求解应力强度因子的单元初始应力法

提出一种计算应力强度因子的单元初始应力法,该法采用退化的1/4节点奇异单元,通过近裂尖最佳应力点应力进行求解,进而求得应力强度因子.采用单元初始应力法对有限尺寸中心穿透裂纹板受远场均布拉力作用下的应力强度因子计算,数值分析得到的解与精确解相比,平面应变模型的相对误差为3.12%,三维模型的相对误差为3.26%.由该法计算的半椭圆表面裂纹板受远场均布拉力作用下的应力强度因子的数值解与手册解相比,最大相对误差为2.28%.单元初始应力法与位移法相比,具有精度高、简捷、高效的特点,可以较为方便且精确地计算三维裂纹尖端的应力强度因子,值得推广.     

基于有限元的角焊缝建模的探讨

利用有限元软件ANSYS,采用实体单元、壳单元、壳与梁单元组合等方法建立有限元模型计算箱形梁在均布载荷和集中载荷作用下的应力分布情况.通过计算结果比较分析各种建模方法的优缺点,提出针对不同的结构和载荷情况,选择合适的建模形式.     

求解结点应力的一种新方法

在结构有限元分析中 ,对于利用数值积分的曲边单元 ,经验表明在高斯积分点上算得的应力具有最好的精度。然而 ,工程上通常感兴趣的是边缘和结点上的应力。一般地 ,单元角结点应力可由现成公式求解 ,而单元边中结点应力则取相邻角结点应力的平均值。为了拓展这种方法 ,本文推出直接通过高斯积分点应力求解单元上任意结点处应力的公式 ,并通过算例表明其有效性和准确性     

渣罐运输车运力传动系统

研制了ZGC35C型渣罐运输车，并采用作图法和编程计算法对其动力传动系统进行传动匹配，如ZGC35C型渣罐运输车使用的是CumminsNT855发动机与YJ375变矩器，二者的最佳匹配区域在变矩器速比i为0．375－0．915，发动机转速位于额定扭矩点至额定点的区域，研究结果表明，采用液力机械传动的渣罐运输车，其发动机与变矩器共同工作的最佳区域是变矩器高效区的扭矩特性曲线与发动机在额定扭矩点至额定功率点之间的扭矩曲线重合的区域，能满足渣罐运输车的装载和运输2种工况要求。     

正交异性钢桥面板结构热点应力有限元分析

以正交异性钢桥面板焊接节点为研究对象,对焊接节点焊趾处不同的结构热点应力确定方法进行比较分析.利用有限元软件ANSYS分别建立焊接节点的实体单元和壳单元有限元模型,在焊趾附近区域共划分7种网格尺寸,分别采用直接提取法、表面外推法和结构应力法计算正交异性钢桥面板焊接节点焊趾处的结构热点应力,比较分析不同方法计算结果的精度及对网格尺寸和单元类型的敏感性.研究结果表明,对于不同网格尺寸和单元类型的有限元模型,直接提取法和表面外推法获得的结构热点应力离散性较大,结构应力法计算的结构热点应力具有较好的一致性.     

利用变厚度单元进行平面连续体的拓扑优化

提出了用变厚度矩形有限单元求解变厚度平面连续体拓扑优化问题的方法。根据计算出的每一节点处的应力,利用满应力设计方法的应力比公式,改变板在节点处的厚度,删除厚度过小处的单元,重新形成结构拓扑和刚度矩阵。按以上过程反复 迭代,实现拓扑优化。这种方法使得各单元间的厚度连续变化,在未增加单元及节点数量的情况下,提高了计算精度,减少了迭代次数。迭代过程中,矩形单元退化为常应变三角元,使结果的边界过渡更为光顺。中推导了变厚变矩形有限单元的单元刚度矩阵。     

平面八节点等参元的应力修正及其在墙梁分析中的应用

研究连续墙梁编制了专用有限元分析程序QLF,程序中采用平面八节点等参元．如采用有限元法公式直接计算单元节点处或3×3Gauss点上的应力,精度较差．本文建议按2×2Gauss点上应力值来插值计算单元内任一点处应力．若干算例表明,采用上述建议方法对应力计算进行修正,得到了满意的结果,并利用程序对单跨墙梁和两跨连续墙梁进行了计算分析．     

列车移动荷载在地基中引起的主应力轴旋转

利用移动荷载作用下地基的应力解答,计算列车移动荷载在弹性半空间地基内产生的动应力.根据计算土单元与列车的相对位置,将动应力曲线分为3个阶段,分别对这3个阶段的土单元应力路径和主应力轴旋转进行分析.在每一个循环中,土单元应力路径变化规律和主应力轴旋转规律与单个轮轴荷载引起的主应力轴旋转相似,但轮轴荷载的相互叠加使得应力路径变化和主应力轴旋转都更加复杂.单个轮轴荷载引起的主应力轴旋转一直为顺时针方向,而在一个循环中由列车引起的主应力轴旋转则会发生摆动,尤其是大主应力旋转到z轴附近时.     

