玉米干燥过程中颗粒内部应力分析与预测

通过对玉米干燥过程中应力裂纹产生机理的研究,分析了玉米在干燥过程中的热应力和湿应力,系统地分析了玉米颗粒内部应力的产生及分布状态,应用广义Maxwell模型建立了干燥过程中玉米颗粒内部应力模型;依据干燥应力模型,模拟了玉米颗粒内部各位置的径向应力和切向应力.结果表明温度梯度和湿度梯度对内部应力影响显著,最大径向应力主要集中在角质胚乳中,最大切向应力主要集中在角质胚乳表面.     

玉米应力裂纹的研究进展

应力裂纹是谷物干燥过程中品质损伤的主要形式之一，带有应力裂纹的玉米机构强度降低，容易破碎，降低了谷物等级。产生应力裂纹的主要原因是籽粒内部湿热应力大于胚乳的抗破裂极限。影响玉米应力裂纹率的主要因素有热空气温度和相对湿度，谷物的初始和终了有含水率，冷却速度及干燥机型等。应力裂纹的生成机理，预测和控制技术有待于进一步的研究，通过改进干燥工艺，可以减轻或避免玉米应力裂纹发生，提高玉米的等级。     

重载列车轮对过盈配合面应力分布特性研究

重载列车运行过程中,轮对过盈配合面应力分布不均匀且呈周期性变化,直接影响轮对过盈配合面的微动磨损以及微动疲劳寿命。首先利用有限元软件ABAQUS建立了轮对模型,模拟不同工况下轮对在轨道上运动一周的过程。利用Matlab软件提取模拟结果中相应数据,分析了在不同过盈量、轴重以及角加速度情况下轮对以及各应力分量轴向和周向分布的影响规律,得到以下结论:重载列车运行过程中,轮对过盈配合面外端应力比内端应力大100 MPA左右。过盈配合面径向应力、切向应力比轴向应力大5倍左右,轴向应力仅为径向应力、轴向应力的1/3左右;过盈量与轴重对轮对过盈配合面切向应力影响比较显著,外侧与内侧切向应力差值最大可达到150 MPa。     

高温薄层干燥玉米应力裂纹的试验与分析

本文进行了玉米高温薄层干燥试验，分析应力裂纹的形成机理，探讨干燥条件对应力裂纹生成和发展的影响规律。结果显示，应力裂纹的形成与干燥，冷却和储存过程中升温，降温及水分迁移有关，尤其是干后玉米内部水分的重新均匀化过程。     

砂轮片旋转状态下应力分布研究

通过理论分析求得砂轮片在空转状态下的应力分布公式,利用有限元仿真软件分析了砂轮片在空转状态下的应力分布,经过两者分析比较,证明结果是一致的,即砂轮片切向应力总是大于径向应力,等效应力基本上等于切向应力,应力最大处在内孔位置,并且随着转速的提高,砂轮片的破坏趋势愈发明显.分析结果为砂轮片失效机理的研究提供了依据.     

ZrTiAlN涂层的残余应力分析

采用有限元法分析Q235 A基ZrTiAlN涂层的残余应力,研究涂层厚度、过渡层对残余应力的影响。结果表明:层-基界面边缘处存在明显应力集中现象;涂层内的切向应力和轴向应力主要表现为拉应力,径向应力则表现为压应力。涂层厚度的变化对层-基界面应力的性质与分布影响很小;但随着涂层厚度的增加,界面处的切向应力增大,径向应力和轴向应力减小。加入过渡层后,涂层内残余应力明显减小,其中含有TiAl/Zr过渡层的涂层的切向应力、轴向应力和径向应力的最大值分别降低33%,25%和14%。     

热风和真空干燥条件下玉米应力裂纹变化的研究

借助热风和真空干燥研究了玉米应力裂纹率和裂纹的表现形式,分析了不同干燥方式下玉米应力裂纹的变化规律.结果表明:随着干燥温度升高,热风和真空干燥的玉米裂纹率均升高,热风温度大于80℃时玉米裂纹率大于50%,而真空干燥玉米裂纹率均在48%以下,自然干燥的裂纹率最低为8%.玉米干燥时间较短时主要以单裂为主;随着干燥时间的延长,双裂数、龟裂数逐渐增加,最后以龟裂为主.裂纹数量的发展过程为从单裂到双裂再到龟裂.     

