直埋供热管道新型三通加强结构应力分析

针对直埋供热管道压制三通处应力过大的问题，提出了一种新型三通加强结构，旨在从根本上降低压制三通相贯处的应力，提高管道敷设安全性。通过有限元数值模拟，对比分析了新型三通加强结构与普通压制三通的应力最大值与应力分布；系统研究了肋片宽度、肋片高度、外套管厚度、肋片角度等加强模型结构参数对压制三通应力最大值的影响。结果表明：新型三通加强结构能够有效减小压制三通的应力最大值，且主管管径和支主管管径比越小，应力最大值的下降效果越明显；随肋片宽度、肋片高度和外套管壁厚的增大，新型三通加强结构应力最大值减小。     

直埋供热管道双层折角的应力分析

针对直埋供热工程中管道折角处易发生应力集中和变形而导致管道破裂泄漏的问题,提出一种新型双层折角结构。通过有限元方法,对比新型双层折角与普通折角的应力最大值和应力分布,分析外套管壁厚、肋片高度、管土摩擦系数对双层折角应力最大值的影响。结果表明:新型双层折角能有效降低折角的应力最大值,且折角角度越大,应力值降低效果越好;新型双层折角能适用于各种土壤环境,即使管土摩擦系数较小,也能很好地保护折角。研究结果可为实际工程中直埋折角的强化和大角度折角的敷设提供参考。     

基于波形钢板的钢箱梁正交异性桥面板静力特性研究

提出一种基于波形钢板的新型钢箱梁正交异性桥面板结构形式,该新型桥面板结构包括上顶板、波形钢板加劲肋、下顶板和横肋。通过有限元方法对新型正交异性板的横向传力特性进行分析,并研究了顶板厚度、横肋间距、横肋厚度等参数变化对新型结构疲劳热点应力的影响规律。研究结果表明:新型正交异性板具有双向受力的特点,与传统正交异性桥面板的受力模式明显不同,因此结构设计时需要加大横肋间距,才能充分发挥桥面板较明显的荷载横向分配特性;同时,基于构造参数的影响,提出了适合新型结构的构造参数,以充分发挥新型结构的优势,避免过于复杂的焊接构造。     

大口径曲线管道在运营阶段的温度应力分析

大口径曲线管道在温度变化时由于曲率的存在会产生较为严重的温度应力。为评估青草沙水源地原水工程严桥支线工程的曲线段钢管在运营阶段下温度应力的影响,建立了管道的有限元模型并进行参数影响分析。计算结果表明,内外壁温差的增大、整体升温值的增大,管道轴线曲率半径的减小会引起温度应力的增大,径厚比对温度应力基本没有影响;内外壁应力差受内外壁温差的影响最大,其余三个参数对应力差基本没有影响。分析结果可为类似工程提供参考。     

隧道装配式空间网架螺栓端板节点力学特性及施工技术体系研究

为解决复杂城市环境下浅埋大断面隧道施工进度慢、机械化程度低、安全风险高等难题,借鉴“及时支护,强支护”的控制理念,设计出一种高强度、大刚度的装配式空间网架支护结构。为明确该结构作为隧道初期支护的变形特性和力学机制,优化构造参数,该文综合考虑主肢钢管直径和壁厚参数变化的影响,开展空间网架螺栓端板节点构件的抗弯承载性能研究,就变形破坏形态、极限承载力、弯曲挠度及应力应变演化规律进行了深入分析。研究结果表明：在整个荷载-挠度历程曲线中,空间网架结构经历了弹性增长阶段、塑性发展阶段和最终破坏阶段;增加钢管直径和壁厚,均能不同程度上提高结构的极限承载力和抗弯刚度,改善构件的应力应变状态,其中钢管壁厚对新型支护结构的力学性能影响更为显著;现场试验表明空间网架整体受力呈现“上大下小”“不均匀对称”的特点,拱肩及拱顶部位应力普遍较大,拱腰部位次之,下台阶拱脚最小;拱架安装机械化显著提升了立拱效率,提高了机械化作业水平,保障了施工安全。研究成果不仅丰富了地下结构支护形式,还为该结构在相关工程中的结构设计、参数优化及推广应用提供借鉴。     

入廊燃气管道方形补偿器的应力分析

本文针对方形补偿器在温度作用下的应力进行理论分析,并通过有限元建模的方式对运行工况下的方形补偿器的应力进行仿真计算,建立了多种方形补偿器模型并进行分析,给出方型补偿器的设计原则：方形补偿器设置的位置对方形补偿器应力有重大影响;方形补偿器所受的应力与外伸臂高度H有关,外伸臂越高,所受应力越小;此外,还与弯管曲率半径R有关。     