容器法兰应力分析

应力分析设计法是基于塑性失效准则的一种方法，它不仅解了压力容器常规设计所不能解决的问题，也是容器设计观点及方法上的一个飞跃．美国机械工程师学会６０年代制定了世界上第一部以应力分析为基础的压力容器规范．我国也于１９９５年１０月首颁了《钢制压力容器－应力分析设计标准》．本文采用有限单元法对沾益化肥厂３＃氢氧化铁脱硫塔容器法兰进行了有限元应力分析，得出了法兰的应力分布规律，并据此得出了检验要点．     

炼塑机辊筒的工作应力分析

用有限单元法,以Х５５０×１５００炼塑机的辊筒为例,按非轴对称载荷作用下的轴对称旋转体问题进行了应力分析,得出了区别于传统的简化设计方法的结论。并通过光弹性应力分析实验,验证了该结论的正确性,对进一步进行断裂力学分析提供应力场,可作为同类型辊筒的设计参考。     

钢包预热过程热应力影响因子及预报模型

运用有限元软件ABAQUS建立钢包包衬的线性弹性模型,模拟钢包预热过程包衬的热应力,分析包衬厚度及其材料物理性能对包衬内最大热应力和钢壳表面温度的影响;采用偏最小二乘法建立包衬厚度及材料物理性能与包衬内最大热应力、钢壳表面温度间的预报模型。结果表明,工作衬材料物理性能对包衬最大应力和钢壳表面温度起主要影响作用;较之于无绝热衬,有绝热衬钢包永久衬材料物理性能对钢包热应力和钢壳表面温度的影响作用显著降低。     

预应力钢筋混凝土轻轨桥梁的有限元分析

建立了武汉轻轨桥梁的三维有限元模型,对普通钢筋采用一种分层的等效方法,对预应力钢筋采用修正的等效载荷法.将结构要素都纳入到有限元模型中,计算了几种典型工况作用下轻轨桥梁的应力和变形,并对计算结果进行了详细的分析和对比.验证了该桥梁的安全性,提出了对于该桥梁设计及三维有限元方法应用于轻轨桥梁设计的一些建议.     

透气砖稳态热梯度应力场的数值模拟

根据钢包用透气砖的特点,通过对其结构和边界条件进行适当简化,建立了它的二维平面应变有限元模型。然后在考虑钢包换热系数和所涉及材料物理性能参数随温度变化的情况下,对透气砖稳态热梯度应力场进行了数值模拟,并研究了其结构对应力场的影响。结果表明:当透气砖处于热稳定状态时,其底面中心部位的拉应力最大,底部侧面的压应力最大,但其上半部的热梯度应力要小得多;透气砖长度的缩短、底角的减小和直径的增加,均会使其热梯度应力增大。     

寒冷地区坝内垫层管运行期温度效应及保温措施研究(研究生论坛）

为研究寒冷地区温度变化及保温措施对坝内垫层管外包混凝土开裂状况的影响,本文基于混凝土塑性损伤模型,考虑运行期的温度作用,对某水电站坝内垫层管进行了非线性有限元分析。结果表明：由于垫层的铺设,正常运行工况下管道混凝土几乎无损伤,管道表面不会出现宏观裂缝;但在温降工况下管道顶部混凝土损伤较严重,而在温升工况下管道底部混凝土损伤更明显,相应损伤区域的钢筋应力也明显增加;坝面保温板的铺设能够有效降低结构所承担的温度荷载,改善混凝土损伤状况,降低钢筋应力,且随着保温板厚度的增加其作用效果逐渐显著,但当增加到一定程度后,其作用效果趋于稳定,同时考虑投资等工程实际情况,不宜过度增加保温板厚度,建议保温板厚度由裂缝宽度控制。     

钢包下水口断裂分析及改进措施

炼钢厂所使用的LS钢包滑动水口机构,由于下水口受机械应力和热应力的综合作用,频繁发生断裂引起事故.针对上述情况进行了应力分析计算,通过改进下水口外型设计,缩短下水口伸出长度,增大下水口管壁厚度,从而减小机械应力与热应力,降低了下水口断裂的可能性.     

