基于CEL方法的静压桩沉桩挤土效应数值模拟

文中通过CEL大变形数值模拟方法,研究静压桩沉桩过程中桩周土体应力演变规律。结果表明,静压桩沉桩可引起较大的径向应力和垂直应力变化量,其中径向应力变化量沿水平方向呈现出先增大后减小的变化趋势,而垂直应力变化量沿水平方向呈现出先减小后增大再降低的变化趋势,径向应力变化幅度大于垂直应力变化量。     

关于磨机主轴承的润滑问题

一般磨机主轴承的润滑,都是采用液体动压润滑,即借轴颈在轴承中旋转所产生的泵油作用,将润滑油带入轴承间隙而形成油膜。但由于磨机转速低,产生的泵油作用不大,故形成的油膜很薄,达不到纯液体摩擦润滑,而是半液体摩擦润滑。这可用一个磨机主轴承相对油膜厚度的计算来说明。这个轴承的主要数据如下:轴颈直径d=1050-(0.2～0.4)mm;轴承直径D=1050+0.3～0.5mm;轴瓦长度b=300mm;β=b/d=0.286;瓦面单位面     

液黏调速离合器摩擦副热-结构耦合分析

为了更深入地研究液黏调速离合器摩擦副的变形机理,建立摩擦副的热-结构耦合数学模型,采用有限元法对液黏调速离合器应用于软启动工况时摩擦副的热-结构耦合过程进行详细地分析计算,得到摩擦副的温度场和应力场分布。研究结果表明:摩擦副中对偶片温度较高,热斑现象突出;摩擦副内、外径产生反向轴向位移,并且呈现碟形翘曲变形;对偶片外侧形成环状最小应力分布;软启动过程中,最大应力从对偶片的内表面转移至摩擦片的外表面。     

三轴试样破坏后应变局部化影响的实验研究

几乎所有土的本构关系模型研究都是以试验得到的土样的应力应变关系曲线为依据的。在此情况下,应力应变关系曲线反映的是土样整体的变形特征,土样被认为是单元体。在土的三轴试验中引入土样全表面变形场(局部变形)测量技术,通过测量在土样表面标定的特征点的变形过程,得到土样表面的局部变形特征。发现土样在发生剪切破坏后,剪切带内和带外的变形特点截然不同。根据剪切带的发生和发展情况,土样的变形可以分成破坏前、破坏和破坏后3个阶段,在不同阶段土样表现出不同的变形性质。在破坏前阶段,土样变形大体均匀,此时整体的应力应变曲线具有代表性;在破坏阶段,土样在某一点(或几个点)开始出现破坏并逐渐发展,最后形成贯穿的剪切带,观测到的变形是剪切带内和剪切带外的土体变形的综合结果;在破坏后阶段,荷载(应力)不再增加,剪切带外的上下两部分土体就像刚体一样变形不再增长,观测到的土样"变形"仅仅来自于土样沿着剪切带的滑动。此时不能根据土样沿剪切带的摩擦滑移直接定义土样应变。土样整体的应力应变关系曲线是土样作为结构体的响应,不是单元体的响应。据此认为:土的本构关系模型研究应该包括土体未发生破坏时的应力应变关系、破坏准则和破坏后沿剪切带的摩擦滑动性质,模型研究的重点在于破坏前阶段的应力应变关系的描述。所谓的临界状态其实是土样沿剪切带的类似于刚体滑动的状态。     

公路隧道合流段下游压力分布及通风系统优化

借助CFD方法,针对不同隧道合流角、不同风量分配比等情况,对公路隧道合流段下游通风气流组织和压力场分布特性进行了三维模拟分析.研究结果表明在隧道合流一定的前提下,随风量分配比的增加,动压、全压增大,静压减小;其中,动压增大幅度较大,且分配比较大时合流处初始静压出现负值.当合流角增加时,动压、静压、全压均会增大,且角度越...     