天然气高压管道弯管壁厚的计算

通过对GB50251--2003《输气管道工程设计规范》、GB50028--2006（城镇燃气设计规范》中关于弯管的相关要求、壁厚增大系数、壁厚减薄率等参数进行分析,确定弯管壁厚的计算方法。     

钢筋混凝土深筒仓环向应力的分析与计算

贮料作用下,仓壁环向应力值对筒仓结构设计起控制作用,为了深入研究仓壁环向应力的主要影响因素和影响规律,采用有限元方法对端部约束、高径比、壁厚等参数对环向应力的影响进行了分析,分析结果表明相同高度处的环向应力绝对值随着高径比的增加而增加,随着壁厚的增加而减小。通过有限元的计算结果与按我国筒仓设计规范的计算结果的比较表明:贮料作用下,环向应力的2种计算结果在仓壁下部时有明显的差别。文章对规范中环向应力的计算公式,提出引入参数α进行修正,并根据数值分析结果,给出了α的计算表达式。     

壁肋厚度对连系梁砌块抗压强度影响试验研究

混凝土空心砌块作为一种新型墙体材料,已在我国建筑工程领域得到广泛应用,混凝土砌块的壁肋厚是保证混凝土砌块抗压强度的重要指标之一。结合不同的壁肋厚度的连系梁砌块的抗压试验,分析壁肋厚对连系梁砌块的抗压强度的影响。     

基于SAP2000的钢筒仓设计方法与探究

大型钢筒仓结构在复杂荷载作用下,其仓壁将承受较大的竖向荷载,当仓壁竖向压应力大于所能承受的临界应力时,钢筒仓就会发生失稳破坏.以《钢筒仓技术规范》(GB 50884-2013)为依据,运用有限元软件SAP2000对架空式锥底钢筒仓的5组不同壁厚模型进行计算分析,其中部分模型利用竖向短肋在筒仓底部形成加强区.通过对不同模...     

多跨钢筋混凝土拱桥拱肋拆除过程仿真分析

应用ANSYS有限元软件对1座钢筋混凝土5跨拱桥的拱肋拆除施工过程进行了分析。以龙门吊索力和千斤顶的预撑力作为设计变量,以拱肋截面应力、墩顶水平推力为控制变量,以拱肋切割截面的混凝土最小应力作为目标函数,应用ANSYS的优化分析方法确定拆除施工过程中的技术参数;同时对拆除过程中的冲击影响和环境因素进行了分析。结果表明：通过龙门吊索和拱下千斤顶的共同作用,在拱肋拆除过程中结构的应力、挠度变化量和墩顶水平推力都比较小,结构的拆除施工安全可靠;在拱肋拆除过程中,环境温度变化对拱肋及拱下支撑的受力有明显影响,应制定相应的技术措施以减少温度对结构的不利影响。     

基于数值模拟的肋片管换热器优化分析

利用MATLAB曲线拟合以及Fluent模拟的方法对等厚环肋传热过程进行数值模拟分析.模拟过程中,分析探讨了肋片厚度,肋片高度对散热量,肋片效率的影响,并综合考虑各种参数,优化等厚环肋的结构.     

花瓣形钢管混凝土柱轴压受力机理和承载力研究

花瓣形钢管混凝土柱具有造型美观的优点,为具体研究其受力机理和承载力,定义了其截面组成,提出了截面偏移比和截面对称系数以反映花瓣形截面性质,提出在花瓣柱中设置十字形加劲肋以增强其组合效应。基于某工程中墩柱和有限元模型,研究了花瓣形钢管混凝土短柱在轴压荷载作用下的受力机理,分析了加劲肋厚度、混凝土强度、钢材强度、加劲肋开孔直径和间距等参数对轴压性能的影响,研究了加劲肋厚度与钢管壁厚的匹配关系。根据理论分析和大量有限元参数分析结果,建议了加劲肋厚度与钢管壁厚之比和钢管名义径厚比的取值范围,提出了花瓣形钢管混凝土短柱的轴压承载力计算式。     

K型空心弯管锥头节点承载力参数化分析

当应用于大跨度、超大跨度空间结构时,K型空心弯管锥头节点不仅可以节约钢材,提高整个屋盖结构的刚度和整体性,同时又有利于弦杆与腹杆的相贯焊接.该节点核心区由节点管、空心切头锥两部分组成.采用ANSYS参数化分析了节点管直径及其壁厚、弦杆直径及其壁厚、腹杆直径及其壁厚、弦杆轴线与腹杆轴线夹角、屋面坡度、弦杆轴力和屈服荷载的比值等因素对节点承载力的影响.分析表明:节点管直径及其壁厚、腹杆直径及其壁厚、弦杆轴线与腹杆轴线夹角、屋面坡度、弦杆轴力和屈服荷载的比值对节点承载力都有显著影响,弦杆1、弦杆2的直径及其壁厚影响较小,建议设计时弦杆1、弦杆2取较小的直径及较薄的壁厚.最后通过多元线性回归拟合了节点承载力计算公式,并根据规范和设计指南对拟合公式进行了简化,以便为实际工程应用提供参考.     

