盾构机盾尾变形检测与有限元分析

为研究盾构机施工过程中盾尾的实时变形,提出一种有限元分析与应变检测相结合的方法,研发一种盾尾变形检测系统。建立了盾构机简化的三维模型,并依据盾构机在施工过程中,其壳体的受力与变形情况,通过有限元仿真得到盾尾应力与变形之间的本构关系,结合现场具体情况,确定了应变花的粘贴位置和数量。利用变形检测系统测量了盾尾 2 个截面上共 12 个区域的变形数据,并与现场全站仪测量数据进行了对比,两者之间的差别平均为 2.6 mm 。     

编织碳纤维/环氧树脂复合材料热扩散仿真

对编织碳纤维/环氧树脂(CF/EP)复合材料的三维热扩散性能进行有限元仿真研究。通过TexGen软件创建20层编织CF/EP复合材料三维仿真模型,计算了不同孔隙率样品的有效体积比热和热导率来设置材料属性,并使用幅值曲线模拟周期性点光源进行仿真。首先以孔隙率为0%的样品为例,采用非线性拟合求解热扩散系数,选出最优的调制频率范围为0.1~2 Hz。在此基础上研究了孔隙率对复合材料热扩散性能的影响。结果表明,编织CF/EP复合材料在平面内的热扩散系数随着孔隙率的增大而减小,孔隙率小于1.55%时,孔隙率每增加1%,热扩散系数下降5.4%。孔隙率大于1.55%时,下降速度变慢,仅为2.4%。在平面内沿着经纱和纬纱方向的热扩散较快,经(纬)纱45°方向的热扩散较慢,而在垂直方向上,由于点光源的穿透性使法向的热扩散最快,体现了热扩散的各向异性。