齿轮泵轴套静压支承的设计计算

齿轮泵在工作过程中由于液压力产生径向不平衡力使轴套受很大载荷,且齿轮轴颈与轴套之间液体摩擦难于保证,因而使用寿命低。本文就齿轮泵轴套寿命低这一关键,提出采用静压支承原理以平衡径向不平衡力,保证完全的液体摩擦状态的设计计算方法。     

机械端面密封的动压效应

文章介绍了机械密封的优点,机械密封的分类:平衡型密封与非平衡型密封、接触式机械密封与非接触式机械端面密封;介绍了流体动压密封、流体静压密封和热流体动压密封。对各种密封的流体动压效应,以及机械密封机理的研究成果进行了分析。     

冻融循环后砂岩三轴卸围压力学特性试验研究EI北大核心CSCD

为探讨寒区边坡工程岩体受冻融循环和开挖卸荷双重作用的影响规律,对经历不同冻融循环次数的砂岩进行单轴、三轴压缩及峰前卸围压3种力学试验,重点研究冻融循环后砂岩在卸荷应力路径下的力学性能和破坏特征。试验结果表明:(1)冻融循环次数增加导致岩样峰值强度和弹性模量逐渐减小。(2)相同围压降低量下,岩样径向应变与体应变变化较大,轴向应变变化相对较小。(3)冻融损伤越大,径向应变和体应变对围压降低越敏感。(4)岩样变形模量在卸围压过程中逐渐降低,冻融循环次数越高降低速率越小,且初始变形模量越低。(5)泊松比在卸围压过程中逐渐增大,冻融循环次数越高增速越低,泊松比增长初期与体应变大致呈线性关系。(6)不同冻融循环次数下岩样单轴压缩破坏模式均为劈裂破坏;常规三轴压缩破坏模式均为剪切破坏,剪切带大致沿端面对角开展,并伴随局部岩块掉落;峰前卸围压破坏模式为介于单轴和常规三轴间的混合模式。     

三轴循环荷载作用下页岩能量演化规律及强度失效判据研究

基于不同围压下三轴循环加、卸载试验和能量原理,研究页岩吸收轴向应变能1U、积聚和释放可释放弹性应变能eU、塑性变形及裂隙扩展消耗损耗能dU和径向膨胀变形消耗径向扩散能3U的能量转化全过程特征,揭示其受载过程的能量演化规律,建立基于能量突变的岩石强度失效判据。研究成果表明:不同围压下的页岩三轴循环加、卸载全过程,能量演化行为相似,体现为峰前以能量积聚为主,破坏过程发生能量释放和能量耗散,峰后残余强度下重新开始积聚能量,但能量积聚能力和效率不如峰前。岩石破坏阶段,可释放弹性应变能eU沿主裂隙大量释放,破裂岩块沿主裂隙发生位移和摩擦,消耗大量损耗能dU,径向应变3?显著增大,径向扩散能3U大幅增长。与峰前相比,峰后残余强度阶段可释放弹性应变能eU和损耗能dU的量值水平大幅下降但总体保持平稳,径向扩散能3U显著增加。围压对峰前各能量参数的分配比例影响不大,对峰后残余强度下岩石的能量积聚能力有一定提升作用。页岩和红砂岩的弹性能耗比K在峰前阶段随轴向应变的增加缓慢减小,期间变化平稳,在岩样发生强度失效时,拐点出现,增长速度突然增大,产生突变。     

轧制力对静压支承油膜厚度的影响

静压支承是一种广泛用于各种机械设备的新型支承结构,文章概述了静压支承原理,通过实验,讨论了静压支承的三个重要参数:承载能力,油膜厚度、供油压力,并给出了不同供油压力下轧制力与油膜厚度的关系曲线,阐述了油膜刚度与供油压力的关系。     

Fluid-structure interaction of a two-dimensional membrane in a flow with a pressure gradient with application to convertible car roofs

