考虑温度荷载的丹江口大坝非线性地震反应分析

在目前的规范中,混凝土重力坝地震分析时是不须要考虑温度荷载的,但对于丹江口大坝加高工程,众多的研究及现场的监测数据表明,丹江口大坝新老混凝土结合面开裂主要是由于温度应力引起的。为更为详实地反映大坝的实际情况,在考虑温度荷载和新老混凝土结合面开裂状态的基础上,对丹江口大坝进行了非线性地震反应分析。     

考虑横缝非线性作用的拱坝拱梁分载动力分析方法

结合结点力学广义位移原理,在坝体横缝位置设置广义接触点对,将接触点对问的约束以接触力代替,导出接触点对上的位移、接触力与坝体粱单元出口结点位移及内力间的关系,进而导出包含缝面上广义结点在内的柔度矩阵,根据缝面上的接触条件组装柔度矩阵,得到以接触力为未知量的求解方程.通过整体拱梁法和接触缝面非线性迭代的交替求解,实现了拱梁分载法中对拱坝横缝的静动力非线性接触过程的模拟.算例表明了本文分析方法的正确性.     

某电厂阳坡灰场安全评价及其治理措施评述(二)

结合太原二电厂阳坡原型观测资料、工程地质勘探和室内试验成果对现状坝体以及南坝肩变形和渗流进行了反分析,确定了土体计算参数,在对初期坝和灰坝加高后坝体、南坝肩进行有限元静动力分析、渗流分析和稳定分析的基础上,通过对三个坝体横剖面的应力变形计算,研究坝体的不均匀沉降,分析坝体裂缝的成因,并研究在贮灰至设计高程过程中坝体的裂缝开展情况,继而分析研究子坝加高的可行性。为同类型工程提供了参考。     

新老混凝土结合面对重力坝稳定性影响的研究

在混凝土大坝工程建设中,对已建大坝进行适度加高是提高水库利用效率和防治安全的一种重要手段。然而在加高的同时,新老混凝土的结合面很容易受温度影响成为抗滑稳定的弱面,影响大坝安全稳定。针对这一问题,本文首次提出多条块组合滑动模式来对加高坝进行安全稳定分析。本文采用传统的刚体极限平衡方法,在考虑两种不同扬压力计算模式下,推导了三滑面计算公式,并针对南水北调中线丹江口大坝加高工程实例,成功复核其右联1坝段和右联7坝段沿指定滑裂面的安全系数,并在此基础上推导了N条块的计算公式。对同类大坝加高案例的稳定分析具有一定的借鉴意义。     

某电厂阳坡灰场安全评价及其治理措施评述(一)

太原第二热电厂阳坡灰场自2004年投入运行以来,发现坝体裂缝较多,坝肩透水较为严重,为了确保灰场安全运行,需进行分析评价。灰场及随着贮灰面升高以及后期三级子坝加高后,灰坝坝体及南北坝肩的安全特性进行了测查,结合原型观测资料、工程地质勘探和室内试验成果对现状坝体以及南坝肩变形和渗流进行了反分析,确定了土体计算参数,然后在对初期坝和灰坝加高后坝体、南坝肩进行有限元静动力分析、渗流分析和稳定分析的基础上,对坝体和南坝肩的安全性进行了评价,并提出了相应的工程治理措施,研究方案对类似工程项目具有一定的指导意义。     

复合接触单元及其在带缝高拱坝仿真中的应用

高拱坝的横缝、诱导缝以及坝体裂缝对大坝变形及应力状态影响重大。由于这些缝,尤其是坝体裂缝的受力特性复杂,采用常规的接触单元无法准确模拟其实际效应。本文提出一种新的复合接触单元,将接触元件隐含在薄层混凝土单元中,通过动态调整接触元件的刚度系数,可有效地模拟缝的形成过程、开合效应及灌浆作用,它具有概念简单,计算时保持有限元网格不变,易于数值实现等优点。结合算例分析,对接触元件刚度和单元厚度等影响计算效率的因素进行敏感性研究,并提出相应的推荐取值范围。最后,将该复合接触单元应用于小湾高拱坝仿真分析,通过计算与监测结果对比,验证了所提单元模型的准确性和有效性。     

超强地震作用下高拱坝损伤开裂行为研究

本文综合应用塑性-损伤耦合模型和接触边界方法,模拟拱坝坝体开裂与横缝开合行为,然后基于有限元仿真方法,分析某高拱坝的强震开裂行为。通过不同温度荷载工况的比较分析,研究温度荷载对拱坝非线性动力响应的影响。计算结果显示：在强震作用下,拱坝下游坝面损伤开裂出现在坝体中上部,而上游坝面损伤集中于坝基交界面附近,同时裂缝张开位移幅值较大,扩展深度较深,严重威胁拱坝整体安全。计算结果还表明：施加不同的温度荷载,拱坝的静力变形不同,导致强震作用下拱坝的横缝张开位移、坝体开裂区域、裂缝张开位移等动力响应存在显著差异。     

