爆炸荷载作用桥梁动力响应及损伤的数值模拟

采用大型通用有限元软件Ansys建立桥梁和炸药模型,使用LS-DYNA 3D模拟了不同爆炸距离和不同炸药量下桥梁的动态响应。获取关键部位节点的位移响应和Von-Mises等效应力时程曲线,并且模拟桥梁的局部损坏以及全桥的坍塌过程。引入Tuler-Butcher损伤模型,通过计算得出特定单元的损伤积累曲线。本文的研究方法和计算结果可为桥梁的状态评测和安全性监控提供重要的参考依据。     

数值模拟油气管线弯管处固液两相流场特性及冲刷腐蚀预测

为了定量描述输油管线弯管处由于流体方向改变引起的流场特性变化和管道内部冲蚀损伤过程,在Workbench平台下利用Fluent建立了90°弯管冲蚀物理模型,获得了弯管管壁压力、剪切应力以及流体流速的分布规律。结果表明:弯管处流场变化复杂,是此处管道严重冲刷腐蚀的原因;弯管外侧冲刷腐蚀最为严重,出口直管段的冲刷腐蚀次之,入口直管段及弯管内侧几乎无冲刷腐蚀;较大直径的砂粒会携带更大的动能和冲击力,从而在管壁上形成更加严重的冲刷腐蚀。     

科里奥利式质量流量计在液氨计量中的使用

我厂是取得国家二级计量合格证的化工企业，长期以来，厂领导都很重视计量工作。特别是液氮计量，近几年已投人十几万元，先后选用了几个厂家多种型号的流量仪表，都未取得较好的效果，直到96年我们接触了由中国测试技术研究院研制的“科里奥利力质量流量计”并最终使用后，才取得了令人满意的效果，解决了我厂多年未能解决的液氮计量问题。我厂在开展‘”学邯钢、抓管理、降成本、增效益”活动中，进一步加强了内部管理，液氮消耗量作为重要的考核指标纳入了轮班考核内容，液氨计量问题处于十分重要和敏感的地位。厂部不断投入资金，先后选…     

基于虚拟裂纹闭合技术的有限元方法及其在高温混凝土断裂参量计算中的应用

作为一种重要的工程结构材料,混凝土构件的安全问题成为工程界普遍关心的问题,随着科学与技术的发展,混凝土构件的使用条件越来越苛刻,特别是在高温条件下的断裂行为更是成为人们关注的焦点.基于文献[1]在常温下所作的混凝土紧凑拉伸试件测量应力强度因子的实验结果,利用ANSYS有限元商业软件计算了相同载荷条件下混凝土紧凑拉伸试件的应力应变场,用虚拟裂纹闭合技术(VCCT)计算了试件的应力强度因子,计算结果与实验结果吻合较好,验证了该算法和程序计算混凝土构件应力强度因子的可靠性.在此基础上考虑温度对材料力学性能的影响,计算了同样的结构在外载作用下的应力应变场,并获得了不同温度条件下的应力强度因子.计算结果表明:在相同力载荷加载条件下,随着温度的增加,混凝土结构的柔度增加;在相同位移加载条件下,随着温度的增加,混凝土的应力强度因子逐渐减小.     

X80管线钢的动态力学性能研究

为了研究高钢级管线钢X80的动态力学行为,利用分离式霍普金森压杆(简称SHPB)测量了X80钢在多种应变率(ε=500,1500,2500s-1)下的应变波形,用快速傅里叶变换对波形进行弥散修正,得到在不同应变率下的应力应变关系。基于实验获得的数据,对在有限元商业软件中广泛采用的Johnson-Cook动态强化模型进行拟合,得到X80钢在不同应变率下的Johnson-Cook本构模型的基本参数,计算结果与实验数据基本吻合。根据动态试验获得的数据而确定X80钢的动态本构关系,为研究X80钢高压埋地输气管道在各种冲击载荷作用下的动态响应提供了重要依据。     

钛合金热粘塑性本构关系的子程序开发及有限元验证

目前大型有限元商业软件中包含一些常见的金属热粘塑性本构模型有限元程序,但由于不同的具体工程应用问题,这些软件中的模型通常无法满足对高速冲击或切削等条件下材料性能的描述。针对这一问题,本研究引入一种显式积分算法,并通过ABAQUS用户子程序接口将用户自定义的金属热粘塑性本构模型进行了数值程序实现。对比实验数据可见,VUMAT子程序可较准确地描述TC4钛合金的应变率强化与温度软化效应。此外,通过与ABAQUS软件自带的Johnson-Cook本构模型数值模拟结果对比发现,两者吻合良好,且子程序在计算效率方面明显优于前者,为金属材料在高速冲击或切削加工等条件下的数值模拟提供了技术支撑。     

基于API579准则对弯管腐蚀数值模拟的分析

为定量描述高压回注管道弯管处由于流体速度与方向的改变而引起的物理冲刷腐蚀,本文以川西北气矿的高压回注水管道为例,利用Fluent软件建立了垂直弯管冲刷腐蚀模型,并利用API579准则对相应弯管处的剩余强度进行评价和研究。结果表明,腐蚀速率最大区域发生在弯管段外壁。同时,根据数值模拟计算对各控制参数根据遗传算法进行优化处理。针对管道内壁结垢无法测量准确数据的情况,建立了一套相对完整的评价优化分析系统。     

TiNi形状记忆合金动态力学性能测试

随着TiNi形状记忆合金的开发和应用,其力学性能越来越受到重视。为了研究TiNi合金的力学性能,利用MTS万能试验机测试得到了TiNi合金不同温度下静态拉伸应力应力应变曲线,并对曲线进行了详细的分析;利用分离式霍普金森压杆(简称SHPB)对TiNi合金进行了多种高应变率下的动态压缩实验,得到了相应的应力应变曲线;利用改进的SHPB测试系统对TiNi合金进行了动态三点弯曲实验,得到了TiNi合金的动态断裂韧度。研究结果表明,TiNi合金不同于一般的金属,它的静、动态应力应变曲线出现了两个屈服平台、两个弹性阶段和两个非弹性变形阶段,同时,TiNi合金是一种比较脆的金属,在动态冲击载荷下容易发生脆断。     

TC21钛合金动态拉伸行为的率-热效应及其本构关系研究

本文对TC21两相钛合金材料在不同温度下从准静态到高应变率范围（0.001-1200s-1）的动态拉伸力学行为进行了试验研究。通过静态试验机与分离式Hopkinson拉杆装置,获取了TC21钛合金在单轴拉伸载荷下的应力-应变响应曲线。同时通过动态拉伸复元试验方法得到了材料在高应变率下的等温应力-应变响应曲线。由试验结果可见TC21钛合金的动态拉伸力学行为具备应变率-温度敏感特性,其初始屈服应力随应变率增加而增大,随温度升高而减小,通过引入两个敏感度系数对TC21材料的率-热效应进行了探究。同时根据等温试验数据对Johnson-Cook唯象本构模型进行修正来描述TC21钛合金率-热相关性的本构行为。对比模型预测结果与试验数据,二者吻合良好验证了修正模型的准确性。