一种基于应力控制的金属薄壳结构变形修复方法研究

研究了一种基于应力控制的金属薄壳结构变形修复方法,通过应用该方法成功实现了飞机整体油箱金属结构变形故障的修复。该方法在能量原理研究的基础上,通过研究变形修复中的结构内应力控制,在变形部位施加反向应力,使变形的金属薄壳结构恢复至原始形貌,从而达到修复变形的目的。整体油箱作为典型的金属薄壳结构,在修复过程中还需要保证气动外形、隐身功能等飞机特有的功能特性,因此,该变形修复过程需要多结构系统协调平衡、多领域综合优化。在修复飞机整体油箱这一典型金属薄壳结构变形故障的实践过程中,研究基于应力控制的金属薄壳结构变形修复方法,实现了对整体油箱金属薄壳结构的变形修复,对金属薄壳结构变形修复的研究具有重要的指导意义,为相关领域的变形修复提供了新的思路。

高原隧道应力控制技术探讨

久马高速地处高原,场区地质多为断层、煤层、岩体破碎、地下水丰富,施工环境和地质条件极差、地质构造非常复杂,围岩变化快。岩性应力极大,在隧道施工过程中,极易发生初支变形、侵限、掉块和坍塌等现象。因此,在隧道施工中,做好隧道防坍控变,控制好隧道应力,从源头上防范与化解施工风险,是极其重要环节。文章就高原软岩隧道施工过程中如何进行应力控制进行了介绍,以供同行建设管理者借鉴。

无支架体系拱肋拆除过程应力控制

拱桥旧桥拆除过程中,拱肋作为拱桥的主要承力构件,在经过桥面板、桥面梁、吊杆等其他上部结构拆除后,拱肋内部必然存在局部应力。拱肋拆除过程安全风险极大,尤其是拱肋首节段拆除时拱肋残余应力将会瞬间释放,存在拱肋进一步发生变形或者发生拱肋“跳弹”现象,影响施工安全。文章对拱肋拆除各个施工阶段进行分析模拟,制定各项拱肋拆除过程中应力控制措施。在拱肋节段拆除前设置斜拉扣挂索,通过斜拉扣挂索张拉减轻拱肋内应力。在拱肋首节段拆除时设置应力转换装置,将首节段切割产生的应力转移到应力转换装置上,防止应力瞬间释放造成拱肋结构破坏。拱肋一般节段通过斜拉扣挂索及在拱脚设置固结装置来平衡拱肋节段应力。通过采取上述措施,可有效控制旧桥拱肋在施工过程中的应力产生及释放,拱肋拆除过程中相应位移及结构变化均在施工可控范围内,使旧桥拱肋拆除过程安全可控。

高水材料充填沿空留巷应力控制与围岩强化机理及应用

高水材料被广泛应用于不同条件下的薄及中厚煤层沿空留巷、部分条件较好的厚煤层沿空留巷,形成了丰富的高水材料充填沿空留巷围岩控制实践。基于高水材料充填沿空留巷理论研究和现场实践,以应力控制与围岩强化为主线,分析了充填留巷围岩在巷道掘进、工作面超前采动影响、留巷围岩调整稳定和邻近工作面复用4个阶段的应力与变形特征,提出了“基本顶二次破断”的覆岩顶板运动特征。以青龙同昌煤矿15102工作面沿空留巷为背景,数值模拟研究了留巷过程中围岩应力和塑性区分布特征,揭示了充填留巷覆岩基本顶的旋转下沉是留巷巷道所受外力的主要来源;在此基础上,提出了充填留巷围岩控制的关键区域,根据高水材料固结体的较强塑性变形特性,提出了高水材料充填沿空留巷围岩分时分区强化机理,确定了合理的高水材料充填体支护阻力计算式、留巷顶板离层计算式和实体煤帮的支护强度计算式,给出了高水材料充填沿空留巷围岩控制关键参数设计方法,关键参数包括充填体支护阻力(充填体宽度和强度)、顶板支护强度(巷内支护和临时支护)、实体煤帮支护强度。介绍了山西高平青龙同昌煤业15号煤层和赵庄煤业9号煤层高水充填沿空留巷围岩控制2个应用实例,留巷围岩变形控制效果良好。最后,提出了高水充填沿空留巷围岩控制技术的发展方向。

兰渝铁路木寨岭隧道炭质板岩段应力控制试验研究

结合在建的兰渝铁路木寨岭隧道炭质板岩段实际情况,寻找解决控制高地应力大变形的方法,通过在木寨岭隧道7#斜井进行超前大钻孔、超前导洞应力控制方法的现场试验,根据与原施工段监控量测结果进行对比,二者虽对变形的控制起到一定作用,但就其可行性而言,还需继续研究和完善。

煤矿冲击地压应力控制理论与实践

基于冲击地压理论研究和现场实践,提出以应力控制为中心,以单位应力梯度为表征的冲击地压应力控制理论,并采用相似模拟和数值模拟分析了原岩应力、构造应力、采动应力对冲击地压发生诱发机制,从应力控制的角度对冲击地压防治进行现场实践。研究结果表明:断层的构造应力是导致冲击地压发生的主要原因;受邻近采区残余应力的影响,采动应力也会诱发掘进巷道发生冲击地压。超前深孔顶板预裂爆破和开切眼贯通动态应力控制技术应用于防冲实践中,验证了应力控制理论的有效性。

