基于EDEM的混凝土板桩静压贯入过程三维颗粒流数值模拟

针对混凝土板桩在干粗砂地基中的静压贯入问题,为了明确贯入过程中的挤土效应及贯入阻力的发展规律,利用离散元数值模拟软件EDEM(Engineering Discrete Element Method)对干粗砂中混凝土板桩静压贯入过程进行了三维数值模拟。为此,提出了适用于类似试验的参数标定方法,分析了贯入过程中颗粒的运动特征。针对板桩结构的特点,对长边和短边方向的挤土效应进行了对比,并以短边为例,分析了不同高度处的挤土效应。最后,根据颗粒与桩结构的接触力,提取了桩端阻力和桩侧摩阻力的值,分析了两者在贯入过程中的变化规律。结果显示:在贯入过程中,颗粒的运动呈现"涡流状",并随贯入过程演化;板桩沿短边方向的表面隆起量约为沿长边方向的隆起量的2倍;随着长宽比的增加,板桩结构在短边方向和长边方向的隆起值相应增加,且短边方向的隆起值与长边方向的隆起值的比值与相应板桩的长宽比近似相等;随着贯入的进行,桩侧摩阻力所占的比重逐渐增加,在完全贯入后,侧摩阻力值约占桩端阻力的1/25;不同长宽比的板桩结构,其桩端阻力和桩侧摩阻力的单位值近似相等,并与准二维计算结果相近。     

印尼地区嵌岩灌注桩竖向承载特性现场试验

为更加深入研究不同竖向荷载作用下大直径嵌岩灌注桩的承载特性与荷载传递规律,以印尼地区某工程为依托,对3根直径为800 mm的嵌岩灌注桩进行单桩竖向抗压静载试验与桩身应力测试。试验结果表明:3根试桩的Q-s曲线均为缓变型,沉降量均不超过17 mm,回弹率较大,介于54.8%~70.9%之间,残余沉降较小,承载力较高,均满足设计要求。桩身轴力随桩顶荷载的增加逐渐增大,随深度逐渐递减;桩侧摩阻力的发挥具有异步性,随着荷载的增大,桩侧摩阻力逐渐发挥,在嵌岩段桩侧摩阻力最大,但仍未充分发挥;桩端阻力随桩顶荷载的增加近似呈线性增大,在最大荷载作用下,桩端阻力占比约55%,表现出摩擦端承桩的特性。研究结果对国内桩基规范的完善以及当地桩基规范的制订具有较重要的意义。     

上拔荷载对斜桩水平承载性状影响的试验研究

斜桩在承受水平荷载的同时,往往会受到上拔荷载的作用。为研究上拔荷载对斜桩水平承载性状的影响,开展了10根直、斜桩的室内模型试验,研究上拔荷载对斜桩桩顶水平位移和水平承载力的影响,对比了直桩与斜桩桩身弯矩和剪力的差异,并分析了上拔荷载对正、负斜桩桩身内力及桩侧摩阻力的影响规律。模型试验结果表明:上拔荷载从直桩水平极限承载力的12.5%增大到75%时,正斜桩水平承载力比增大21%,负斜桩水平承载力比减小25%。上拔荷载的存在会使正、负斜桩桩身轴力均增大,且上拔荷载越大,桩身轴力越大。上拔荷载能减小正斜桩桩身弯矩和剪力,使其抵抗弯矩和剪力的能力得到提高,而增大负斜桩桩身弯矩和剪力,使其抵抗弯矩和剪力的能力被削弱;不论正斜桩还是负斜桩,其上部区段桩身侧表面均出现了方向向上的摩阻力,而下部区段桩身侧表面均为方向向下的摩阻力,随着上拔荷载的增大,斜桩桩身侧摩阻力逐渐增大。     

动车组用辅助变流器的风道散热仿真分析

通过软件仿真拟合出动车组用辅助变流器风道的风量-风阻曲线,并结合所选用风机在不同转速下的静压力-风量曲线(P-Q曲线)确定了风机工作点风量。利用该风量值计算出辅助变流器各元器件的稳态温度,用于评估该风道的设计与所选风机的匹配性能。最后通过温升试验验证了仿真分析的正确性。     

基于STAR-CCM+的船舶阻力预报

船舶阻力预报对于提高船体快速性至关重要.众所周知,船模试验是船舶快速性研究的主要方法,而随着计算机技术的快速发展,以流体力学为基础的CFD方法则更加灵活和经济.本文基于STAR-CCM+这个软件对军用船舶和民用船舶进行了阻力预报,预报结果和试验结果吻合较好,证明了该方法在船舶阻力预报方面的可行性和良好的应用前景.     

新型组合式垂直轴风机的优化设计与性能研究

对于垂直轴风机,升力型风能转化效率高,但是其在低风速下不能自启动;阻力型可以在低风速下自启动,但其转速低,而且其风能利用率低.为了充分发挥二者性能,我们设计制作了一种新型组合式垂直轴风力机,通过采用超越离合器作为连接件将Darrieus风力机和Savonius风力机组合而成,并对其进行了三维数值模拟和吹风实验.通过对比有无加装S型风机时风机启动风速和输出功率的模拟结果与实验数据,发现该新型组合式垂直轴风机启动风速明显降低,风能利用率仅略有下降,很好地实现了互补.     

不同缝纫工艺下缝纫阻力的测试与分析

本文采用LM缝纫性测试仪对不同缝纫工艺下的针织物和机织物缝纫阻力进行了测试.测试了织物层数、织物正反面以及缝纫方向不同时,面料缝纫阻力的大小;测试了不同缝针、缝纫线时的缝纫阻力.实验结果表明:织物的缝纫阻力随织物的层数增加而成倍数以上的增大;机织物在45°角左右缝纫时,缝纫阻力最大;针织物在接近纵行和横列方向,缝纫阻力出现最大值;穿引缝纫线会增大缝纫阻力,但缝纫线对缝纫阻力的增大作用较缝针的作用微弱.同时,实验过程中还发现,针织物的缝纫阻力比机织物的不匀率高,缝针刺到纱线上的概率高,因此针织物不易于缝纫.本论文的研究,希望对服装加工给予帮助,以提高服装质量和服装加工效率.     

Improvement of wear resistance of AZ31 and AZ91HP by high current pulsed electron beam treatment

The surface modification of magnesium alloys （AZ31 and AZ91 HP） was studied by a high current pulsed electron beam（HCPEB）. The results show that the cross-sectional microhardness of treated samples increases not only in the heat affected zone（ HAZ）, but also beyond HAZ, reaching over 250μm. This is due to the action of quasi-static thermal stress and the shock thermal stress wave with materials, which result in its fast deformation on the surface layer and so increases microhardness. For the AZ91HP alloy, a nearly complete dissolution of the intermetallic phase Mg17Al12 is observed, and a super-saturated solid solution forms on the re-melted surface, which is due to the solute trapping effect during the fast solidification process. Measurements on sliding wear show that wear resistance is improved by approximately 5.6 and 2.4 times for the AZ31 and AZ91HP respectively, as compared with as-received samples.     

泳动微机器人泳动模型的建立研究

泳动微机器人驱动翼是产生推进力的关键零件。本文根据流体力学基本理论，分析了在流体中驱动翼的推进力和微机器人受到的阻力，建立了泳动力学方程。为深入研究微机器人的泳动能力奠定基础。