非金属厚壁压力管受力与变形弹性分析

非金属厚壁压力管作为1种新型纵向增强的高弹性高分子材料厚壁管,管内注有4.0～8.0?MPa液压或气压,在外壁弹性约束情况下,通过对管内注压力与管壁变形进行弹性分析,近似满足工程应用的需要.外壁对管施加工程需要的正压力,非金属厚壁管可简化为受内外均布压力的圆筒,运用压力隧洞理论,对管的胀压力和管内注压力，以及管的径向、环向变形进行了分析和计算，为非金属厚壁压力管的工程应用奠定了基础.     

基于C形弹性管的光纤光栅压力位移传感测量

设计了一种基于C形弹性管的光纤布喇格光栅传感结构．用管内过剩压力使弹性管的自由端产生位移和管表面产生的应力对光纤布喇格光栅反射波长进行调谐．得到了光纤布喇格光栅反射波长变化对应于压力和自由端位移的线性关系．在0～6MPa的压力范围内,光纤布喇格光栅反射波长随压力和位移均呈线性变化且压力和位移的传感灵敏度分别达到0.0305nm/MPa和0.0359nm/mm,线性调谐范围分别为0.183nm和0.215nm,波长分辨率分别为3.05pm和0.718pm．     

机械自紧厚壁圆筒塑性半径的计算

机械自紧是依靠冲头同身管内径的过盈量使身管内壁产生塑性变形,提高承载能力,达到自紧的目的.准确建立冲头过盈量与塑性半径之间的关系,才能准确地预测自紧度.为此,利用合理的简化假设,通过对冲头进行弹性分析和对厚壁圆筒进行塑性分析,利用机械自紧在加载过程中冲头圆柱段和厚壁圆筒接触处径向应力相等这一边界条件,推导出了过盈量与塑...     

双金属复合管滚压复合成形的力学计算

双金属复合管是由两种不同的金属复合而成的一种新型管材, 综合利用了内外管两种不同材 料的性能, 具有广泛的应用前景.根据对双金属复合管滚压成形过程原理分析, 建立双金属复合管 的力学模型.采用弹塑性理论, 分析了在滚压成形过程中金属薄壁内管及厚壁外管的应力应变状 态, 通过变形协调条件, 得出了外管在弹塑性变形状态时卸压后胀管压力与残余接触压力之间的关 系, 并根据外管所处的变形状态, 确定了胀管压力及残余接触压力的工作范围.     

轴心受压圆截面钢-CFRP-混凝土组合短柱内力分析

推导出轴心受压圆截面钢-CFRP-混凝土组合短柱中混凝土、CFRP管和钢管各方向上的应力与轴向压力之间的关系式,掌握轴心受压时组合短柱内部的受力情况。根据弹性力学理论中的厚壁圆筒分析理论、薄壁圆筒分析理论及变形协调关系分析在轴向压力作用下圆截面钢CFRP混凝土组合短柱的受力情况。由所推导出的公式可见,在线弹性范围内组合短柱各部分所受的应力与组合短柱所承受的轴向压力成正比,并与钢管和CFRP管的厚度、弹性模量、混凝土的截面尺寸、泊松比、弹性模量有着密切的联系。     

复杂地下洞室围岩开挖扰动空间效应参数化研究

复杂地下洞室围岩开挖扰动区的形成和发展具有明显的空间效应。岩体开挖扰动损伤总体上表现为岩体变形模量的劣化。考虑到基于厚壁圆筒弹性力学分析的弹性模量压力和半径相关模型的应用局限性,提出开挖扰动区岩体变形模量的半径-位移相关模型,并对模型的多洞室适用性和参数敏感性进行了分析。该模型实质上是一个参数场模型,通过变形模量劣化参数场分布量化揭示开挖扰动的空间效应。以瀑布沟水电站大型地下厂房洞室群工程为例,基于位移监测信息,应用半径-位移相关模型对主厂房围岩开挖扰动的空间效应及围岩稳定性进行了参数化分析。围岩变形模量劣化参数场沿厂房轴线具有明显的空间不均匀性,沿深度方向呈现指数函数分布特征。结果表明:该模型为开挖扰动区岩体变形模量参数的确定提供了合理的数值计算方法;通过岩体变形模量半径-位移相关模型参数化分析开挖扰动的空间效应,对于地下洞室施工期快速监测反馈和围岩安全稳定性评判以及支护优化设计具有显著的工程适用性。     