水平井分段压裂多簇裂缝对套管受力的影响分析

针对套管强度设计要求越来越高的现状,建立了多簇裂缝诱导应力套管受力模型,模拟分析分段压裂对套管受力的影响。多簇裂缝间套管受到的径向应力和剪切应力最大。诱导应力叠加加大了套管的径向应力,增加了套管受力非均质性,使得其受到的剪切应力大大增加,增加了套管损坏的风险。水平井分段压裂井套管强度设计中,应特别考虑水力裂缝产生的叠加诱导应力的影响。     

球形砧镦粗的数值模拟

利用MSC.SUPERFORM软件对球形砧镦粗圆柱体进行了数值模拟.介绍了变形过程中,在不同球形砧半径时坯料内部的径向应力分布情况以及不同压下率时坯料内部的变形过程及应力、应变分布情况;并对比分析了球形砧镦粗和普通平砧镦粗时的应变情况.分析结果表明该新工艺有助于改善坯料内部的应力、应变状态,锻合内部缺陷如空洞等.     

粉末冶金铍铝合金拉伸性能的有限元模拟

采用ANSYS有限元软件分析在微观状态下粉末冶金铍铝合金的强度、内部应力场与颗粒形状、颗粒体积分数及基体强度的关系。该方法简单易行,并能够详尽地给出材料内部应力和应变场的分布细节,为材料的微观结构设计和力学性能改善提供理论支持。结果表明,颗粒的尖锐化会导致颗粒的尖端应力集中,致使低应力水平下材料在尖端处发生断裂。因此,在材料制备的过程中,应采用球形颗粒或对颗粒进行钝化处理;同时,由于颗粒和基体弹性模量的差异,使应力主要集中在颗粒上,而应变主要分布在基体上。通过模拟,比较不同颗粒体积分数和不同基体强度模型的屈服强度。结果表明,颗粒体积分数和基体强度的增加有助于提高铍铝合金的强度。     

水泥混凝土桥面铺装力学行为数值分析

为了分析桥面铺装层的力学特性及其影响因素,结合桥面铺装的结构形式建立了有限元模型,分析了不同水平制动力系数、铺装上下面层材料模量组合及铺装层厚度变化对铺装层内力学状态的影响规律．结果表明,不同的水平载荷对铺装层内的主应力影响较小,而对铺装层内的剪应力影响较大;随着水平载荷的增加,铺装层及防水粘接层内的最大剪应力呈线性增大的趋势;随着铺装层组合模量的提高,铺装层内的主应力变化较小,而层间剪应力相应减小,但变化的幅度较小;增加铺装层的厚度对主应力的影响很小,随着厚度的增加层间最大剪应力减小．研究结果可为桥面铺装材料的选择和结构设计提供理论参考．     

Behaviour of granular matter under gravity-induced stress gradient: A two-dimensional numerical investigation

Gravity is the most important load source in mining and geotechnical engineering, which causes both the stress level and stress gradient inside geomaterials. Different from the stress level, the influence of gravity-induced stress gradient on the behaviour of the material is still unknown. An in-deep study on it will help to promote the understanding of material behaviour, especially for those cases related to unconventional gravity such as terrestrial ng physical modelling and extraterrestrial resource exploitation(g is the terrestrial gravitational acceleration). In this study, a high-order homogenization for granular materials is proposed at first, in which the stress gradient is drawn into the constitutive representation by adopting a representative volume element(RVE). The consolidation and shear strength behaviour of RVE are then investigated by performing numerical biaxial tests. The results show that all the compressibility, shear strength, shear stiffness, volumetric deformation, and critical state behaviour show a stress gradient dependence. A coupling between stress gradient, stress level, and material properties is also observed. These observations suggest that, besides the stress level, extra attention needs to be paid to material responses related to stress gradient during engineering practices.     