冲击矿压防治的应力控制理论与实践

分析了原岩应力和采动应力对冲击矿压发生的影响,通过采用采动应力监测系统直接监测煤岩体的应力和采用微震监测系统间接监测煤岩体应力的方法,分析了采动引起的应力变化,进而对监测区域内煤岩体的冲击危险性进行了评价;通过对具有冲击危险性的煤岩层实施煤层卸载爆破、深孔断顶爆破和深孔断底爆破技术,进一步验证了冲击矿压防治的应力控制理论,取得了良好的实践效果。

超超临界汽轮机热应力控制技术分析

上汽超超临界汽轮机引入热应力控制技术,使得其在自启动及变工况运行过程中能够在快速性与减少汽轮机寿命损耗之间自动择优。对上汽超超临界汽轮机热应力控制技术的原理、实现途径以及监视手段等方面进行了详细论述,并对该类型机组在调试及试运行过程中由于热应力限制而产生的若干问题进行了描述,对以后此类型机组的调试、运行及维护等具有一定的指导意义。

法向常刚度切向应力控制接触面动力特性试验研究

运用最新研制的80 t三维多功能土工试验机,对工程中常用的粗粒土与人造粗糙钢板形成的接触面在常刚度法向边界条件切向应力控制下的动力特性进行了试验研究,并分析了切向控制方式的影响。接触面在剪切时产生了明显体变,可分为可逆和不可逆两部分;可逆性剪切体变的发展程度主要与切向位移幅值有关;不可逆性剪切体变的发展与剪切路程有很大关系;接触面体变出现了一定的异向性,且受切向加载路径、切向控制方式的影响。随着循环剪切的进行接触面切向位移发生明显偏移,其幅值也逐渐增加,受切向加载路径影响较大;切向应力、应力比、法向位移与切向位移的关系与切向加载路径、切向控制方式有很大关系。接触面在初始剪切时没有达到、随后逐渐达到抗剪强度,但破坏状态持续时间很短;其抗剪强度指标与切向控制方式关系不大。

应力控制技术及其应用综述

概述了应力控制技术的基本原理及其在国内外的应用状况，指出了应力控制技术对于解决深井高地应力岩层的开采与支护问题有独特的作用，及它在我国深井矿山开采中的应用前景，并对其力学机理作了初步探讨。

基于滑面上应力控制的边坡主动加固计算方法

根据边坡加固的内部机制,建立边坡非线性有限元计算模型;在给定控制点上,以边坡加固后应力状态与边坡未开挖时应力状态为边界条件,提出了基于滑面上应力控制的边坡主动加固计算方法。该方法给出了滑面上应力控制点选取模型,并以等效应力作为应力控制的判别准则,建立了边坡加固应力控制函数。以应力控制函数为目标函数,以外部加固荷载及分布为约束条件,借助遗传算法建立边坡应力控制智能优化模型,实现了基于滑面上应力控制的边坡主动加固设计计算。最后,经过实例计算及模型试验表明,该方法通过优化控制外部加固荷载大小与分布,可有效地控制和修复边坡内滑面上应力损失。所提出的方法是一种以稳定性为前提的边坡主动加固计算的新方法,具有可行性和合理性,所得结论可为边坡加固治理及施工方法提供重要依据。

应力控制条件下奥氏体不锈钢的低周疲劳性能

以JIS SUS 304和SUS 304N为实验材料,在应力控制条件下研究了两种奥氏体不锈钢的低周疲劳性能.结果表明:（1）在低应力区（σa<430 MPa）,SUS 304N的疲劳寿命高于SUS 304的疲劳寿命;但在高应力区（σa>430 MPa）,静强度较高的SUS 304N的疲劳寿命反而低于SUS 304的疲劳寿命.（2）SUS 304中疲劳微裂纹萌生的循环次数比远小于SUS 304N.在低应力区,SUS 304中的疲劳微裂纹萌生后。其扩展速率大于SUS 304N;但在高应力区,SUS 304中的疲劳微裂纹萌生后,其扩展速率小于SUS 304N,使它在高应力区的疲劳寿命超过了SUS 304N.（3）添加氮元素后.奥氏体组织的稳定性得到提高.疲劳实验过程中SUS 304发生了显著的应变诱发马氏体转变,而SUS 304N基本未发生此现象.

