基于曲梁理论的弧形钢闸门纵向主梁正应力计算

弧形钢闸门纵向主梁实为曲梁,其截面正应力仍沿用直梁理论进行计算。本文从曲梁挠曲线微分方程出发提出了一种基于曲梁理论的计算方法。通过对应力计算中结构特征系数公式的推导,提出了弧门箱形截面纵向主梁偏心距e的计算方法,分析了曲率对曲梁截面弯曲正应力分布的影响,并对曲梁理论和直梁理论计算结果进行详尽的误差分析。分别运用曲梁理论及直梁理论对工程实例进行计算,直梁理论相对有限元方法计算结果的误差达到14.23%,而曲梁理论相对有限元方法计算结果的误差仅为2.23%,可见基于曲梁理论的计算精度显著优于直梁理论,采用基于曲梁理论的计算方法更加安全可靠。本文方法可为相关工程设计提供参考和理论依据。     

深孔平面钢闸门主梁应力计算方法研究

深孔平面钢闸门的主梁为均布荷载作用下的简支薄壁深梁.由于纵向纤维挤压和横截面翘曲及其褶邻截面翘曲不同步,其应力至今无解析计算方法.通过将翼缘与腹板的割离分析和整体分析,建立合理力学模型,应用弹性力学方法求解,并考虑了弯剪耦合,推求出简支薄壁深梁的正应力、剪应力和挤压应力的解析计算公式.结果表明:剪力使正应力增大,这种影响随跨高比的减小而增大,随翼缘与腹板面积比的增大而增大,沿跨长随剪力与弯矩之比同步变化,沿梁高与剪应力分布规律一致.这为水利、土木及交通工程中薄壁简支深梁的设计提供了概念明确的理论计算方法.     

基于直接内力法的拱坝建基面等效应力分析

本文提出适合分析拱坝建基面等效正应力的直接内力法。在目前有限元的水平上,该方法可以相对准确地计算建基面上的应力。该方法通过有限元计算的应力结果计算建基面上结点的内力,将建基面沿高程依次分成若干段曲面,对每段曲面均采用等效矩形进行近似,分别求解各等效矩形截面的内力。根据材料力学公式可以计算建基面上任意点的线性化等效正应力。工程实例分析说明了该方法的合理性和正确性。     

弧门框架形式及其单位刚度比对主梁翘曲应力影响的研究

由于弧门主框架的作用使其主梁为超静定薄壁深梁,其内力不仅受框架形式的影响,还受主梁与支臂单位刚度比的影响.为了弄清该薄壁深梁翘曲应力随刚度比和框架形式的变化规律,引用工字形薄壁深梁应力计算的研究成果,针对主横梁式弧门的三种框架形式分析了单位刚度比及框架形式对其影响规律.结果表明:在跨中截面,剪力对翘曲应力的影响随单位刚度比的增大而减小,带悬臂的框架对翘曲应力的影响大于无悬臂;在支座截面,剪力对翘曲应力的影响随单位刚度比的增大而增大,带悬臂的框架对翘曲应力的影响小于无悬臂的.结果对弧门主梁应力计算及相关规范的制定有参考价值.     

大容量高速电机转子截面突变处刚度特性及等效模型

转子梁单元模型因计算效率高等优点在大容量高速电机转子动力学优化设计中被广泛应用,其对转子截面突变处的力学连续性假设使得弯曲刚度被过高估计,工程上采用了过渡轴段的等效模型但仍存在较大误差,对此,基于欧拉梁和铁木辛柯梁理论对阶梯转子的刚度特性进行分析,并通过与实体单元结果对比,细化过渡轴段模型参数,实现基于修正梁模型的转子弯曲刚度的精确计算。计算结果证明所建模型兼顾了转子实体单元有限元模型的高计算精度和梁单元模型的高计算效率的优点。     

钢筋混凝土造合梁受力试验研究

本文通过２０根试验梁研究了水工结构中广泛应用的低迭合面钢筋混凝土造合梁的正截面受力性能。在综合分析现有高迭合面钢筋混凝土迭合梁试验资料基础上，提出了水工钢筋混凝土迭合梁正截面承载力、裂缝宽度和刚度的计算公式，并对纵向受拉钢筋应力控制等问题作了进一步分析论证。     

