天花板碾压混凝土双曲拱坝运行期温度场及温度应力分析

温度控制是拱坝设计、施工与运行过程中均需重点考虑的因素。以天花板碾压混凝土双曲拱坝为例,分析坝体的实测温度变化规律、实际冬夏两季典型温度场、全年准稳定温度场和封拱温度场,并与设计温度荷载对比,计算和分析温度荷载差异对坝体应力的影响。研究成果可用于指导工程实践并为同类工程提供参考。     

基于三维有限元法的碾压砼拱坝应力仿真计算研究

为防止大坝因局部拉应力过大而产生坝体拉裂现象,基于拱坝温度场和温度徐变应力场基本原理,以江西省萍乡市山口岩水利枢纽工程拦河坝为例,利用三维有限元法对拱坝施工期与运行期的温度场和应力场进行了仿真计算。结果表明,拱坝的施工与设计中未采取温控措施、不设置分缝,坝体拉应力过大,超出了碾压砼的抗拉强度,对大坝防裂稳定不利;对拱坝合理地设置横缝和诱导缝,采取温控措施,坝体高拉应力区的应力可得到有效改善,应力得到了释放,最大拉应力小于碾压砼的抗拉强度,有利于大坝防裂,为坝体稳定提供了保障。     

溪洛渡水电站导流洞衬砌混凝土夏季分期浇筑温控效果分析

针对大断面水工隧洞衬砌混凝土夏季施工很容易出现温度裂缝的问题,以溪洛渡水电站导流洞工程为例,采用ANSYS有限元软件模拟分析了不同温控工况下不同浇筑方式对衬砌混凝土的温控效果,并给出合理的温控方案。结果表明,采用一次浇筑难以满足温控防裂要求,而采用分期浇筑衬砌混凝土体的温度没有明显变化,但可有效降低各代表点最大拉应力,尤其是衬砌混凝土中间点的第一主应力,使衬砌混凝土满足抗裂安全要求。推荐温控方案可满足衬砌混凝土温控防裂要求,且安全富裕不是很大,相对来说也较经济。     

模板材质和拆模时间对衬砌混凝土应力的影响

以溪洛渡水电站无压泄洪洞为例,采用三维有限元法仿真计算1 m厚衬砌混凝土的温度与温度应力,分析了不同模板材质和拆模时间多方案温度应力变化发展规律,提出了有效减少温度裂缝发生的合理建议,可供类似隧洞工程衬砌混凝土的温控设计与施工参考.     

江坪河水电站有压放空洞衬砌混凝土温控研究

以江坪河水电站有压放空洞为例,利用ANSYS软件模拟1.0 m厚混凝土衬砌的夏季施工和运行过程,采用三维有限元法进行温度与温度应力的仿真计算,分析了不同浇筑温度方案的温度场和温度应力变化的一般规律,并进行了运行期不同过水水温的敏感性分析,由此推荐夏季施工的合理温控方案.仿真结果可为江坪河水电站1.0 m厚混凝土衬砌有压放空洞施工期和运行期的温控设计提供参考.     

青龙RCC拱坝封拱温度对拉应力的影响

青龙RCC拱坝在施工过程中多次调整封拱温度,针对不同的封拱温度方案,利用ANSYS有限元软件计算了温降工况下坝体的应力,并编写APDL程序导出了各方案下上、下游面两拱端及拱冠的等效应力,分析了拉应力的分布规律。结果表明,不同封拱温度方案下青龙拱坝坝体拉应力分布差距较大,当局部高程坝体的实际封拱温度高于设计值时,坝体的拉应力分布范围较设计工况有所扩大,应力值增大;在高温季节施工时,若不采取温控措施,坝体会产生过高的拉应力而影响安全。     

混凝土拱坝导流底孔坝段施工期温度及应力仿真分析

针对目前混凝土拱坝导流底孔坝段温控仿真研究较少的问题,通过模拟拱坝导流底孔坝段施工过程中混凝土温度场和应力场,获得不同浇筑方案下拱坝导流底孔段的最高温度及顺河向温度应力、横河向温度应力和第一主应力。结果表明,高温季节浇筑薄层混凝土易产生温度倒灌,而低温季节采取薄层浇筑有利于降低混凝土最高温度和最大温度应力,由此提出相应大坝混凝土浇筑温控建议措施,对于类似工程安全施工和进度控制具有重要意义。     

闸墩混凝土防裂措施研究及应用

针对水泥水化过程中易形成较为复杂的膨胀或收缩应力致使混凝土出现裂缝问题,提出了施工中从选取原材料、设计配合比、选定浇筑方案、控制浇筑过程、保温保湿养护及混凝土内外温度监测等环节上采取一系列的工程技术措施,并配合冷却水管温控措施可有效地防止混凝土裂缝出现.工程实例表明,该防裂措施可行,可为同类工程提供参考.     

