钢纤维高强混凝土四桩承台受弯承载力塑性极限分析

在钢纤维高强混凝土承台受弯试验的基础上,分析了钢纤维高强混凝土承台的破坏模式和破坏机构。结合钢筋混凝土承台和钢纤维高强混凝土承台的试验结果,选取三种破坏机构,按照屈服线理论推导了考虑钢纤维含量特征值影响的钢筋钢纤维高强混凝土四桩承台受弯承载力的塑性解。通过四桩承台受弯承载力塑性解与试验结果的对比分析,建议了钢筋钢纤维高强混凝土四桩承台的受弯破坏机构和受弯承载力的理论计算公式,为钢纤维高强混凝土承台的设计与应用提供了依据。     

高温阀用电磁机构温度场分析与结构参数优化

针对高温阀用电磁机构（EM-HTV）应用环境温度高（约200 ℃）的特点,首先采用电磁场及温度场分析方法,研究了EM-HTV的电磁场损耗分布、温度场分布。随后,提出了一种“线圈分段+段间导热环+外壳散热板”的新型结构,基于正交试验原理对所提出结构中的关键尺寸进行了优化设计,对现有电磁机构进行了改进,并对提出的新结构进行温升试验验证,试验数据与仿真数据的误差在合理范围内,证明了电磁场及温度场分析方法应用于线圈温升分析的可行性。最后,研究了新型结构高温阀用电磁机构的温度分布,发现最高温度由优化前的278.29 ℃下降至241.23 ℃,温度降低了约13.32%,低温区域明显增多,满足可靠运行温升要求。此外,所提出的新型结构具有绕线方便、便于排除故障、易模块化加工以及易对现有产品改造的优点。     

温度作用下细观混凝土敏感性分析

细观角度上混凝土是由骨料和砂浆组成的典型复合材料,砂浆和骨料的性能及相互作用影响混凝土宏观性能,为了研究高温下骨料和砂浆的热力学性能对混凝土温度场及应力场的敏感性,基于正交试验方法并采用有限元分析法对混凝土细观模型进行敏感性分析.结果表明,砂浆热力学性能对温度场、应力场的影响比骨料对温度场、应力场更为敏感,砂浆热力学性...     

泵送高强混凝土的试验

高强混凝土具有高强不变形等特点,适用于高层、大跨度结构的需要,因而受到设计者的重视,并在现代化高层建筑中应用和推广。配制高强混凝土是一项高新技术,它需要优质的材料、高效减水剂及严格的混凝土配制工艺,根据施工发展需要,我们试验室对C60级高强混凝土的配制与施工进行了研究。     

混凝土材料破坏过程的二维离散元模拟

采用数值方法研究混凝土材料的破坏过程.用颗粒流程序PFC2D对混凝土试件单轴压缩破坏全过程进行模拟.采用PFC2D颗粒流程序中接触本构模型,并选择平行粘结模型用以模拟混凝土材料的强度特征.分析了数值试验中的应力一应变曲线以及体积应变的变化规律,讨论了应力.应变曲线下降段以及两倍峰值应变时试件的破坏特征,详细分析了颗粒尺寸、颗粒数目等细观参数对模拟结果的影响,从而为确定数值模型合理的颗粒数目和尺寸提供依据.同时把数值模拟结果与试验结果进行对比分析.结果表明,基于离散元法的混凝土材料破坏模拟具有显著的优点,可以真实地模拟裂纹的生成、扩展以及破坏的全过程.     

基于ANSYS的大体积混凝土温度应力计算程序开发研究

通过对ANSYS有限元计算软件进行二次开发,实现了对大体积混凝土结构施工期与运行期温度场、应力场的仿真模拟。该计算程序可考虑实际工程中的各种荷载和边界条件,具有计算效率高、通用性好的特点。利用本程序对某碾压混凝土重力坝28号非溢流坝段的施工与运行过程进行了完整的数值仿真计算,计算结果表明本程序能很好地模拟大体积混凝土结构施工期和运行期的温度场和应力场。     

用模拟热荷法进行复合介质温度场计算的研究

根据电场和温度场的相似性,提出了用于计算复合介质地下电缆群稳态温度场的模拟热荷法。文中将电缆等效为缆芯和外护两层结构,借鉴静电场计算中复合介质交界面两侧介质的不同而用单一介质代替时的方法,根据束缚电荷引入"束缚热荷"的概念。认为在土壤和外护两种介质的分界面上有"束缚热荷",在不同介质区域中布置模拟热荷来等效缆芯表面的热荷分布及不同介质分界面上的"束缚热荷"的作用。根据场的唯一性原理,用模拟热荷法计算土壤直埋下的电缆的复合介质稳态温度场,得出温度场图及热荷热量分布图。建立等效处理后的模拟电缆的试验模型进行试验研究,以及ANSYS有限元仿真计算。将模拟热荷法计算结果与试验结果和仿真结果进行对比,验证了模拟热荷法计算复合介质温度场的可行性。     