Effect of working condition on thermal stress of NiFe2O4-based cermet inert anode in aluminum electrolysis

Based on the FEA software ANSYS,a model was developed to simulate the thermal stress distribution of inert anode.In order to reduce its thermal stress,the effect of some parameters on thermal stress distribution was investigated,including the temperature of electrolyte,the current,the anode cathode distance,the anode immersion depth,the surrounding temperature and the convection coefficient between anode and circumstance.The results show that there exists a large axial tensile stress near the tangent interface between the anode and bath,which is the major cause of anode breaking.Increasing the temperature of electrolyte or the anode immersion depth will deteriorate the stress distribution of inert anode.When the bath temperature increases from 750 to 970 ℃,the maximal value and absolute minimal value of the 1st principal stress increase by 29.7% and 29.6%,respectively.When the anode immersion depth is changed from 1 to 10 cm,the maximal value and absolute minimal value of the 1st principal stress increase by 52.1% and 65.0%,respectively.The effects of other parameters on stress distribution are not significant.     

双材料界面剪切应力分析

在传统弹塑性理论的基本框架内,考虑应变梯度效应,分析了钢与混凝土粘结界面处混凝土局部滑移带内部塑性剪应变的规律,推导了剪应力与剪切滑动位移的关系及剪切滑移切向速度表达式.混凝土粘结滑移层内部应变集中程度随剪应力降增加而加剧,在应变软化阶段,剪切滑移切向速度与剪应力卸载率成正比.应用虚功率原理和塑性极限分析上限定理,分析了钢与混凝土双材料界面的剪切滑移强度,认为起主要作用的是混凝土的抗拉强度、与型钢表面状况有关的粘聚力、机械咬合力和混凝土对型钢的横向约束力等.     

考虑中主应力系数影响的主应力轴旋转下 原状软黏土变形研究

用浙江大学空心圆柱扭剪仪对杭州原状软黏土进行了固结不排水主应力轴旋转试验,试验中保持平均主应力、中主应力系数和切应力不变,进行了应力路径和各应变分量可靠性分析,并在此基础上探讨纯主应力轴旋转对各应变分量、广义切应变和切变模量的影响.研究表明：当中主应力系数等于0.5时,径向应变数值很小,可以忽略不计;轴向应变变化特征与环向应变刚好相反;在各应变分量中扭切应变占主导地位.在低切应力作用下,纯主应力轴旋转产生的应变很小;随着切应力增加,应变分量显著提高;广义切应变在高切应力下才适合选用.主应力轴旋转中切变模量呈“勺”形变化说明土体刚度逐渐降低.研究发现前期主应力轴旋转和高切应力作用对土体后期主应力轴旋转产生的变形有很大的影响.     

不同平均主应力条件下重塑黄土的应力应变特性

利用GDS空心圆柱扭剪仪,在不同平均主应力条件下对青海重塑黄土进行一系列定向剪切试验,研究平均主应力对青海重塑黄土应力应变特性的影响。试验保持中主应力系数b不变,在不同平均主应力条件下,将重塑黄土试样分别进行主应力轴未发生旋转和旋转45°两种剪切破坏应力路径的剪切试验。结果表明：平均主应力和主应力方向角对重塑黄土的强度和变形有着显著影响;重塑黄土在大主应力方向角等于45°剪切破坏时峰值八面体剪应力与平均主应力呈线性关系,重塑黄土破坏时所产生的八面体剪应变发展趋势基本相同;剪切过程中,重塑黄土的大主应变和小主应变成对称发展,破坏时中主应变只有小幅度增长。当八面体剪应力-应变曲线没有出现峰值时,建议采用八面体剪应变为15%对应的八面体剪应力作为重塑黄土的破坏标准。     