钢筋混凝土迭合梁受力试验研究

本文通过２０根试验梁研究了水工结构中广泛应用的低迭合面钢筋混凝土迭合梁的正截面受力性能，在综合分析现有高迭合面钢筋混凝土迭合梁试验资料基础上，提出了水工钢筋混凝土迭合梁正截面承载力，裂缝宽度和刚度的计算公式，并对纵向受拉钢筋应力控制等问题作了进一步分析论证。     

考虑多种应力的组合截面填板承载力研究

为了分析双角钢十字截面构件中填板受力性能和承载力计算方法,用3种规格不同长细比的双角钢组合截面构件足尺试验、有限元分析、板的弹塑性理论考察了填板的应力状态与双角钢构件的受力性能的关系。利用参数化有限元模型分析了构件截面规格、填板厚度等主要因素对填板受力的影响,根据其应力状态特点提出计算填板内力的合理有效的方法,并与试验和有限元结果进行对比。结果表明,建议的填板计算方法有较好的适用性,可供工程实践参考。     

基于ANSYS的拱坝等效应力研究

本文基于大型有限元计算软件ANSYS结合工程实例进行了拱坝的三维有限元分析,利用其二次开发语言APDL编制了拱坝等效应力的计算程序,并将计算结果与拱梁分载法的计算结果进行了对比,验证了其实用性。     

烟囱附加弯矩的精确计算方法

烟囱高度超过210m时,采用等曲率法计算烟囱附加弯矩存在较大误差.提出了一种烟囱附加弯矩计算方法,该方法基于共轭梁理论,并对烟囱刚度进行折减.以某烟囱工程为实例,用该方法计算了烟囱在水平风荷载作用下的附加弯矩和水平变位.为了验证该方法的可靠性,应用有限元软件ANSYS的计算结果进行对比,算例结果证明了该方法的有效性.     

基于弹性梁理论的在役拉杆轴向载荷测量方法与应用

基于弹性梁理论,建立了横向加载条件下在役拉杆轴力理论计算模型及预加应力梁的三维有限元模型,对在役支吊架拉杆轴力测量方法进行了研究,讨论了不同长径比和横向载荷对拉杆中点挠度的影响。研究结果表明,理论预测结果与有限元计算结果吻合较好;在工程应用方面给出了以横向载荷容差度及挠度容差值为指标的固支段拉杆长径比的优选方案。该方法可用于快速测量不卸载拉杆的轴向载荷。     

FRP筋混凝土梁裂缝宽度的计算方法

本文在本课题组和国外FRP筋混凝土梁试验结果的基础上,对我国《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)和《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191-96)中纵向钢筋相对粘结特性系数、钢筋混凝土梁裂缝截面内力臂长度系数以及考虑钢筋表面形状的系数进行修正,提出FRP筋混凝土梁最大裂缝宽度设计建议。与ACI440.1R-06相比,采用本文建议公式的最大裂缝宽度计算值与试验值更为吻合。     

输电铁塔圆状基坑装配式护壁设计方法及影响因素分析

针对输电铁塔抢险时需要对圆状基坑实施快速高效支护，提高抢险效率和安全的问题，设计一种用于支护输电铁塔圆状基坑的装配式护壁结构与装配方法，提出用于环形护壁设计的护壁应力和稳定性计算方法，利用有限元数值试验对护壁设计方法和数值计算模型的合理性进行相互验证，基于合理的数值计算模型分析影响护壁应力的主次因素。研究表明：在2种典型工况下护壁应力理论计算值与有限元计算结果相近，且满足承载力和稳定性要求，两者结果相对误差为-0.22%～1.96%,验证了理论设计方法和有限元计算模型有效合理；此外，基坑深度和基坑直径是影响护壁应力的主要因素，不同土体类型为次要因素，相对于黏聚力和内摩擦角，土壤重度是影响护壁应力最大的土体力学参数。     