山谷贮灰场排渗管的设置对坝体稳定的影响分析

针对山谷贮灰场排渗管正常运行与失效后对坝体安全稳定的影响,介绍了设置排渗设施能有效降低浸润线,增加坝体稳定、加速灰渣固结,利于后期子坝继续加高的作用及坝体稳定分析方法。结合某电厂工程实例,采用圆弧滑动静力稳定的分析方法,对排渗管的正常运行与失效、不同的干滩限制长度等多种工况进行了灰坝的静力稳定计算,结果表明:在正常运行条件下安全系数为1.3、非正常运行条件下安全系数为1.1时,灰坝是安全的。     

地震作用下重力坝动水压力的高精度时域公式

提出一种计算直立坝面上地震动水压力的高精度时域公式,与坝体有限元模型结合用于考虑坝-水动力相互作用,避免半无限库水区域的数值模拟。在频域内,基于库水区域分离变量解析解和坝-水交界面条件推导精确的坝面动水力-坝面绝对水平运动关系,之后利用作者已经提出的时间卷积局部化方法将该关系转化为含有辅助变量的高阶精度时域公式。该公式的时空离散形式与坝体有限元模型的耦合方程,可以采用显式时间积分方法求解。为了能够利用商用有限元平台分析非线性坝体-库水动力相互作用问题,在ABAQUS有限元软件中通过UEL用户单元子程序二次开发实现了提出的动水力公式,公式用户单元在有限元建模阶段与坝体有限元模型无缝结合,后续动力计算过程中无须重启动等任何特别处理。刚性坝面地震动水压力分析表明,提出公式的计算结果稳定,并与解析解较好吻合;之后将该公式应用于Koyna重力坝地震反应分析。     

小湾高拱坝上游坝踵人工短缝设置效果的深入分析

在已有研究成果的基础上,对小湾高拱坝坝踵附近人工短缝的设置效果进行全面、深入分析。采用无厚度的接触单元模拟人工短缝的工作性态,坝体混凝土本构模型采用单轴等效拉伸软化模型,分别采用整体模型和子模型对不同人工短缝设置高程、不同的缝内水压力进行了比较分析。从运行期的整体仿真计算结果来看,小湾拱坝设上游人工短缝后,坝踵应力可以得到较大的改善,且对坝体的整体性影响较小。为了更加合理地评价高拱坝人工短缝设置的效果,建议同时考虑施工期和运行期的荷载进行综合分析计算,为小湾拱坝人工短缝的设计提供科学依据。     

基于性能的重力坝坝基交界面地震抗滑稳定评价

本文采用非线性动力时程分析方法,研究重力坝坝体-地基系统的地震反应;在计算模型中坝基交界面采用非线性接触单元和Lagrange乘子法;分析金安桥重力坝在不同概率水平的实际地震波作用下坝基交界面张开屈服、残余滑动位移、时程最小安全系数以及坝体破损程度,研究接触面的摩擦系数对上述反应量的影响,对比刚性与弹性两种接触模型的安全系数与加速度关系,结果表明两者的均值基本接近.根据反应量的变化规律初步建议坝基交界面地震破损安全评价指标,为重力坝抗震设计与易损性分析提供参考.     

Finite element modeling of the neuron-electrode interface

The electrical contact between an embedded microelectrode and a cultured neuron depends on the geometry of the neuron-electrode interface. The contact is improved when the electrode is covered, or sealed, completely by the neuron. In this article, the finite element method is proposed as a tool for modeling the electrical properties of the neuron-electrode interface. This method permits numerical solutions of volume conductor problems for a variety of geometries, without prior restriction of the current paths. Simulations are focused on the influence of the geometry on the transfer of an extracellularly applied stimulus current to the neuron and on the sealing resistance. A comparison is also made between finite element modeling and lumped circuit modeling. In conclusion, finite element analysis is a valuable tool for studying and optimizing the neuron-electrode contact.     

Impact of semiconductor/metal interfaces on contact resistance and operating speed of organic thin film transistors

The contact resistance of field effect transistors based on pentacene and parylene has been investigated by experimental and numerical analysis. The device simulation was performed using finite element two-dimensional drift-diffusion simulation taking into account field-dependent mobility, interface/bulk trap states and fixed charge density at the organic/insulator interface. The width-normalized contact resistance extracted from simulation which included an interface dipole layer between the gold source/drain electrodes and pentacene was 91 k??cm. However, contact resistance extracted from the simulation, without consideration of interface dipole was 52.4?k??cm, which is about half of the experimentally extracted 108?k??cm. This indicates that interface dipoles are critical effects which degrade performances of organic field effect transistors by increasing the contact resistance. Using numerical calculations and circuit simulations, we have predicted a 1?MHz switching frequency for a 1???m channel length transistor without dipole interface between gold and pentacene. The transistor with dipole interface is predicted, via the same methods, to exhibit an operating frequency of less than 0.5?MHz.     