移动荷载速度对悬臂曲线箱梁剪力滞效应的影响

利用三维有限元通用软件ANSYS,设置相同的悬臂长度、弹性模量、泊松比和密度等参数,分别考察了7种不同的移动荷载速度对悬臂曲线箱梁和悬臂直线箱梁中剪力滞效应的影响.重点分析了荷载以不同速度移动到悬臂箱梁L/2处时该横截面上应力分布及剪力滞系数变化规律.结果表明:在移动荷载作用下,两种悬臂箱梁L/2处横截面上均出现正剪力滞现象;剪力滞系数随着移动荷载速度的增大而增大,当移动荷载速度小于2m/s时,剪力滞系数增长缓慢;当移动荷载速度超过2m/s时,剪力滞系数增长较快;悬臂曲线箱梁内侧剪力滞系数明显大于外侧剪力滞系数,悬臂直线箱梁剪力滞系数分布曲线介于悬臂曲线箱梁内侧与外侧剪力滞系数分布曲线之间.     

瞬态扭矩作用下横观各向同性饱和地基的响应

通过Laplace-Hankel联合变换技术求解了横观各向同性饱和地基在瞬态扭转荷载作用下的动力方程，结合冲击荷载的具体分布形式，给出了地基内位移和剪应力在积分变换域内的解;通过Laplace Hankel逆变换给出了位移和剪应力的积分形式解.数值算例考虑了作用于地基表面圆形区域的荷载分别为线性分布和静刚性分布两种情况，分析了地基内的最大切向位移和最大剪应力沿径向和竖向的变化规律.数值研究表明,冲击剪应力的分布形式对地基内最大位移和剪应力的变化规律影响不大，土体的渗透系数对瞬态扭转荷载作用下地基的动力响应影响不明显，而地基的各项异性程度指标对最大切向位移和最大剪应力都有很大的影响.     

出砂水平井近井塑性区出砂半径预测研究

基于地层岩石弹塑性变形理论,建立出砂水平井近井塑性区应力分布模型.根据弹性区与塑性区边界应力连续的原理,提出水平井弹塑性区边界即塑性出砂半径的预测模型与方法,分析了出砂水平井近井塑性区应力分布规律及出砂半径的敏感性因素.结果表明:水平井塑性应力分布及出砂半径与原始主应力关系、井周角、井斜方位角、流压等参数有直接关系;塑性出砂半径随井周角的变化规律与原始垂向主应力和最大水平主应力的大小关系有关,当最大水平主应力较大时,井周铅垂方向的出砂半径大于水平方向的出砂半径,即铅垂方向更容易出砂,当垂向主应力较大时则相反;随着井斜方位角变化出砂半径呈周期性变化,在原始水平最大主应力σH大于垂向主应力σv的情况下,井斜方位角为0°和180°时,水平方向出砂半径较大,更容易出砂;井斜方位角为90°和270°时,铅垂方向更容易出砂;由于岩石力学参数及地应力的非均质性分布,水平井出砂半径沿着井身轨迹方向也表现出明显的非均质性.     

纤维悬浮槽道湍流中纤维取向分布和流变特性

为了解悬浮槽道湍流中纤维取向分布和流变特性，对纤维悬浮湍流进行了理论分析和数值模拟.推导了纤维取向平均概率分布函数方程，得到了脉动流场速度和脉动取向概率分布函数关联项，建立了关联项与平均概率分布函数梯度以及扩散系数之间的关系，数值求解了平均概率分布函数的方程.计算结果表明，随着长径比的增大，纤维的轴向更趋向于流动方向；悬浮流的剪切应力和第一法向应力差由壁面到槽道中心逐渐接近于0；剪切应力几乎不随长径比和体积分数变化，而第一法向应力差的绝对值随体积分数的增大和长径比的减小而增大.