布时,顶吹流量为10 000 Nm3/h,底吹流量为600 Nm3/h,顶枪枪位为800 mm,熔池深度为800 mm时,熔池混匀效果最佳。     

双层黏土地基方形桩靴贯入过程与穿透机制

采用基于耦合欧拉拉格朗日算法的三维大变形有限元方法对上硬下软黏土地基方形桩靴的贯入过程进行数值模拟,系统地探讨了上下土层强度之比、上层土厚度、土体重度及静止侧压力系数等指标对于桩靴贯入阻力曲线的影响,揭示了穿透现象发生时的土体变形机理。计算结果表明：上下土层强度之比与上层土厚度对于桩靴的贯入阻力曲线具有很大影响。静止侧压力系数的减小在一定程度上导致桩靴承载力系数的降低,而上下土层重度的差异导致桩靴的承载力系数不满足前人建议的方程。在上下土层重度差异不大以及上层土厚度确定的情况下,关于桩靴宽度、上层土重度与强度的无量纲化参数小于临界值时将会发生穿透现象。     

峡谷和垭口地形风场特征的CFD数值模拟

为获得峡谷和垭口地形的风场特征和典型位置的风加速效应,采用计算流体动力学(CFD)方法进行模拟计算,将计算得到的单山结果与风洞试验及规范进行对比以验证CFD计算的有效性,对峡谷和垭口地形进行数值模拟计算,分析峡谷和垭口在不同山脚间距时的加速效应,针对内侧山脚和山顶处的加速比给出设计建议.研究表明:山顶处加速比最大;山体横风切面的加速效应比顺风切面显著;CFD模拟与风洞试验结果吻合较好;山顶处,垭口地形风加速效应比峡谷和单山都大;内侧山脚加速比随着两山靠近而增大;内侧山脚处,峡谷地形的加速比小于规范下限,垭口地形在山间距小于一半山体底部直径、离山表面高度低于0.4倍山体高度时的加速比大于规范上限;山顶处的加速比在各种工况下均比较接近;不建议将山顶和垭口位置作为构筑物的选址地点.     

基于MATLAB的膜片弹簧参数对性能影响及优化

根据膜片弹簧载荷与相对轴向变形值的关系,利用MATLAB软件分别对自由状态碟簧的内截锥高度、膜片弹簧钢板厚度、未受力时碟簧部分的大小端半径、压盘加载点半径和支承环加载点半径六个重要特征参数进行分析,总结了各特征参数对膜片弹簧性能的影响;对某型膜片弹簧进行了优化,各参数在优化后提高了离合器的相关性能并延长离合器的使用寿命。     

加筋垫层对桩-网复合地基桩土应力比影响试验

由于加筋材料的拉膜效应,加筋垫层不仅加大了桩体承担荷载的能力,对上部路堤填土中的拱效应也有直接的影响。为了较好地研究加筋垫层对路堤荷载下桩-网复合地基桩土应力比的影响,设计了模型对比试验,分别对垫层底面和顶面的土压力进行了连续观测。结果表明,加筋垫层有助于桩-网复合地基桩土应力比的提高,尤其在填筑初期桩土应力比增长较快,并能进一步削弱上部路堤填土中的拱效应。因此加筋垫层可以提高桩-网复合地基桩的应力比,并且可以削弱上部路堤的拱效应。     

两柱掩护式液压支架空间承载特性研究

针对两柱掩护式支架基于平面力系的承载区适应性单一,难以反映顶梁纵向对称面以外区域承载特性的问题,提出采用“承载体”分析支架的承载特性。运用空间力学解析法,以顶梁为研究对象推导“承载体”外表曲面解析式并分析承载面重叠时的选取原则;对“承载体”进行纵向和横向切面,得到支架纵、横两向承载特性;分析承载体的体积与支架参数之间的关系,并与已有的计算结果进行对比。结果表明：承载面的选取应遵循各液压构件承载力最小值的原则,并要满足立柱承载力在顶梁承载范围内为正值;“承载体”随支架高度而变化,并与支架高度存在一一对应关系;纵向承载区的2个极值点及面积都在支架纵向对称面处取得最大值并向两侧立柱双向衰减,横向承载区按照分布特征可分为3种类型;增大立柱上铰点到顶梁末端距离、立柱间距、平衡千斤顶的工作阻力及与水平夹角均能增大承载体的体积;“承载体”纵向对称面处的承载区分布特征以及支架参数对承载能力的影响都与已有计算结果吻合,因此“承载体”能够反映支架顶梁任意区域的承载特性,“承载体”的体积可以作为支架参数优化的标准。     

四柱支撑掩护式支架空间承载特性研究

针对基于平面力系建立的承载区理论未能反映四柱支撑掩护式支架顶梁全范围的承载特性问题,提出采用承载体理论分析四柱式支架顶梁全范围的空间承载特性。通过构建四柱式支架顶梁分离体空间力学模型,得到空间力系表达式并推导出承载曲面解析式;根据曲面判定原则进行取舍得到支架处于最大支撑高度时的承载体为极限承载体,其外形与“三角曲面锥”体类似,呈现四周低、中心高的特点。通过对四柱式支架极限承载体做垂直及水平切面得到纵、横向承载区以及承载力等值面,分析得到纵向承载区在顶梁纵向中部的支架合力以及面积最大,并沿两侧衰减,与平面承载区理论研究结果相同;横向承载区以极限承载点m₀为界差异显著,承载区面积在m₀处最大,并向前后两侧减小;承载力等值面呈三角形分布,承载力越大三角形越小。提出了量化支架承载能力的体积计算法;分析了极限承载体体积的关键影响因素为支架单立柱工作阻力和立柱定位尺寸,结果表明：单立柱工作阻力异常下降会影响支架的额定工作阻力,减小承载容量,影响支架的整体承载性能,削弱支架对顶板的适应能力;适当增大立柱间距能够增加支架的承载容量,扩大支架的有效支护面积,增强支架对顶板载荷变动的适应性,提高控顶效果,而支架的整体支撑效率并不改变。     

