HGIS模块化装配式混凝土蜂窝型基础设计及有限元分析

基于HGIS设备的特点和目前GIS设备装配式基础的研究成果,提出HGIS模块化装配式混凝土蜂窝型基础,由装配式筏板和预制支墩现场通过螺栓组装而成。以220 kV变电站为例,给出HGIS模块化装配式混凝土蜂窝型基础初步设计方案。采用ABAQUS软件对基础的装配式筏板进行了有限元分析,结果表明：装配式筏板混凝土的最大主拉、主压应力均位于螺栓节点附近,筏板混凝土、连接螺栓和钢筋的最大主拉应力、主压应力和Mises应力均小于标准值,沉降差也在许可范围内,可以在工程中试用。     

方钢管柱-H型钢梁顶底T型钢单向螺栓连接节点性能研究

对方钢管柱-H型钢梁顶底T型钢单向螺栓连接节点在单向荷载作用下的力学性能进行了有限元模拟,得到了节点的荷载-位移曲线,并对节点的荷载-位移曲线、构件的应力-应变状态进行了详细分析。研究结果表明:随荷载施加,节点受拉区T型件被拉离柱翼缘一定距离,节点最终的失效模式为受拉区T型件翼缘腹板相交处被拉断破坏,T型件是方钢管柱-H型钢梁单向螺栓连接节点的薄弱部位,在实际的工程应用中可考虑加强柱壁与T型钢翼缘的连接。     

小浪底2号进水塔工作门段预应力分析

利用 8～ 2 1节点块体单元离散了小浪底 2号进水塔 ,针对工作门段 4种不同方案进行了应力分析 .计算表明 ,预应力方案Ⅰ到方案Ⅲ降低拉应力的程度在 5 %和 10 %之间 ,其降低拉应力程度最大的方案Ⅱ达到 9.2 % ,方案Ⅱ是最优的预应力锚束布置方案 .但就预应力方案来讲 ,拉应力的降低程度不大 ,采用预应力工程措施降低工作门段侧墙区域拉应力的效果不明显 ,不适用于大型箱型进水塔结构 ,建议设计单位采取其它的工程措施来解决侧墙大区域双向受拉应力问题     

连续刚构预应力U型薄壳渡槽有限元分析

使用非线性有限元程序系统ADINA ,对南水北调中线穿黄连续刚构方案的预应力U型薄壳渡槽进行了结构分析 .给出了静力分析结果和动力特性分析结果 .结果表明 ,与简支方案相比 ,连续刚构方案结构减小了变形、应力和钢筋用量 ,最大压应力和最大拉应力均满足规范中的强度设计要求 ,最大位移也满足刚度要求 .同时还对原设计方案提出了改进建议     

自密实混凝土与老混凝土黏结收缩有限元分析

在自密实混凝土与老混凝土约束收缩试验的基础上,采用大型有限元软件ABAQUS进行了新老混凝土黏结约束收缩的有限元模拟.通过与试验结果进行比较,验证了有限元模型的可行性.并从应力分析的角度研究在约束收缩的作用下,新老混凝土黏结的应力分布规律.计算结果表明,在黏结面附近新混凝土受到明显的拉应力,而沿着试件高度方向拉应力不断减小直至转变成压应力;黏结面上的剪应力则在两端部最大,中部最小;修补混凝土较薄时新混凝土由于约束收缩而受到的拉应力较大;当新混凝土高长比为1/4时,混凝土上的拉应力最小.     

铝合金T形受拉接头撬力影响因素有限元分析

通过有限元参数分析研究了影响螺栓连接铝合金T形受拉接头撬力的一些因素,包括:T形件翼缘厚度,预紧力的大小,T形件及螺栓材料,边距系数大小.通过分析有限元计算结果,研究了这些因素对撬力大小的影响.     

8万吨乙醛装置螺栓断裂失效分析

对乙醛装置钢结构断裂螺栓进行化学成分、金相及硬度测试分析,结合断口形貌对螺栓的断裂失效进行了分析.研究结果表明,螺栓为应力腐蚀断裂,螺杆根部表面缺陷易造成应力集中,此部位是裂纹的主要萌生地,是导致螺栓断裂的主要原因.     