岩石破裂压力和力学特性参数的计算

钻井工程、井下作业及采油均需要了解地层的各种压力及力学特性参数．文中介绍了岩石破裂压力、单轴抗压强度、起始剪切强度、就地最小主应力、就地最大主应力及方向和杨氏模量、切变模量、泊松比等弹性参数的计算方法及其在油田工程、地质、采油等领域的应用．对计算方法的适用条件进行了分析讨论．在分析研究的基础上编制了用于生产的软件并设计了汉字图头，为现场提供了各种有用信息．     

冲击内压作用下厚壁圆筒弹性动力分析

采用动态线性与非线性有限元分析软件对厚壁圆筒进行弹性动力分析 ,得到了厚壁圆筒在冲击内压作用下圆筒壁特别是内壁处的应力、位移、速度随时间的变化规律 ,求解结果和解析解吻合 ,说明力学模型的建立是可行的 ,计算结果是可信的 ,为厚壁圆筒在冲击内压作用下弹性阶段的设计计算提供了依据 ,并为厚壁圆筒在爆轰载荷的作用下弹塑性分析计算打下了基础     

压顶梁作用的弹性地基梁法的分析

考虑压顶梁对围护结构的约束作用和土压力的空间效应，对现有弹性地基梁法进行改进，结合工程实例，分析了压顶梁约束下围护结构内力及变形的规律，并与平面问题进行了比较。     

应用压力杆单元法分析管底弯矩系数的变化规律

采用压力杆单元法确定地下管道的应力分布，并将管道内边界的应力数值与光弹性实验结果进行比较，说明该种方法在工程中具有重要的应用价值应用此方法对地下管道管底弯矩系数随周围介质弹性模量及砂石垫层包角的改变而变化的规律进行了分析，为地下管道的优化设计与施工提供重要的参考依据     

ANSYS在整体式排水圆管分析中的应用

基于ANSYS APDL参数化设计语言编写程序,利用程序对整体式排水圆管进行数值计算.模型中考虑了不同荷载的施工方法,并利用路径映射技术实现了各截面的内力输出,从而合理地揭示了在土压力、外水压力和自重的共同作用下整体式排水圆管的位移、应力和内力分布规律.最后通过工程实例,验证了程序的可靠性.     

基于有限元的输气管道热应力及影响因素分析

输气管道因热胀冷缩产生变形,继而会产生热应力,对管道正常运作造成威胁。本文采用有限元模拟的方法建立空间模型,对管道中产生的热应力进行计算,并就影响管道中热应力的因素进行分析。结果表明:管道热应力在忽略内外压时在管道环向上呈递进式分布,且随着管道内外温度值大小分布不同,最大主应力总是出现在温度相对较小的管壁面上;管外温度低于20 ℃时,管道壁厚增大,管道热应力相应减小,反之管道热应力先减小后增大;有固定端约束的管道其热应力最大值往往集中出现在固定约束处;一端固定的管道产生的热应力随温度变化较为剧烈,而两端固定和不加约束情况管道热应力变化相对平缓。     

内加强月牙肋钢岔管水压试验

结合某高水头电站埋藏式月牙肋钢岔管的工程实际,采用有限元方法对岔管水压试验方案进行了分析研究,并与传统的简化算法进行了比较,讨论了结构自重、水重、支座作用等因素对岔管结构应力应变分布规律的影响.根据钢岔管与支座顶部翼缘的连接条件,分固结和摩擦接触两种情况进行了比较,给出了水压试验时岔管及支座结构的应力状态和变形情况,并对结构的整体安全性做出了评价.     