The flow-induced deformation of a membrane in a flow with a pressure gradient is studied. The investigation focuses on the deformation of aerodynamically loaded convertible car roofs. A computational methodology is developed with a line-element structural model that incorporates initial slackness of the flexible roof material. The computed flow-structure interaction yields stable solutions, the flexible roof settling into static equilibrium. The interaction converges to a static deformation within 1% difference in the displacement variable after three iterations between fluid and structural codes. Reasonably accurate predictions, to within 7%, are possible using only a single iteration between the fluid and the structural codes for the model problem studied herein. However, the deformation results are shown to be highly dependent on the physical parameters that are used in the calculation. Accurate representation of initial geometry, material properties and slackness should be found before the predictive benefits of the fluid-structure computations are sought. The iterative methodology overcomplicates the computation of deformation for the relatively small displacements encountered for the model problem studied herein. Such an approach would be better suited to applications with large amplitude displacements such as those encountered in sail design or deployment of a parachute.     

青藏铁路冻结粉质粘土动静三轴试验对比

直接针对采自青藏铁路工程中的粉质粘土,根据低温动、静三轴试验结果,进行了冻土的动强度与静强度对比研究。研究表明,冻土的静强度和动强度均随负温降低而增大、随含水率增加而减小,相应的静粘聚力、静内摩擦角和动粘聚力、动内摩擦角随负温及含水率的变化规律也如此;冻土的动强度随围压上升而增大;冻土的静力变形明显存在弹性、塑性两个不同性质的变形发展区,冻土的静强度在塑性变形区随围压上升有增大的趋势,但在弹性变形区这一变化规律不明显,并且在塑性变形区冻土静强度增长缓慢且发生一定的塑性流动;冻土的动内摩擦角随振次增大显著减小,而动粘聚力随振次变化较小。     

初始静孔隙水压力对砂土静动力剪切特性影响的试验研究

选取福建标准砂和滹沱河细砂,利用空心圆柱扭剪仪开展了一系列不同初始静孔隙水压力条件下的不排水循环扭剪试验和单调扭剪试验,着重探讨初始静孔隙水压力对超静孔隙水压力发展及其不排水抗剪强度的影响。试验结果表明:初始静孔隙水压力对超静孔隙水压力的发展产生显著的影响,从而影响砂土的静动力剪切特性。具体地,在不排水循环剪切过程中,初始静孔隙水压力越大,其超静孔隙水压力发展和变形发展越快;在不排水单调剪切过程中,初始静孔隙水压力越大,在砂土剪胀阶段产生负超静孔隙水压力越大,从而使砂土的强度显著提高。基于试验结果,初步探讨了初始静孔隙水压力对超静孔隙水压力及静动力剪切特性的影响机理。研究表明,研究地下水位以下土体(准饱和土)静动力剪切特性尤其是研究液化问题时,应充分考虑初始静孔隙水压力对砂土抗液化强度的影响,室内试验应根据砂土所处的地下水位深度来决定初始静孔隙水压力(反压)的大小。     

强夯砂桩加固抛填土的试验研究

通过厦门环东海域综合整治项目,详细介绍抛填开山土造地强夯试验的方案,讨论强夯试验的监测方法。根据强夯引起的地面变形和孔隙水压力,研究强夯的有效加固深度;强夯前后动、静力触探曲线的对比,确定最佳的强夯施工参数和强夯地基加固效果的评价,此研究方法和结论可为类似工作提供参考和借鉴。     

表面波度对线接触往复运动下热弹流润滑特性的影响

应用数值分析方法求解了表面波度对线接触往复运动工况下的热弹性流体动力润滑的影响.分析中假设所研究的润滑油服从Ree-Eyring流变模型,使用3种冲程长度,并使这3种冲程下冲程中心的卷吸速度值完全相等.表面波度扰乱了压力、膜厚和油膜中层温升的分布.由于表面波度的影响,一个周期的两个冲程内的油膜的变化不再一致.同光滑表面接触相比,表面波度在一个周期内提升了油膜中的最大压力和最大温升,降低了最小膜厚和摩擦因数.表面波度对油膜中最大压力的变化影响最大.     