高强钢板组合螺栓抗拉性能有限元分析

高强钢板钻孔攻丝后替代螺母,与高强螺杆组合成一种新的单边螺栓连接副,可用于钢管柱框架节点.为研究钢板组合螺栓抗拉承载力和破坏机理,在本组试验研究的基础上对4类钢板组合螺栓共64个试件进行单调拉伸数值模拟,以板厚和螺杆直径为研究变量,包括Q345B、45号钢、Q460C和Q690D四种钢材和10.9级M16、M20、M24、M27和M30五种规格高强螺栓.结果表明:Q345B、Q460C和Q690D均可作为45号钢的替代材料;钢板组合螺栓在锚固可靠的条件下,可按螺杆螺纹极限抗拉荷载的70%作为其抗拉设计值;钢板较薄时,发生钢板螺纹滑牙破坏,螺栓拔出,螺杆最大应力位于锚固区,钢板向外凸起,凸起量大于支点间距的1/200;钢板较厚时,发生螺杆拉断破坏,螺杆最大应力位于构造区,两种破坏模式中钢板的最大应力均位于钢板螺纹第一扣处.为保证钢板组合螺栓不发生钢板螺纹滑牙破坏,建议Q345B钢板厚度不宜低于1.15d;Q460C钢板厚度不宜低于1.10d;Q690D钢板厚度不宜低于0.95d,根据弹性力学和螺纹传力机理推导高强钢板组合螺栓抗拉承载力公式,公式计算结果与有限元结果吻合良好,研究成果可为钢板组合螺栓的设计提供参考.     

交错孔洞平板螺栓连接有限元研究

为验证现行交错孔洞平板螺栓连接受拉极限承载力计算方法(等面积法及s2/4g法 )的准确性,使用ABAQUS的C3D8I单元建立了交错孔洞平板螺栓连接的有限元模型,并利用试验结果进行了验证.利用验证后的模型,进行了参数分析.参数包括孔洞横向间距、孔洞纵向间距、连接几何模式及螺栓的预拉应力.有限元结果表明当交错孔洞平板连接的孔洞纵向间距小于某一限值时,s2/4g法预测的受拉极限承载力与有限元结果符合得较好,优于等面积法;然而大于这一限值后,等面积法及s2/4g法预测值明显高估了有限元预测的极限承载力.基于有限元及理论分析,提出了一种修正s2/4g法,利用其得出的预测值与有限元结果符合得较好.     

中承式蝴蝶型系杆拱桥三角刚构区域应力分析

为明确蝴蝶型系杆拱桥三角刚构区域的应力分布规律,开展了三角刚构区域光弹性模型试验与有限元分析。结果表明:光弹性模型试验和有限元分析结果相互验证了二者的正确性。三角刚构区边拱拱腹、主拱拱背和转角处均出现局部拉应力,最大拉应力5.40 MPa;横梁节点拉应力较大位置主要集中在横梁边跨牛腿与混凝土主拱结合处、混凝土主拱与横梁上表面结合处、边跨牛腿支座处和主跨牛腿支座处,最大拉应力3.89 MPa,均超过规范限值。建议在三角刚构区的边拱空腹区域两端和横梁转角处等应力集中区域增设加腋和倒角过渡,同时拉应力较大区域加强受拉普通钢筋或预应力钢筋的配置。 更多还原     

水轮机转轮叶片表面缺陷的检测方法

为实现对水轮机转轮叶片修补时的自动焊接和打磨,检测出叶片的局部表面缺陷和整体型面曲线,提出了利用计算机图像处理技术、光切法和计算机立体视觉原理进行叶片型面及表面缺陷的捡测方案．实践表明,本方案的实施可极大地提高检测系统的准确度．     

基于有限元的沥青路面坑槽修补结构力学特征研究

根据实际沥青路面坑槽修补的结构形式,建立有限元模型进行力学模拟,用节点跟踪法找出修补路面结构中的最不利受力位置,结果表明剪应力最不利位置在下面层底部,拉应力和压应力最不利位置在路表处.在最不利条件下,分析挖补面积、基层修补材料模量以及基面层层间接触状态对修补路面结构受力的影响,其结果可用于指导坑槽最佳修补面积的确定和基层修补材料的选择以及基面层层间状态的最优设计方案.     

接触面喷砂处理的高强螺栓连接性能的试验研究

对接触面喷砂处理的5个摩擦型高强螺栓连接试件进行了性能试验,试验结果表明,喷砂处理的接触面抗滑移系数较规范建议值低;高强螺栓的预拉力对接触面的抗滑移系数有影响,预拉力愈大,接触面抗滑移系数愈小.还对其中一个试件做了有限元分析,模拟结果表明,连接板件相对滑动时螺栓孔周围大部分区域的应力达到了板件钢材的屈服强度,而连接破坏时,螺栓孔周围的板件应力均达到了钢材的抗拉强度.     

冲击式水轮机水斗根部的工艺性结构优化

针对冲击式水轮机水斗根部难于加工的问题,根据水斗结构复杂和开放性差的特点,对水斗数控加工中遇到的被加工表面曲率过大以及刀具与被加工面干涉造成的铣刀长径比过长,难于实现加工的情况,以某冲击式水轮机转轮结构为基础,对水斗根部卸荷面附近区域进行结构优化.建立了水斗有限元分析模型,计算并施加等效的边界条件和载荷.有限元分析结果表明:水斗e方案平均应力小于许用值60 MPa,交变应力幅值小于许用值30 MPa;且该方案满足数控可加工性和水斗强度要求.     