钢波纹管涵洞受力与变形特性现场试验分析

为搞清公路路基钢波纹管涵洞在填土荷载作用下的受力与变形特性,结合工程实际,通过现场试验,研究其在路基填筑过程中的工作性能.试验结果表明:钢波纹管涵洞内侧主要承受压应力,外侧主要承受拉应力;最大填土高度时,拉、压应力均在30 MPa左右;断面内、外侧的应变应力出现相反的拉压变化规律,且涵顶两侧45°位置为受力薄弱点.说明实际钢波纹管涵洞设计与施工中应给予关注,特别是在高填土荷载作用下,应对相应的部位进行加强或从施工工艺上采取措施.     

考虑支护结构作用的地下管廊真实受力模型

为了研究桩撑支护体系对管廊结构受力的影响,以济南市某地下综合管廊工程为例,通过Plaxis 3D有限元软件对该工程进行全过程模拟,发现桩撑支护结构下地下管廊侧板受力呈三段式分布:先增大后减小再增大,明显小于静止土压力,管廊侧板内力小于传统方法.改变廊顶覆土厚度,根据模拟结果拟合得到管廊侧板受力的分布曲线及其简化曲线,同...     

高流变围岩泵房注浆加固的试验研究

根据相似理论,对万年矿-440泵房高流变围岩注浆加固前后变形特性进行相似材料模拟研究,得出了其变形规律:高流变围岩变形可以分为扩帮整修加速阶段、相对稳定阶段和动压阶段等三个阶段;注浆加固使泵房围岩岩体变形由结构高流变特性转为线弹性或是弹塑性。试验结果表明,采用注浆加固高流变围岩的方法是可行的,对工程实践是有一定指导意义的。     

基于C#与ANSYS接口圆柱壳接管应力分析软件开发

压力容器在化工、制药、食品等众多行业广泛使用,在实际应用中压力容器受到如地震、风载、震动等多种管系载荷作用,从而发生灾害性事故。为了保证压力容器的安全,需要对圆柱壳接管进行局部应力分析。针对此类问题,采用C#结合ANSYS的参数化设计语言（APDL）,对ANSYS进行二次开发,开发出多种管系载荷作用下圆柱壳接管局部应力分析软件,功能完善、界面友好。结果表明：用户能够快速准确地实现对在多种管系载荷作用下圆柱壳接管的局部应力分析,将局部应力分析的时间缩短为不到3min,提高了工程应用效率,降低了成本,并为工程应用中复杂的局部应力分析问题提供了新的思路。     

陶粒置换泥浆法下管技术研究

采用双塞自平衡法下瓦斯抽排管时,上部空管段长度达到了300 m,管内外压力差和提管拉力共同作用,发生瘪管事故。基于此,提出了在上部工作管内用陶粒置换泥浆的下管技术。通过室内试验,测得普通陶粒的抗围压强度为2．4 MPa。当泥浆密度为1200 kg/m3时,对应陶粒放置深度200 m,并分析了普通陶粒的在围压作用下的破坏机理。现场应用表明,用陶粒置换泥浆,明显减轻钻塔负荷;减小了管内外压力差值,有效避免了套管的瘪管事故。     

基于三参数双τ~2强度理论的厚壁圆筒极限压力分析

为了得到均布载荷作用下拉压同性材料与拉压异性材料厚壁圆筒弹塑性分析全过程的统一解析解,采用三参数双τ~2强度理论对厚壁圆筒进行弹塑性应力分析.通过引用三参数双τ~2强度理论中的极限应力比α与β对拉压同性材料和拉压异性材料进行了统一分析,分别得到了弹性极限压力、弹塑性极限压力以及弹塑性区应力与材料的极限应力比和弹塑性半径的关系式.结果表明,不仅材料的极限应力σt、极限应力比α和β对厚壁圆筒的极限承载能力有影响,而且厚壁圆筒的内、外半径亦与厚壁圆筒的极限压力有关.