某水库大坝安全评价及整治措施研究

根据某水库大坝的现状,对大坝及其附属建筑物进行了相关的水力计算和结构计算。结果表明,大坝不符合防洪标准,大坝左坝肩漏水,坝体下游边坡抗滑能力不足,溢洪道边墙高度不足,消力池长度不足等。针对这些问题,对大坝主要建筑物提出相应的工程技术整改措施。有限元分析结果及整改措施的实施表明,整改方案经济合理,技术可行,可以消除水库病害,恢复水库功能,整改效果明显。     

爆炸冲击作用下埋地并行输气管道的动力响应

天然气泄漏爆炸已成为埋地输气管道主要的极端灾害。选取TNT当量法作为输气管道小孔泄漏致爆的估算模型,适当选取材料本构模型,采用任意拉格朗日-欧拉方法 (ALE),在验证模型精度的基础上,建立了埋地输气管道-土壤-炸药耦合的三维实体模型,分析了埋地输气管道动力响应(等效应力、位移)与爆心距和炸药量之间的关系。研究结果表明:ALE法可较好地描述球形爆炸波在土中的传播规律,且可形象展示爆炸空腔及地表土丘的宏观演化过程;在爆心距为205 cm时,应力随着药量的增大而增大,管体的抗爆极限药量为58. 4 kg;应力与位移均随着装药量的增大或爆心距的减小而增大; X向位移、迎爆点及背爆点的Y向位移随着时间的变化先增大后减小,管顶的Y向位移则呈现先增大后减小的二次震荡,管底的位移近似呈正弦规律变化;基于应变的失效判据与应力的失效判据评定结果存在偏差,应力评定结果相对偏保守。所得结论可为并行输气管道的安全评估提供参考。     

大重型轧辊磨床顶尖承载能力影响因素分析

在大重型轧辊磨床顶磨机床中,顶尖直接承受轧辊重力,是整个机床中受力和变形最大的部件。顶尖的承载能力决定着轧辊外圆面的磨削精度,因此设计合适的顶尖成为磨床设计的重要部分。利用有限元软件、运用控制变量法、通过多组实验研究顶尖角度、配合长度和摩擦因数对顶尖承载能力的影响,得到了多组分析数据,并拟合出了应力、变形和接触力等变化趋势曲线,从曲线可以直观地看出各因素对各指标的影响灵敏度,这可为顶尖的设计和选用提供一定的理论参考依据。     

大型矿车发动机橡胶悬置静、动态刚度特性研究

大型矿车的发动机质量巨大、安装方式独特,对其发动机悬置的静、动态刚度特性进行研究具有重要意义。采用显式有限元计算方法对大型矿车的发动机橡胶悬置进行了静、动态刚度特性分析,并在试验台上进行试验来检测数值仿真的精度,结果表明:大型矿车发动机悬置的静刚度仿真测试相对误差在8%以内、动刚度仿真测试相对误差在15%以内,这说明仿真与测试结果较为吻合,可以在结构设计阶段通过数值模拟的方式预测其静、动态刚度特性。研究结果对大型装备悬置系统的结构设计、缩短研发周期以及预防振动噪声具有参考价值。     

支柱瓷绝缘子表面缺陷的电场分析与检测

高压支柱瓷绝缘子断裂而引发系统断电及设备损毁在电力系统中并不罕见。文中在充分统计故障规律的基础上,确定了断裂易发生位置,并针对断裂发生前期出现的表面缺陷状态进行了三维有限元分析,得出其表面电场变化的规律性,并依据该规律性设计了相应的故障检测方法。最后,文中讨论了该方法的灵敏度及抗干扰能力。     

轮轨高频动力作用模拟中接触模型的影响分析

轮轨高频动力分析模型目前多沿用了传统的赫兹接触模型,其在高速轮轨系统上的适用性尚未得到验证。针对赫兹接触工况,建立基于多体动力学的车轮-轨道耦合动力学和车辆动力学模型,其中轮轨法向接触由赫兹弹簧表征,作为对比也建立基于显式有限元的三维高速轮轨瞬态滚动接触有限元模型,采用可考虑三维接触几何的"面-面"接触算法精确求解轮轨接触。对比150～500km/h速度范围内典型钢轨短波波磨(波长20～140mm、波深0.01～0.20mm)激励下的高频轮轨力结果,发现三种模型预测的幅值存在显著差异,但未发生轮轨脱离时(波磨尚浅),三种模型预测的幅值均与波深线性正相关。具体而言,相较于瞬态滚动接触模型,车轮-轨道耦合动力学和车辆动力学模型预测的垂向轮轨力更大,其特征幅值的最大差值分别为静轮重的39.2%和88.4%,三种模型预测波长30mm波磨的临界波深(恰好发生轮轨脱离)相应地高于0.2mm、0.14mm和0.05mm。开展高速、高频轮轨动力分析时,传统的赫兹接触弹簧会带来不可忽略的计算误差。     

基于有限元法的内压容器封头局部屈曲分析

采用有限元法分析了压力容器筒体与封头连接区的应力分布规律以及封头局部屈曲失稳。结果表明,在相同内压下,壁厚较大时压力容器的临界屈曲载荷较大,即结构较稳定不易出现局部屈曲;随着施加内压的增大,封头与筒体连接区的应力分布规律不变,而应力最大值与最小值之差增大,即封头与筒体连接区更易发生局部屈曲。     

大型弧形闸门静力特性有限元分析

以某水电站溢洪道弧形闸门为例,建立了大型弧形闸门的有限元分析模型,应用ANSYS软件对其在各种工况下的支铰反力、闸门应力、位移挠度以及屈曲失稳等静力特性进行了计算分析,为完善闸门结构的设计提供了依据,对同类闸门结构的设计计算有参考意义。     

考虑变质量湍流影响的水平井流入动态分析

在水平井生产过程中,井筒内管流与地层渗流互相制约、互相影响、互为边界条件,从而构成了一个完整的水动力学体系。根据水平井生产时井筒内管流与油藏的相互作用关系,建立了水平井筒存在压力梯度的变质量湍流与地层渗流的耦合计算新方法。关于井筒内流的计算;应用了经典的k_εM湍流模型,关于地层的渗流计算,采用了有限元法。通过耦合模拟获得了井筒内湍流场流速分布及总压能损耗的规律,根据耦合模拟计算结果绘出了较为准确的水平井流入动态曲线。该计算方法为描述水平井流入动态、评价水平井产能、确定合理生产制度提供了可靠的手段.