堆石坝面板混凝土施工期温度和应力全坝段仿真分析

针对堆石坝面板混凝土易开裂问题及其结构特点,开展了面板混凝土施工期温度和应力变化规律的仿真研究.依托某混凝土面板堆石坝工程,建立了三维仿真计算网格;采用三维不稳定温度场和应力场的有限元仿真计算程序,对堆石坝面板全坝段施工过程的温度和应力进行了动态仿真计算和分析.结果表明,堆石坝面板施工期内部拉应力较大,且最大拉应力出现在最大温降龄期;此外,面板短间歇面施工期拉应力较小,长间歇面在上层混凝土浇筑后拉应力较大.     

动车组变曲率L型截面铝合金门立柱拉弯精度控制

对某动车组L型截面变曲率铝合金门立柱的拉弯成形过程进行模拟.基于不同阶段下的截面应力应变分布和回弹半径变化关系,探索了铝合金门立柱拉弯成形精度的影响因素,优选工艺参数及控制方法,并通过试验进行验证.结果表明:变曲率L型截面铝合金门立柱拉弯成形主要缺陷为截面畸变和回弹,其中截面畸变缺陷包括直线段区域腹板塌陷和圆弧端区域立...     

长列高强螺栓接头传力特性的有限元数值模拟

为研究摩擦型高强螺栓连接接头的传力特性与应力状态,采用通用有限元软件ANSYS建立三维有限元实体模型,对东江大桥中14个不同的螺栓连接接头进行了细致的有限元数值模拟分析。重点研究了长列螺栓群各排螺栓传力比、栓孔应力集中系数,高强螺栓的应力状态以及孔前传力系数等参数的变化规律,明确提出了各参数的取值范围,可为该类型节点的设计验算提供参考。     

常温与高温下高强钢T型连接受拉性能试验

为研究高温下高强钢T型连接的受拉性能,对11个常温下和17个高温下的T型连接试件进行拉伸试验,其中包括300、400、500、600℃等多种高温环境下Q355、Q460、Q690、S690、S960等不同强度钢材的T型连接,通过试验得到各T型连接的初始拉伸刚度、抗拉承载力、破坏模式等。将试验结果与欧洲规范和中国规程的计算结果进行对比,以期校验规范对于高强钢T型连接的适用性,并分析翼缘强度、翼缘厚度、螺栓强度、螺栓直径、螺栓位置以及高温温度等多种因素对T型连接受拉性能的影响。常温与高温下的试验结果表明：欧洲规范和中国规程对高温下高强钢T型连接初始拉伸刚度的估算偏于危险,而对抗拉承载力而言偏于保守;与普通钢T型连接相比,薄翼缘高强钢T型连接能在保持承载能力相当的情况下,具有更好的变形能力;当螺栓离腹板距离和翼缘距离的比值小于1时,增大螺栓离腹板的距离会显著降低T型连接的初始拉伸刚度和抗拉承载力;螺栓直径的增加将增大T型连接初始拉伸刚度值,但螺栓强度对初始拉伸刚度影响不大。本文研究成果可为高强钢端板连接节点及其等效T型连接的抗火设计提供试验依据,为相关规范修订提供参考。     

不同形状硐室拉张破裂有限元数值模拟

目的研究地下硐室开挖过程中,不同形状的地下硐室其围岩的破坏形式.方法采用可模拟拉张破裂的有限元软件,给出拉张破裂的判据,分别选取圆形、直墙拱形、长方形、梯形、半圆形硐室模型进行拉张破裂有限元数值模拟.结果得出了不同形状硐室受拉破裂的破坏形式,圆形、直墙拱形、半圆形硐室的顶部应力集中明显,接近点集中.长方形、梯形拉应力均沿顶、底边线性分布.结论由不同形状硐室的破坏形式可以看出,拉应力集中在硐室顶底部,在拉应力最大点首先开裂,开裂后应力重新分布形成新的应力集中;单元破裂后,抵抗变形和破坏的能力下降,相邻单元出现明显应力集中,加速裂纹的产生;单元破坏后不能再承受拉应力,但是可以承受压应力.     

含缺陷高温超导带材的磁化和力学特性分析

为了分析缺陷对带材磁化及力学性能的影响,基于Bean临界态模型和最小磁能泛函方法,研究了含不同类型缺陷高温超导带材的电磁特性,数值模拟了磁化过程中高温超导带材的应力分布和磁致伸缩行为.研究结果表明:当缺陷偏离带材几何中心时,磁化强度出现水平分量;电磁体力使超导带材发生磁致伸缩;最大应力出现在缺陷附近,当缺陷在带材表面时,最大拉应力出现在外磁场下降阶段;当缺陷位于带材内部时,最大拉应力出现在外磁场最大时刻.根据分析结果可知,垂直磁场中的高温超导带材,其磁化及力学性能受缺陷尺寸和位置影响较大.