工形钢柱负载下焊接加固的受力特性

目的提出能够考虑负载下焊接过程影响的有限元分析方法．方法通过运用通用有限元软件ANSYS建立有限元模型,对3个不同初负载下焊接加固的工字形钢柱和1个作对比用的未加固钢柱的受力特性进行分析．采用间接热结构耦合的有限元分析方法,考虑焊接热过程和随温度变化的钢材材性．结果计算结果表明,在名义初应力比不超过0．41时,负载下的焊接加固后的钢柱的极限承载能力受初始负载的影响非常小．结论笔者采用的有限元分析方法和有限元模型分析负载下焊接加固工彤钢柱的萤力特性具有较高的可行性．     

应用多因素耦合数值计算210 t钢包热状态分级

为精确管控周转钢包造成的钢水温降,以降低转炉出钢温度并减少能耗,使用有限元软件Ansys14和Para Mesh2.3网格随移技术建立钢包的传热计算模型,分析新包烘烤时间、空包时间、在线烘烤、离线烘烤时间和包衬侵蚀对钢包热状态及钢水温降的耦合影响;使用红外法实测温度,对比验证了模型的准确性.根据计算的钢水温度补偿值,建立包含包况信息编码的钢包热状态分级表.结果表明:受烘烤时间影响,第一包龄钢水温降变化范围是32.0~39.6 K;空包3 h无在线烘烤情况下,钢水温降约为47 K;有在线烘烤的情况下,前10 min的在线烘烤能够使钢水温降减少3.1~6.2 K;钢包侵蚀对包衬温度影响较大,但对钢水温降影响不大,最高不超过1 K.分级表应用于现场,为转炉出钢温度的设定和配包提供了依据,使M钢厂主要钢种出钢温度降低2.3~13.2 K.     

Direct Current Electric Arc-Electroslag Ladle Furnace

In order to solve the high consumption problem of small capacity ladle furnace (LF), the operation principle and control method of the DC arc and electroslag heating ladle furnace are introduced. With only one arcing electrode, the distance between the arc and the wall of ladle is enlarged, and consequently the consumption of the ladle refractory is decreased. In the invention, a signal electrode is embedded in the refractory lining of the ladle, which contacts directly with the liquid steel and the ladle shell. TWo graphite anode ends are submerged in the slag layer. The signal electrode is used as voltage reference during refining process. The electroslag voltage between anode end and liquid steel is applied to control the depth of anode end in the slag layer during the refining process with this ladle furnace.     

IF钢水炉外脱磷的实验研究

以钢氧化脱磷为基础，对ＩＦ钢的炉外脱磷问题在实验室进行了深入研究，选择了ＣａＯ－ＣａＦ２２－ＦｅＯｎ及ＣａＯ－ＢａＯ－ＣａＦ２两种渣系进行对比实验，提出了采用不同渣系时的最佳配方和工艺方面的建议。同时为减少渣中ＦｅＯ对钢包内衬的侵蚀，采用了不含ＦｅＯ的ＢａＯ渣系。实验证明，此种渣系对ＩＦ钢脱磷效果显著。     

深埋马蹄形隧道开挖围岩应力与位移的复变函数解

利用复变函数解法中的柯西积分法,求解工程中常用的单心圆仰拱马蹄形隧道在弹性半空间内任意一点处的应力值和位移值解析解表达式。由于是深埋隧道,且埋深与孔径之比较大,故不考虑重力梯度影响,直接把重力作用化为无限远处作用有 P1、P2的外载;求解出马蹄形隧道孔洞在弹性半空间内任意一点处的应力值和位移值解析解表达式。结合典型断面,利用三维有限元分析软件M ADIS/G T S建立二维平面应变模型,对理论推导单心圆马蹄形隧道在弹性平面内的解析解公式进行验证。分析表明,有限元结果和解析解结果有较好的吻合性,证明了新方法的准确性,针对深埋马蹄形隧道开挖工程,可以快捷地评估围岩应力状态及位移变形。