特高压钢管塔主材长细比及径厚比的取值

文章选取1000kV淮南—上海(皖电东送)输变电工程的典型同塔双回钢管塔为研究对象,建立其梁杆混合单元的有限元模型,对塔身主材的应力进行了计算。结果表明杆端弯矩对主材应力的影响程度与其长细比密切相关。通过统计分析,给出了长细比与应力的对应关系。通过分析计算结果及对比国内外设计标准,提出了钢管塔压弯主材圆管截面的径厚比取值建议。研究结果可为我国特高压钢管塔的结构优化提供参考。     

电磁轨道发射器临界速度仿真研究

针对电磁轨道发射器动力学响应研究存在的问题,推导得到研究电磁轨道发射器动力学响应问题的解析解,建立以Bernoulli-Euler(B-E)梁、三维矩形截面轨道为研究对象的有限元模型;从临界速度解析解、动力学响应解析解、有限元梁模型等方面,对三维有限元模型进行验证;通过对有限元软件的二次开发,实现了轨道电磁排斥力和枢轨接触力幅值随时间、随发射距离的瞬态加载。研究表明:电磁轨道发射器二维梁模型的数值解和推导得到的解析解具有较好一致性;提出三维有限元计算模型对临界速度的计算误差不超过1.2%;解析模型和三维有限元计算模型对动力学响应计算结果振动周期具有较好一致性,轨道变形幅值具有一定差异,在电枢作用区域轨道变形幅值差异最大;动态发射过程轨道变形幅值与电流正相关,临界速度会导致轨道变形明显增大。     

稀土永磁同步电动机直、交轴电感简易计算方法

通过分析稀土永磁同步电动机磁路结构,得出一种基于稀土永磁同步电动机直、交轴磁阻计算求解其电感的简单方法.用此方法对一台7.5 kW切、径向混合励磁结构的稀土永磁同步电动机进行计算,得出直、交轴电感为27.85 mH、101.55 mH,与有限元分析结果32.85 mH、97.29 mH对比,误差为14%和4%,说明这种简单的计算方法准确度较高.     

钢筋钢纤维混凝土梁斜截面抗裂试验研究

根据本课题试验和其他研究者的试验资料，分析了截面高度，纵向受拉钢筋，箍筋，剪跨比，钢纤维含量特征值（长径比和体积率）对钢筋钢纤维混凝土梁斜截面抗裂度的影响规律。提出钢筋膜纤维混凝土梁的斜截面抗裂计算的理论模式和实用计算公式。     

基于热力耦合的高压大截面电缆应力和形变研究

为了研究高压大截面电缆运行过程中受热产生的应力和形变,根据传热学和弹性力学基本理论,利用有限元方法建立高压大截面电缆热力耦合模型计算其应力及形变。根据计算结果得到电缆各层温度、应力和形变的分布特性。通过对不同负荷电流下的温度、应力和形变数据进行拟合,提出相应的快速计算公式。结果表明:导体与绝缘层交界面的接触应力最大;最大轴向形变出现在绝缘层;外护层与缓冲层的径向形变较大;温度、应力和形变可由与负荷电流相关的二次多项式进行快速计算。     

非圆截面接地体的等效半径研究

现有接地计算均将接地体视为圆柱导体,而工程中大量使用扁钢、角钢等非圆截面材料。总结了各种接地体半径等效方法,利用有限元计算软件,建立了扁形、角形、圆形等典型横截面接地体的计算模型,基于接地体对地电阻相等原则确定其等效半径。进一步分析等效半径下接地体的纵向内自阻抗,确定接地体相应的等效电阻率和相对磁导率。最后,研究各种等效方法对接地网工频接地阻抗计算结果的影响。研究发现,各种工程近似等效方法中,利用截面周长相等法获得的扁钢接地体等效半径进行接地网的计算能够保证足够的准确性。     

蜀河水电站1号厂房表孔闸门测试及有限元分析

应用ANSYS软件对蜀河水电站1号厂房表孔闸门进行了三维有限元静应力和干模态计算,得出了该闸门在静水压力下的应力分布规律和低阶频率,结合现场测试和有限元计算结果进行了分析,并对板梁组合建模方法在闸门计算中的应用效果进行了探讨.通过分析计算达到了了解闸门应力分布规律及安全状态的目的.