微小型继电器的刚柔耦合碰撞动力学建模方法与弹跳行为分析

微小型继电器被广泛应用于航空航天、兵器、船舶等工程领域,特殊的工作环境要求其具有良好的接触性能。该类继电器含有的簧片结构动作时会伴有弹性变形,传统以刚体为假设条件的动态特性分析法显然不能满足计算要求和分析精度。因此,以某微小型继电器为例,提出一种耦合可动部件的刚体运动、柔性变形与结构碰撞作用的刚柔耦合碰撞弹跳分析方法;继电器簧片被等效为悬臂梁结构,建立了基于电、磁、力和柔性簧片位移微分方程的接触弹跳动力学模型。分析簧片发生变形前后的受力情况,研究闭合簧片接触–分离–接触的动力学特性。据此,详细计算不同的接触间隙、连杆位置和控制电压下继电器的接触弹跳变化规律。设计实验验证所提模型的准确性。研究发现,簧片弹性变形与碰撞过程的相互作用是引发继电器不稳定接触的重要原因。此外,适当减小接触间隙、缩短连杆推动位置与接触点间的距离能有效提高微小型继电器的接触性能。     

新版GMP实施过程中亟需关注的问题与对策

目的充分预估新版GMP推行过程中可能出现的各种困难,提出对策建议,保障我国新版GMP的顺利实施。方法基于我国GMP的实施历程和现状,采用文献研究、历史分析、对比分析等方法开展研究。结果与结论新版GMP实施可能面临人员、资金与成本、制度与体系、配套行业以及产能等一系列问题,需要采取完善实施细则、开展培训、给予扶持政策等措施,从而保障GMP的顺利实施。     

短路电流下的电器发热分析

阐述了短路电流作用下电器发热分析的已有结果，研究了导体联结面、触头接触面和导体内部三种情况下在通过短路电流时的不同温升规律。指出了热稳定试验时依照Ｉ＾２ｔ相等的原则，采用延长时间、降低电流进行试验的数学关系是不合理的。     

500 kV输电线路耐张线夹电接触计算及其发热研究

针对500 kV架空线路线夹运行温度过高引起线夹脱断,造成停电的事故,以NY型耐张线夹为研究对象,分析了耐张线夹接触电阻的计算方法,建立了耐张线夹电接触温升的有限元模型,以此研究了电接触最高温度与接触压力的关系,同时探明了电接触内部到外部的温度变化规律。研究表明：随着压力增大,最高温度呈现先迅速下降后下降变缓的趋势,额定压力下电流600 A引起的最高温度为31.42 ℃;随着压力增大,最高温度先后出现在铝板与螺栓的电接触、铝板间电接触和铝板与螺栓的电接触;线夹电接触内外存在温差,但内外温度变化具有一致性,外表面温度可间接表达线夹的运行温度。最后利用试验验证了电接触计算方法和仿真结果的正确性。     

水位循环变化作用下有纵缝重力坝的非线性特性

在简述了笔者所发展的一种新的多体系统非连续变形分析方法的基础上,应用这一模型进行了具体数值计算,探讨了有纵缝重力坝在水位循环变化作用下的应力与变形特性。数值分析表明,在库水位循环变化等复杂加载历史作用下,坝体的变形,主应力大小及其方向角和缝间界面接触应力呈现非线性的周期性变化;当纵缝为连续接触时整个坝体的应力与变形呈现出线性特性,而当纵缝为非;连续接触且具有缝宽时,系统表现出强烈的非线性特性,随着缝宽的增大非线性程度降低,但坝体的应力集中效应加剧,算例研究表明,本文方法为有缝结构的非线性分析和接触分析提供了有力的计算工具。     

高压开关烧结触头的超声C扫描图像校正方法

通过研究高压开关烧结触头结合面上超声波的传播特点发现,界面处的散射现象是造成超声C扫描图像不均匀的主要原因。在此基础上提出了超声C扫描图像形态滤波校正方法。试验结果表明,该法有效地校正了高压开关烧结触头的超声C扫描图像的不均匀现象,提高了超声无损检测的准确性。     

反应合成AgSnO2电接触材料的组织与性能研究

采用反应合成技术和传统粉末冶金技术制备银氧化锡(AgSnO2)电接触材料。利用千瓦CO2激光器模仿电弧作用在试样表面产生局部熔化，对AgSnO2块体材料进行抗熔蚀性测试。对AgSnO：块体材料进行电导率测试和X射线衍射分析，对块体材料及冷拉拔的AgSnO2线材进行显微组织分析(扫描电镜、透射电镜)。研究结果表明，采用反应合成技术可以在银基体中合成尺寸细小、界面新鲜的SnO2颗粒，所制备的AgSnO2电接触材料中，微米级的SnO2颗粒系由纳米级的SnO2颗粒聚集而成I反应合成法制备的AgSnOz电接触材料较传统粉末冶金法制备的AgSnO2电接触材料具有更高的导电性和抗熔蚀性；该方法制备的AgSnO2电接触材料由于改变了Ag、SnO2的结合状态使材料的加工性能、导电性能和抗熔蚀性同时得到改善和提高。