某1000MW超超临界双切圆锅炉燃烧特性的数值模拟与优化

使用realizable k-ε双方程模型,对一台1000MW超超临界机组双切圆锅炉的燃烧特性进行了数值模拟,研究了一、二次风速及喷口结构对锅炉热态流场、温度场分布的影响,对燃烧器原始结构及拟改进结构流场及温度场进行了比较。数值模拟结果表明:燃烧器拟改进结构情况燃烧过程中,炉膛内形成2个旋向相反的椭圆形温度场与流场。一、二次风速对炉内燃烧器区域热态流场影响较大,一次风速增大,切圆直径变小;二次风速增大,切圆直径变大。燃烧器喷口形状与布置方式不同时,炉内温度场变化较大。增大一次风喷口尺寸能够增加火焰刚性,可避免一次风速较低时火焰偏斜贴壁,为最佳改进方案。并与改进后试验结果进行了对比,获得了比较一致的结果。为PM型燃烧器设计和运行提供了一定的理论基础。     

混凝土强度预测与设计的神经网络方法

首次提出混凝土强度预测与设计的神经网络方法。对普通混凝土、高强混凝土等多种混凝土建立了表现混凝土强度因果规律的神经网络方法，在已有混凝土试验资料基础上，进行了强度预测。与通用的回归分析方法所得结果对比，神经网络方法精度较高。通过实例给出了应用神经网络方法的强度预测结果。表明神经网络是混凝土强度，特别是高强混凝土强度预测和设计的崭新途径     

新型窑炉燃烧器的数值模拟与实验研究

基于两相流随机分离模型和流场组织原理,设计了一种新型窑炉燃烧器。气相模型采用Eulerian方法、煤粒相采用Lagrangian方法,对新型窑炉燃烧器流场特性进行数值模拟,研究燃烧器结构、煤粉粒子粒径、配风比对燃烧器温度场、速度场、碳氧化物、燃烧效率的影响。结果表明,煤粉粒径的增大使炉膛温度场升高,但过小的煤粉粒径也会使温度得到加强;二次风采用旋流喷入,强化了气相流的混合效果;同时三次直流风有效地防止炉壁的高温腐蚀和降低了壁面的结渣。对设计的新型窑炉燃烧器进行热态温度场实验研究,实验结果与仿真结果吻合。     

覆冰荷载作用下500kV输电杆塔结构破坏机理试验分析

为考察高压输电塔结构在极限覆冰工况下的破坏模式和倒塌机理,以冰灾中破坏的典型500kV输电塔为原型,设计了一组单、双塔段子结构,模拟覆冰下荷载,进行了静力加载试验,对结构受力过程、破坏形态和应变及变形的发展情况等做了分析。基于通用有限元程序ANSYS,采用壳单元建立了加载塔段结构的实体模型,对试验全过程进行了模拟并与试验结果进行了比较。试验和有限元分析结果表明,主材构件的屈曲是输电塔结构在覆冰荷载作用下的基本破坏特征,斜材内力相对较小,但交叉斜撑面外变形较大。研究表明过大的交叉斜撑面外变形会显著地弱化主材的侧向约束,导致其计算长度增大,屈曲模态呈现出明显的弯扭失稳形式,从而显著地降低其承载能力,因此约束交叉斜撑的面外变形是提高整体结构抗冰承载力的一个主要途径。     

玄武岩纤维混凝土抗压强度分析与微观表征

采用现场试验、电镜扫描（SEM）及数值模拟相结合的方法来研究玄武岩纤维对混凝土抗压强度的影响机制。通过混凝土抗压试验探究不同龄期下纤维掺量和纤维长度对混凝土抗压强度的影响,及采用电镜扫描对玄武岩纤维混凝土（BFRC）的微观结构进行机理分析。在细观尺度上采用Mori-Tanaka均化算法和连续介质渐进损伤理论建立混凝土损伤力学模型,研究不同纤维掺量和纤维长度的耦合作用对混凝土抗压强度的影响,并将试验和数值模拟结果进行对比与分析,验证其模型的可行性。结果表明：玄武岩纤维的掺入能够改善混凝土的抗压性能,纤维长度为6 mm的效果较佳;通过电镜扫描发现,纤维的“抱团”现象和纤维–界面之间的薄弱层不利于混凝土抗压强度的提升,但纤维的阻裂效应使得混凝土整体结构的抗压强度有所增加;试验与数值模拟结果具有良好的一致性。     

基于多面体网格剖分的油浸式变压器三维温度场及油流场仿真

考虑到结构网格与非结构网格在变压器内部温度场及油流场数值模拟中计算效率和计算精度方面的技术缺陷,对一台单相试验变压器三维模型进行多面体网格剖分,完成了不同负载系数下变压器内部温度场及油流场的仿真计算。此外,为验证仿真模型,对试验变压器进行了温升试验。研究结果表明:在相同的基准尺寸下,与非结构四面体网格相比,多面体网格能大大减少网格单元数量,仅为四面体网格数量的1/3,在计算达到收敛时所需时间为四面体网格的1/9,所占用计算机内存为四面体网格的1/2,且得到的温度场与油流场分布较好;数值计算值与现场测量值的对比验证了多面体网格在变压器内部温度场及油流场数值模拟应用中的有效性与准确性,为以后大型变压器的三维数值计算与网格处理提供了新的思路与参考。     