寒潮对碾压混凝土重力坝的影响性分析

根据碾压混凝土重力坝设计和施工组织安排,采用三维有限元浮动网格法对遭遇寒潮冷击时坝体的温度场和应力场进行了仿真计算。如不采取任何温控措施,寒潮冷击必然会给坝体上下游面带来破坏性的影响。计算结果表明,对刚刚浇筑的混凝土表面加强保护可防止产生大量的裂缝。     

考虑温度裂缝影响的岩锚梁早期温度应力场仿真研究

鉴于岩锚梁早期温度裂缝的产生和发展对温度应力分布影响很大,基于三维非线性有限元数值计算理论,借助ANSYS通用有限元软件,以某地下厂房岩锚梁为例,模拟了岩锚梁浇筑完成后早期温度场及温度应力场的变化规律,并分别采用Solid45单元和Solid65单元对混凝土单元进行了温度应力分析,通过分析两种方案,推断出裂缝产生部位及温度裂缝的形成对岩锚梁早期应力分布的影响。分析结果为设计施工提出合理温控措施、控制和减少温度裂缝产生提供了有效依据。     

消声器内部流场及温度场的数值分析

对一典型结构消声器的内部流场及温度场进行了数值模拟研究，并就消声器内部气流速度、温度变化对消声性能的影响进行了分析。消声器设计应遵循以下原则：穿孔管小孔总的流通面积应大于排气管口的面积；应充分利用气流与声波流的逆向作用来提高消声效果；消声器入口段应尽量采用均匀过渡结构；出口直径不宜过小。     

转底炉内温度场及流场的数值模拟

利用Fluent软件建立了转底炉炉内温度场及流场的数学模型,采用κ-ε模型,辐射模型,非预混燃烧模型模拟炉内的辐射传热和湍流流动,分析了烧嘴和助燃风喷嘴的选择与布置对炉内的温度及速度分布的影响.结果表明,转底炉预热段与加热段采用炉顶布置平焰烧嘴供燃料,炉膛下部布置喷嘴供助燃风能获得很好的温度场和流场来满足工作需要;还原段选择蓄热式烧嘴供给燃料,即满足了高温还原的温度要求,也达到充分回收利用烟气余热的效果.     

基于无单元法的应力场与渗流场耦合分析模型

应用迭代解耦技术建立了基于无单元法的应力场与渗流场耦合分析计算模型并研制开发了计算程序。以矩形坝为例,计算比较了有无耦合作用时的坝体应力场和渗流场。结果表明,耦合作用时坝体的位移略小但分布规律一致;坝体的水平正应力分布差别较大,垂直正应力、剪应力和等势线变化较大,但分布规律一致。计算结果符合一般规律,用无单元法进行应力场和渗流场耦合分析是可行的。     

汽机阀壳瞬态温度场及应力场仿真分析

采用结构分析有限元方法,对某型汽轮机阀壳冷态启动工况下的温度场、热应力场及综合应力场进行了分析计算,得出了关键点处详细的温度场及其对应的热应力场的变化规律,并估算了关键点处阀壳疲劳寿命.分析过程中采用CFD软件对阀壳内部流质速度场进行了仿真模拟.     

瞬态电场测量系统的研制与试验

针对瞬态电场的测量,研制了一款以基于MSP430系列微处理器为核心,应用高速模数转化芯片与高速存储器的测量系统,所用球形探头具有体积小、功耗低、可编程和测量范围可调的特点。通过试验验证和改进,该测量系统能够满足电力系统中的电场测量要求。     

汽机调节阀阀体三维瞬态温度场及应力场分析

提出阀门阀体有限元建模的有效方法,采用结构分析有限元方法,对国产125MW汽轮机主蒸汽调节阀阀体冷态,温态,热态启停工况的温度场,热应力场,机械应力场,综合应力场进行了分析计算,得出了关键点在冷态启停工况详细的温度场及其对应的热应力场的变化规律,并给出了阀体在机组温态,热态启停工况下的应力场的计算结果,估算了各态启动的阀体寿命损耗。     

蜂窝陶瓷蓄热体的热应力场数值模拟

对普通正方形格孔蜂窝蓄热体和夹角圆弧过渡正方形格孔蜂窝蓄热体的热应力场进行了数值模拟计算与对比分析.结果表明,夹角圆弧过渡正方形格孔蜂窝蓄热体的低应力区域更大,应力分布也更均匀;数值模拟结果能够指导蓄热体的结构优化设计.     

大型水轮发电机温度场与热应力分析

近年来水轮发电机的单机发电容量愈来愈大,水轮发电机的电磁负荷和热负荷也随之增加,研究大型水轮发电机的电磁分析、温度与热应力尤为重要。以某大型水轮发电机组为例,采用ANSYS-Rmxprt组件建立某大型水轮发电机的等效模型,再通过ANSYS的Maxwell2D仿真模块对水轮发电机电磁有限元模型进行瞬态电磁场分析,分别求解水轮发电机定子系统在空载和额定负载两种工况下产生的铜耗及铁耗。然后建立水轮发电机定子系统三维结构模型并导入电磁损耗密度进行电磁稳态温度场耦合分析,求解水轮发电机定子系统在空载和额定负载工况下的温度分布。最后将温度场分析与结构热力学分析耦合,求解水轮发电机热应力分布,为降低大型水轮发电机工作温升和预防结构热应力变形提供理论依据。     

不同结构消声器内部流场的比较

通过对两种不同结构消声器内部流场的模拟,研究了气流对消声器的影响。以两种典型消声器Ⅰ和消声器Ⅱ为例,对内部流场进行对比分析。消声器结构不同,内部产生的涡流也不同,气流经过消声器Ⅰ的内插管后,进入第二腔产生两处大的涡流,而消声器Ⅱ有4处大的涡流,强度也比消声器Ⅰ的大。模拟计算出的入口绝对压力可以作为设计优化消声器结构流动阻力大小的依据。消声器尾管采用穿孔管,可以对消声器再生噪声在出口处进行衰减,但同时也增加了流动阻力。     

大顶子山溢流坝长闸墩温度应力仿真计算分析

应用非稳定温度场和温度应力场仿真程序ANSYS对闸墩的温度应力进行了模拟分析,从材料、温度控制、施工方法和养护等方面采取措施,以降低混凝土的内外温差、防止混凝土外表面因温度变化太快而产生裂缝,具有工程实际意义。