广义塑性模型在海洋砂土中的适用性研究

为研究广义塑性模型在海洋砂土中的适应性,采用静、动三轴仪对海洋砂土进行了固结排水剪切及固结不排水循环剪切试验,根据试验结果拟合出砂土的广义塑性模型参数,并利用此参数对动模量和阻尼比试验进行了数值模拟,比较了试验结果与模型拟合结果的差异。结果表明,计算结果与试验测定的动模量、阻尼比与动应变的变化规律一致,该模型能很好地反映砂土单调加载的应力－应变特性及小应变阶段的循环加载条件下的变形特性。     

断路器合闸特性仿真与优化

运用虚拟样机技术,对静端加缓冲弹簧的真空断路器合闸过程进行了仿真,对缓冲弹簧的刚度及动静触头之间的碰撞阻尼进行了优化.触头碰撞产生弹跳,从而引发高压拉弧,导致触头熔焊,影响断路器的使用.动端不加缓冲弹簧,静端安装缓冲弹簧的结构,可以有效地消除预振动的影响,通过对静触头缓冲弹簧的刚度以及碰撞阻尼进行优化,减小合闸弹跳,改...     

地下厂房洞室群围岩三维非线性粘弹塑性流变分析

地下洞室围岩在软岩地质条件下会产生流变效应,考虑"围岩—喷锚支护"系统的整体力学效应,在西源模型的基础上,提出了以塑性屈服函数及应力水平和长期强度大小关系为两个控制参数的双开关西源模型,建立包含流变时间、应力水平和塑性屈服函数等在内的粘弹性应变增量和粘塑性应变增量表达式;岩石未进入塑性屈服状态只考虑粘弹性应变增量,进入屈服状态后就应考虑粘塑性应变增量。将建立的非线性粘弹塑性流变模型编入三维弹塑性有限元程序,利用初应变法将应变增量转化为该应力水平下单元虚拟节点荷载,考虑锚杆、锚索的加固效应和喷层提供的支护抗力,最终求解围岩塑性区范围及其应力、应变和位移。以某抽水蓄能电站地下厂房洞室群为例,分析其"围岩—喷锚支护"系统30d流变过程中围岩塑性区、变形位移及锚杆应力变化规律,结果表明所建非线性粘弹塑性模型能较好地分析地下洞室的流变效应,可为工程设计施工提供合理建议。     

汽轮机主汽阀关闭动强度分析和研究

汽轮机主汽阀设计要求具有很高的关闭速度,但高的关闭速度可能会造成阀碟和网座等关键部件撞击损坏,因此有必要对这一阀门关闭过程中部件动强度进行分析和研究.本文提出应用有限元应力分析方法,对关闭过程中阀碟和阀座的碰撞分别采用了弹性-刚性碰撞和弹性-弹性碰撞接触两种计算模型进行计算.并分析和研究了关闭速度和接触均匀度对计算结果的影响,总结出该分析计算方法用于工程设计可以得到比较符合实际情况的结果.     

基于弹塑性理论的汽轮机转子应力在线监测模型

采用差分方法,基于弹、塑性力学理论对转子应力在线计算模型进行了研究.该模型能考虑温度变化对材料物性参数的影响,并将应力分析扩展到材料的塑性范围.同时考虑了应力集中区域进入塑性状态时的集中系数修正方法,从而大大提高了在线应力计算模型分析的精确度.与有限元算例的比较验证了该模型的准确度.     

坝体及地基弹性模量分区对碾压混凝土拱坝应力应变的影响

为改善碾压混凝土拱坝的应力应变分布状态,以某碾压混凝土拱坝为基础模型,利用有限元分析软件ANSYS模拟分析了5种坝体材料分区和3层地基材料分区碾压混凝土拱坝的动力响应特性及坝体应力分布。结果表明,随坝体材料弹性模量的整体提高,拉应力值由未分区的1.418 MPa减小至1.374 MPa,顺河向动位移均方根显著减小;坝体中下部地基弹性模量的选择对碾压混凝土拱坝应力分布影响较大。研究成果可为碾压混凝土坝温控防裂提供参考。     

水滴高速撞击风力机叶片的SPH-FEM耦合计算

基于SPH-FEM耦合方法，对水滴高速撞击叶片涂层表面后的动态过程及材料冲击响应进行计算。结果表明：水滴撞击后会出现两次接触力峰值，第一次是由水滴被压缩后形成的高压导致的，会在涂层表面形成较高的应力，但造成材料的塑性变形较小；第二次是由水滴内部的高压释放引起的横向扩散导致的，会在涂层表面造成较大的塑性变形，是导致叶片前缘损伤的主要因素；水滴速度的增加或涂层厚度的减小会导致更大的接触力，同时在涂层表面产生更大的塑性变形区域以及塑性应变。     

镍基合金C276高温拉伸力学性能的试验分析

在500～650℃高温条件下对镍基合金C276进行了拉伸力学试验.为了准确分析该材料的力学性能,采用真实应力、应变对试验数据进行了处理,分析了温度对弹性模量、屈服应力、断裂强度以及延伸率的影响,给出了该材料在真实应力、应变下各温度的应力-应变硬化系数,以及屈服强度和断裂应力随温度变化的关系曲线.结果表明:镍基合金C276在高温下具有屈服流变现象和良好的塑性.     

变幅循环荷载下胶凝砂砾石材料的动强度特性研究

动强度是大坝稳定安全分析的重要参数，对工程设计具有重要意义。采用大型动三轴仪，开展变幅循环加卸载试验，探究了不同围压和水泥含量对胶凝砂砾石(CSG)材料动应力—动应变关系的影响；基于摩尔—库伦强度准则，以动应变为塑性内变量，研究了CSG材料在经历塑性变形时其动强度参数的演化规律。结果表明，动粘聚力和动内摩擦角随水泥含量增大而增加；随着动应变增加，动粘聚力下降较快，动内摩擦角增加，骨料间的剪切滑移产生的摩擦力起主导作用；达到峰值动应力时，骨料间的有效受力面明显减小，动粘聚力下降平缓，动内摩擦角减小，具有一定的滞后性。动粘聚力随动应变变化的规律符合幂函数关系；动内摩擦角与动应变变化的规律符合二次函数关系。研究结果可为CSG坝的抗震设计优化提供理论参考。     

船用柴油机缸盖缩尺试样的热失效研究

为研究船用柴油机缸盖在低周热循环载荷下的渐进失效问题,开展了“四孔平板”缩尺试样的热失效模拟试验,建立了基于温度依赖的Chaboche组合硬化材料模型和改进Ostergren塑性能量损伤模型的仿真方法,研究了塑性变形演化、疲劳开裂的热失效行为和机理。研究表明：仿真预测具有较高精度,圆孔失圆变形预测最大偏差不超过10.5%,准确预测了裂纹的萌生位置,预测寿命与实际失效循环数目接近;缩尺试样受到循环变化的温度梯度影响,整体结构表现为热弯曲变形失配,产生的局部非对称拉压应力引发了塑性变形;随着循环次数增加发生应力松弛,塑性变形呈现先快后慢的非线性减少趋势;冷却阶段的拉伸塑性应变能和应力三轴度增加,引发了圆孔鼻梁高应力区开裂损坏。