对称多孔孔板差压式流量计计量性能试验研究

多孔孔板差压式流量计因其快速平衡调整流场和有效降低压力损失等能力得到广泛应用,但其尚缺乏完整的结构参数设计和性能优化设计准则。针对提出的对称多孔孔板差压式流量计进行实流试验,研究其计量性能并与数值模拟结果进行对比分析,结果表明,对称多孔孔板差压式流量计可有效提高计量精度(±0.5%)、降低压力损失,具有更好的适应性,试验结果与数值模拟结果具有一致性,验证了数值模拟的正确性并对新型流量计进行了标定,研究结果可有效拓宽多孔孔板流量计的应用范围。     

正极性上行先导特性的模拟试验方法

开展负极性雷电地闪过程中地面物体正极性上行先导特性的模拟试验研究是完善雷电屏蔽分析模型的基础,选择正确的模拟试验方法十分必要。分析了采用棒–棒、棒–板及板–棒等典型放电间隙结构的模拟试验方法的电场特征,研究了各种方法获得的正极性先导特性,并通过与自然雷电下的电场特征及上行先导特性进行对比,评价了各模拟试验方法的等价性。结果表明:采用棒–棒间隙和棒–板间隙无法模拟自然雷电下地面物体附近的电场空间分布特性;采用板–棒间隙可以模拟自然雷电下地面物体附近的电场空间分布特性,但传统的冲击电压发生器无法产生与自然雷电下行先导趋近地面过程中电场时变规律相同的冲击电压。因此,提出了研发一种基于电力电子技术、能够模拟自然雷电下电场时变规律的高压任意波形发生器,并结合板–棒间隙结构,形成正确有效的正极性上行先导特性模拟试验方法。     

27 m门型预应力钢纤维混凝土杆塔真型模拟试验研究

对研制的27 m门型预应力钢纤维混凝土杆塔进行了真型模拟试验研究。结果表明,电杆在正常使用荷载下处于抗裂弹性工作状态,表现出良好的整体受力性能,各项性能均满足设计要求。一旦发生超载运行出现裂缝,裂缝细短且非贯通,卸载后变形恢复能力强,提高了结构正常使用性能。同时,预应力钢纤维混凝土电杆在预应力放张和杆段焊接安装过程中,避免了普通预应力混凝土电杆,在预应力筋挂板和杆段连接钢圈附近混凝土起皮爆裂现象。     

浙江国华宁电二期C55高强混凝土配合比研制

浙江国华宁海电厂二期2×1 000MW超超临界机组主厂房框架结构设计采用C55 高强混凝土, 为国内火电行业的首个高强混凝土结构工程。在研制阶段, 对原材料和施工机具进行了仔细的选择, 然后经过3个阶段的配合比试验和优化, 最终确定了施工用C55 高强混凝土配合比。     

不同加载率对混凝土试件动力特性的影响研究

本文建立三维随机骨料数值模型,在ANSYS软件的基础上,运用等效粘弹性模型,对混凝土圆柱体试件进行了三种加载率冲击荷载的加载计算,模拟分析混凝土的动力特性,并统计出试件起裂点的位置和数目,以此来分析混凝土动强度比静强度增大的原因.结果表明:三种加载率作用下,起裂点的位置几乎不变,但起裂点的面积发生了变化,起裂点的数目不断的增大,并与cT试验中混凝土的破坏过程和起裂点数目两方面进行比较,发现数值试验的破坏过程与cT试验的结果具有相似性,得到混凝土静力加载时破坏面追随结构软弱面向前发展,动荷载作用下裂纹追随能量释放最快路径发展,使得强度得到充分发挥等结论,解释了混凝土强度增大的原因.     

自密实混凝土强度尺寸效应的试验与数值仿真

自密实混凝土(SCC)是通过掺加高效减水剂而得到的流动性极佳的混凝土,具有很高的流动性,不离析、不泌水,无须振捣便可达到自密实的效果.本文对边长为70.7mm的立方体小试件在不同边界条件下进行单轴压缩试验,用以研究端部效应对SCC强度及破坏形态的影响.为了避免端部效应对尺寸效应的影响,本文考虑减摩措施,对边长为70.7mm、100mm、150mm、200mm、300mm立方体SCC试件进行单轴压缩试验,试验结果表明,随着试件尺寸的增加,混凝土的单轴抗压强度不断减低,即呈现出明显的尺寸效应现象,符合Weibull强度统计理论.此外,基于混凝土细观概率模型进行相应的数值仿真,通过对比数值模拟结果与试验结果,验证了该模型能较好地模拟混凝土尺寸效应现象.     

带冷却系统的焊接机器人结构光视觉传感器

为保证焊接机器人结构光视觉传感器在额定温度范围内有效工作,设计了一个带冷却系统的结构光视觉传感器,运用ANSYS软件模拟分析了传感器内部温度场的分布。实验结果表明：该传感器能在焊接的高温环境中长时间正常工作,与有限元模拟结果相符,具有一定实用价值。