含夹层盐岩双重介质耦合损伤模型研究

针对中国地下油气储库建设中所出现的含夹层盐岩问题,考虑夹层和盐岩层之间存在地质界面,采用以节点位移和孔隙压力为自由度的界面单元来模拟水力损伤造成的地层界面的开裂、扩展和流体渗漏;并基于多孔介质流–固耦合理论,建立含夹层盐岩双重介质耦合损伤模型。该模型克服了等效连续介质模型不能正确反映地层界面的渗流问题,又克服了双重介质模型不能考虑地层界面开裂问题。在此基础上,采用数值模拟技术,研究高压流体在泥岩夹层与盐岩的界面渗透及其开裂扩展特征,结果表明,高压流体沿腔体围岩渗漏过程中,含夹层盐岩界面呈扇形状张开,沿界面通道流体压力逐步降低。因此,在层状盐岩储库运营过程中,要严格控制腔体压力,避免在含夹层盐岩分层界面上产生油气渗漏,保持腔体的致密性及稳定性。     

地层变形的流固耦合数值模拟

石油开采当中,地层变形往往是造成套管损坏的首要因素,而开发过程中例如高压注水采油在很大程度上造成了地层的变形。本文针对石油工程中高压注水采油引起的地层变形,运用有限元软件ADINA建立了七井点流固耦合数值模拟模型,具体描述了高压注采过程中地层的变形情况,并对其计算结果进行了研究分析,结果表明,高压注水采油易使井壁处地层应力集中、岩层滑移与膨胀变形、储油地层凹陷等,且与较大孔隙度油层相比,低孔隙度油层高压注采时的孔隙压力与流体流速增加幅度要更大,以上结论为预防和减少流固耦合作用下地层变形造成的影响等提供了理论依据。     

考虑温度影响的饱和软黏土累积变形特性研究

通过开展饱和软黏土温控动三轴试验,研究了不同温度作用下土的不排水累积变形、孔压、阻尼比及动弹性模量变化规律,建立了考虑温度、初始静偏应力、围压、超固结比等影响的应变模型,并获得了模型参数与温度的关系。结果表明:温度对土的累积塑性变形、孔压、阻尼比及动弹性模量有较大影响,土体的累积塑性应变、孔压、阻尼比均随着温度升高而减小,动弹性模量则随着温度升高而增大,土体表现出热硬化特征;在不同温度作用下,考虑温度影响的应变模型计算结果与试验结果较为吻合,验证了模型的合理性,可用于预测同一试验工况下任意温度时土的累积塑性应变结果。     

注水井泄压对套管挤压力影响的数值模拟

注水井放喷过程中的套管损坏问题在中国许多油田十分普遍。根据油藏流体渗流与地应力场耦合作用理论，建立了注水井泄压过程中泄压层段套管承载计算的力学模型，利用有限元法，通过数值模拟的手段研究了放喷速度、地层流体压差与有效地应力的变化关系及其对套管挤压的影响。研究表明：在放喷流量相同的情况下，渗透率越低，储层厚度越薄，压差越大，套管承受的挤压力就越大。研究结果为油田现场确定合理的放喷速度，预防和减少套管损坏提供了理论依据。     

裂隙岩体非连续变形的静力和动力分析方法

裂隙岩体在静力或动力作用下产生的变形主要是裂隙的变形，岩石变形相对很小，两者不相连续。用非连续变形分析方法研究岩体的非连续特性才能得到微观的具体反映。在动力或静力作用下，位移实际上与时间有关，故对静力问题仍可用动力方法。只有对很小位移的静力问题，当岩体处于稳定情况下，才可忽略这一时间因素。对极大位移的动力问题，如爆炸等，用非连续变形分析方法计算能得到很好的结果。本文用非连续变形分析方法对以上问题作了探讨，并用算例对若干静力和动力问题进行了分析。