振荡水柱式防波堤的水动力特性

提出一种带水平底板的振荡水柱式新型防波堤. 借助二维物理波浪水槽,研究结构系统在3种不同水平底板宽度、12种不同波浪周期下的水动力特性. 通过实验探究波高对防波堤模型相关水动力参数的影响. 结果表明：合理布置水平底板能有效提升振荡水柱式防波堤的阻波性能;当水平底板宽度等于模型板间宽度时,入射波周期小于1.6 s的波浪的透射系数小于0.5;当水平底板宽度增大到2倍模型板间宽度时,入射波周期小于2.2 s的波浪的透射量小于50%. 水平底板的存在增加了系统的能量耗散,提高了系统对长波区间波浪的阻挡性能;波高的变化对相关水动力参数影响不大.     

球型静力触探仪贯入双层土的困土效应

为研究各种几何类型的球型静力触探仪在双层黏土地基中的贯入特性,采用改进的RITSS(remeshing and interpolation technique with small strain)大变形有限元方法对贯入过程进行数值模拟,研究土体流动特性和贯入阻力变化规律。利用理论解和试验结果验证模型的有效性,通过参数分析探讨上层土厚度、土体强度、球土间摩擦因数和杆轴投影面与球截面面积比等因素对贯入特性的影响。结果表明,球型静力触探仪贯入上硬下软双层黏土地基时存在困土现象(即上层硬土陷于探头底端并被带入下层土)。困土尺寸是影响其困土效应的关键因素。研究发现,困土尺寸随下层土与上层土不排水抗剪强度比的减小而增大,随球土间摩擦因数的增大而增大,杆轴面积比对贯入特性有一定的影响,但是相对摩擦因数和土体强度比影响较小,与上层土厚度和下层土不排水抗剪强度无关。困土厚度变化为0～0.20D、困土宽度变化为0～0.50D。困土效应增大下层软土贯入阻力,导致不排水抗剪强度计算值偏大。基于影响因素量化分析,提出考虑土体强度特性、杆轴比和摩擦因数因素的困土效应修正公式,得到更为准确的下层软土不排水抗剪强度值。     

工业建筑重型钢桁架整体稳定性分析

为分析重型钢桁架在横向荷载作用下的整体稳定性能,进而得到稳定系数公式,利用ABAQUS有限元程序建立基于梁单元的数值模型,通过线性屈曲分析确定钢桁架的合理初始几何缺陷形式,对其进行非线性荷载-位移全过程分析.探讨了上弦杆不同面外长细比时桁架整体稳定系数的变化规律,给出了稳定系数表达式,结果表明上弦杆面外长细比越小稳定系数增长的越快,并逐渐由失稳破坏转为强度破坏.在此基础上,考虑钢材强度、上下弦杆截面不等、荷载作用位置以及高跨比等参数的影响,以包络线形式给出了修正后的桁架整体稳定系数公式.     

Effect of Interface on Mechanical Property of Steel-mushy Al-20Sn Bonding Plate

1 IntroductionSteel-Al-20Sn bonding plate is an ideal material ofneotype bearing[1-3].Almost one milliontons of this bond-ing plate are needed in machinery and automobile fieldannually[4-6].Forthis bonding plate ,theinterfacial struc-ture is very important .It determines the interfacial me-chanical property.Broadly,there are there kinds of inter-face for steel-Al-20Sn bonding plate .For solid steel plateto solid Al-20Sn bonding plate ,the interface is basicallymade upof Fe-Al solidsolution…     

Y形偏心支撑高强钢框架结构抗震性能

在Y形偏心支撑高强钢框架结构抗震性振动台试验的基础上,建立了试验试件的有限元模型,并验证了分析的正确性。设计了一个9层的Y形偏心支撑高强钢框架结构,以耗能梁段长度、耗能梁段腹板高厚比、高跨比为参数,对9层结构进行了非线性动力时程分析,研究了以上参数对结构抗震性能的影响。研究结果表明,改变耗能梁段长度、高跨比对结构层间侧移、耗能梁段性能、框架柱弯矩、耗能能力均有不同程度的影响,对框架柱轴力、基底剪力无显著影响;改变耗能梁段腹板高厚比对结构耗能能力有影响,对结构层间侧移、耗能梁段性能、框架柱受力、基底剪力无显著影响,并给出了相关设计建议。     

圆CFRP钢管混凝土外加强环节点有限元分析

为了深入研究圆CFRP钢管混凝土外加强环节点的力学性能,使用有限元软件ABAQUS分析了混凝土强度、钢材强度、轴压比、加强环板的厚度和加固形式对节点力学性能的影响.对节点模型进行了低周往复荷载下数值模拟.结果表明,当混凝土和钢材强度不变时,随着轴压比的增加,外加强环节点的承载力保持不变;加强环板厚度对节点承载力影响较大,随着加强环板厚度的增加,节点的承载力明显增加,当厚度增加到一个限值时,承载力基本保持不变;加强板和加强筋加固形式可以显著提高节点的刚度,使钢梁先于柱屈服,实现强节点弱构件的抗震目标.