点支式玻璃建筑复杂单层索网体系的设计及预应力控制技术分析

预应力技术的引入使得帷幕结构朝着大尺度、轻型化和通透性发展 ,索网等柔性结构已逐渐成为玻璃帷幕结构的主要结构体系。结合晶艺公司对新保利大厦二期工程单层索网体系的设计方案 ,通过有限元程序对含主次索的复杂单层索网体系的试验模型进行分析 ,并对试验的预应力控制过程进行模拟 ,为实际工程施工提供参考。

非线性电介质改善应力控制型套管电场的模拟计算与试验分析

为了改善应力控制型套管的电场分布不均匀和过于集中的状况,采用非线性电阻材料和具有高介电常数的电容带的组合结构,应用PSPice对其等效电路进行了模拟计算;按不同处理方法制成三种试样并进行局部放电试验,两者比较表明:试验结果与模拟计算结果相吻合,同时采用涂敷非线性电阻材料和电容带的组合结构,并选取适当的参数,可起到改善应力控制型套管电场分布的作用。

高拱坝应力控制标准研究

通过对影响拱坝应力控制标准的各项因素进行较深入的分析 ,提出了一套新的拱坝应力控制标准 ,克服了现行拱坝设计规范中的缺点。提出了拱坝的应力水平系数D和安全水平系数J作为拱坝体形的宏观判断指标 ,能更好地反映拱坝的安全度。通过大量的模型试验和非线性有限元分析 ,研究了孔口配筋对裂缝开度、深度及拱坝安全度的影响 。

煤岩结构体多级应力控制防冲实践及动态调控

通过对煤岩结构体受力状态的理论分析并结合现场实践,提出了从区域应力协调到局部应力控制的煤岩结构体多级应力控制防冲技术理论。针对深部采场应力多变和冲击危险影响因素多样,建立以煤岩结构体应力/强度比及冲击危险多参量组合评价的应力控制动态调控技术。研究发现,煤岩结构体的冲击失稳孕育过程与组合煤岩试件的受力失稳过程基本相同,以煤岩结构体稳定性为基础,应力控制为中心的多级应力控制技术可有效控制冲击地压,在强冲击危险工作面切眼对掘期间,根据多参量监测评价系统及现场防冲实时反馈信息动态调整局部应力控制技术及相关卸压参数,实现了切眼的顺利贯通。

利用自适应有限元研究高拱坝的应力控制标准

利用自适应有限元分别对国内的3座高拱坝从径向、拱向、径向和拱向同时进行了细分,以研究高拱坝的应力状态、等效应力与等参单元的大小和形状之间的关系。结果显示,拱向细分对应力状态和等效应力影响不大,径向细分单元的精度不能满足要求,对于高拱坝沿径向分为5层基本能够满足设计需要,等参单元的精度可以根据误差估计进行控制,控制的范围建议在10%～15%之间。研究表明300 m级的高拱坝安全控制关键在于等效压应力的控制。

切向应力控制条件下粗粒土与结构接触面三维循环特性研究

运用大型三维接触面试验机,对切向应力控制十字剪切、单向和往返圆形剪切路径下接触面三维循环力学特性进行直剪试验研究,并探讨剪切路径、应力幅值等因素的影响。结果表明:(1)切向应力控制循环剪切时,粗粒土与结构接触面产生明显剪切体变,且可分为可逆和不可逆两部分。(2)往返剪切路径下,随循环剪切的进行,接触面剪切体变增量经历由不可逆性剪切体变增量占优,到两者平衡,再到可逆性剪切体变占优的过程;但接触面剪切体变总体仍以不可逆性剪切体变为主。(3)接触面切向位移发生偏移,圆形路径下产生明显非共轴现象;应力幅值较小时,切向位移幅值随循环周次逐渐减小。(4)随应力幅值的增大,切向位移幅值和偏移量及单位应力切向位移增量均增大,非共轴角则减小。往返圆形路径下接触面非共轴角相邻循环符号相反,单向圆形路径下则相同,且两者数值相近。(5)圆形路径下接触面切向应力-位移曲线呈椭圆形,十字路径下则呈双曲线关系,且均随循环剪切的进行逐渐剪切硬化。剪切路径、应力幅值对接触面剪切体变、切向应力-位移关系等三维循环特性影响显著。

埋藏式月牙肋钢岔管应力控制标准的比较研究

通过三维有限元结构分析,对目前常用的几种钢岔管应力控制标准进行了比较研究。在相同围岩参数及缝隙条件下,按不同应力控制标准设计的钢岔管管壁厚度和肋板尺寸差别较大,说明不同应力控制标准之间差别是较大的。此外,在满足明管校核准则和适当围岩承载比的条件下,按DL/T 5141—2001《水电站压力钢管设计规范》坝内埋管的结构系数增加10%的应力控制标准对地下埋藏式钢岔管进行设计是比较合理的。

应力控制式三轴仪的改装及应用

本文根据实际工程及科研对应力控制式三轴仪的需求,结合室内常规试验仪器的优缺点,对K0固结仪、常规三轴仪进行了改装,获得了可以进行应力控制的三轴加卸荷压缩仪。该仪器可以自由控制应力条件和排水条件,进行应力-应变试验和加卸荷流变试验,具有荷载稳定、精确度高、操作方便等优点。通过南沙软土的具体试验验证了该装置的适用性和有效性,研究结果表明卸荷路径及排水条件对软土的卸荷流变特性影响显著:土体在轴向卸荷条件下产生回弹变形;在侧向和轴向同时卸荷时土体产生回弹变形和剪切变形,应力场同时产生偏转;相同卸载路径下,排水时由于土体吸水膨胀使得流变特性更明显些,且产生的负孔压最终会消散。