大跨斜拉桥钢箱梁正交异性桥面详细应力计算和桥面优化研究

正交异性钢桥面箱梁广泛应用于大跨斜拉桥,顶板厚度和纵肋规格是最重要的结构参数。为研究正交异性钢桥面结构设计关键参数对受力的影响,以广东省江顺大桥主跨700 m混合梁斜拉桥为研究对象,建立大规模全桥结构组合有限单元模型;选取桥面U肋板厚和顶板厚两个关键参数作为变量,考虑这两个厚度的不同组合,采用标准车辆荷载、超重车辆荷载、标准疲劳车辆荷载和欧洲LC标准荷载分别作用在主车道和重车道上,对比计算了22种荷载工况,通过计算详细了解不同参数变化时桥面结构的详细应力分布和控制应力的变化。     

基于传力机理的斜拉桥钢锚梁优化设计

文章基于斜拉桥钢锚梁的传力机理,对某主跨560 m斜拉桥的钢锚梁进行了构造优化。采用Midas FEA建立结构有限元模型,对钢锚梁顶板和腹板进行参数分析获取最优板厚,并根据应力分布对顶板、底板构造进行优化。分析结果表明:优化后的钢锚梁构造和板厚设置合理,钢锚梁应力和塔壁应力都在容许范围内,全桥钢锚梁的用钢量减少约160 t。     

基于拓扑优化的铸钢节点优化设计方法

铸钢节点是树状柱结构承载的关键所在。为充分保证铸钢节点传力路径合理、承载力高且能克服传统设计带来的壁厚较大问题,提出一种拓扑优化与尺寸优化相结合的节点设计方法。利用拓扑优化获得满足强度与刚度要求的节点最优构型,通过截面尺寸优化减小节点壁厚,实现节点在满足承载力要求下的轻量化设计。在此基础上,结合某实际工程,进行具体优化设计。结果表明:经优化设计的铸钢节点与原节点相比,在正常使用状态下,最大应力降低8.97%,应力分布更加均匀,材料用量减少15.96%,且承载力满足要求,优化效果较为显著。     

微细通道换热器空气侧性能的模拟及优化分析

采用数值模拟方法对微细通道换热器空气侧传热和流动特性进行了研究,得到了在不同迎面风速、百叶窗间距、肋片间距和百叶窗角度下换热器的传热和流动特性,并分析了换热器结构参数对其传热及流动性能的影响。在数值模拟基础上对换热器结构参数进行优化,并采用JF综合性能系数法对各种优化方案进行了综合评价分析。     

智慧城市多功能杆选型研究

智慧城市多功能杆不同使用功能对应的杆体选型存在较大差别,研究优化选型方法,有助于节约工程投资。本文基于应力、变形及造价对各类选型进行对比分析,从直径、壁厚及钢材材质角度提出杆件优化选型方法。研究结果显示挑臂长度、挂载设备及悬臂结构形式均会对选型造成影响,通过提高壁厚、直径及缩短挑臂长度可有效控制应力比和位移比,提高钢材型号可有效降低应力比,通过增加直径控制位移效果优于增加壁厚。研究成果有助于杆件合理化选型,对新基建智慧城市多功能杆件建设具有工程指导意义。     

铸钢节点环形对接焊缝热点应力分析

铸钢节点的壁厚大于连接杆件,两者连接时壁厚方向存在几何形状的突变,引起焊缝附近的应力集中,降低其疲劳性能。目前现行规程或标准针对铸钢节点与主体结构连接处焊缝的疲劳问题没有明确的设计规定。本文选取两种焊接构造,采用热点应力的表面线性外推法对环形对接焊缝进行轴力作用下的疲劳性能有限元分析。同时选取结构杆件的壁厚t、径厚比d/t 以及铸钢与普通杆件的壁厚比T/t 作为热点应力的影响因素进行参数分析。分析结果表明：热点应力与厚度t关系不大,随着ln(d/t)的增大热点应力呈线性增加;随着T/t的增加,热点应力先增大后减小;ln(σ/(T/t))随着T/t的增加呈线性减小。