二次应力对含裂纹圆筒结构的裂纹驱动力计算的影响

对承受一次应力和二次应力作用下的含裂纹结构,由于一次应力与二次应力相互作用对裂尖材料塑性的影响不同,在进行弹塑性断裂力学分析时需对二次应力引起的裂纹驱动力进行修正。本文以工程常见的含内表面裂纹圆筒结构为对象,采用RSE-M、R6规范中的方法和有限元方法对二次应力引起的裂纹驱动力的修正系数V进行了分析计算,对系数V计算的影响因素以及系数V随各影响因素的变化规律进行了研究,并将不同方法计算的二次应力引起的裂纹驱动力的修正结果进行了对比分析。结果表明:一次应力、二次应力的大小和材料应变强化效应对系数V计算均有影响,并且各因素对系数V的影响存在相互作用而呈现复杂的规律;系数V随着一次应力和二次应力的增大而减小,展现出裂尖应力松弛现象;RSE-M和R6中提供的对二次应力引起的裂纹驱动力修正分析方法的特点不同,修正结果较有限元分析结果保守。

基于次应力分析的钢桁架节点连接计算

本文介绍某项目钢桁架的相关计算问题,着重介绍全部由焊接箱型钢焊接而成的桁架在设计中的次应力问题;通过分析次应力产生的原理,结合《钢结构设计标准》(GB50017-2017)8.5节计算次应力效应公式,深入分析该类型桁架次应力跟主应力占比的分布规律;桁架杆件按拉弯或者压弯构件验算跟考虑塑性应力重分布等有利情况验算下两者应力对比分析。结果表明,现行软件按拉弯和压弯构件计算,截面偏保守,富裕度大,可考虑应力重分布来适当优化截面,而不降低结构的安全度,以供设计参考。

1000kV双回路钢管塔次应力的影响因素

对我国第一基1000kV交流特高压双回路钢管塔(SZT2塔)进行了真型试验。用输电铁塔设计软件建立了SZT2塔杆单元桁架模型;在限元软件ANSYS平台上,建立了SZT2塔梁–杆混合桁架模型。将SZT2塔的杆单元桁架模型与梁–杆混合桁架模型的计算结果进行了对比,并与试验实测结果进行了比较,得出了其次应力分布规律及影响因素。结果表明:对SZT2塔次应力影响最大的位置在塔身变坡处,在其它条件不变的前提下,次应力影响随杆件长径比的增加而减小;SZT2塔身主材次应力最大已达到30%,在设计时应予以考虑。

基于二次应力实测值的初始应力场反分析法及其工程应用

初始应力场对于岩土工程数值计算至关重要,但通常难以准确确定。目前,由现场实测资料反演初始地应力场的方法很多,且各有优势。与以往不同,作者提出了在隧道等地下工程二维计算中,以现场实测的二次应力来确定计算模型的边界条件,从而得到与实际相符的初始应力场来进行反演分析的新思路和新方法,获得了十分满意的效果,该法较以往方法经济、准确,且容易操作,可为今后同类课题借鉴。结合实际工程,采用该方法得到了计算分析域的初始应力场的分布规律,与实测结果基本一致,证明了该方法的正确性和实用性。

地下工程围岩二次应力场的现场测试与监测

结合高地应力区某地下工程实践,提出了一套岩体地下工程围岩表面二次应力场的应力恢复现场测试与滞后监测方法,应用弹性力学理论和单孔应力解除法检验了测试结果的正确性。为地下工程围岩二次应力场测试和变化规律研究提供了新的研究思路。

雪峰山隧道原岩应力场和开挖二次应力场特征分析

为了解雪峰山隧道原岩应力场和隧道开挖后围岩的二次应力场分布特点,应用有限元软件建立仿真模型,模拟河谷下蚀和隧道开挖过程。为了验证数值模型的可靠性,对比分析相应位置的现场测试应力和数值模拟应力,并以现场应力测试值对应力边界的应力进行反演分析。研究结果表明:应力数值模拟值和现场测试值较接近,说明所建模型可靠;隧道轴线剖面主应力可分为应力平稳带和浅表生改造影响带;在应力平稳带的硬、软相间部位或断层带附近出现应力分异现象;浅表生改造影响带通常为应力降低区,地形明显变化处可造成应力局部增高;隧道周边的最大主应力出现应力集中;随着与隧道周边的距离增加,最大主应力很快降低;隧道周边未出现拉应力,开挖影响范围为地表至1倍洞径之间。

平面钢屋架节点刚性次应力影响分析

应用有限元分析软件,对两种跨度下典型平面钢屋架节点刚性所产生的次应力进行了分析计算.对典型平面钢屋架采用了平面铰接模型、平面刚接模型Ⅰ以及平面刚接模型Ⅱ.分析了在普通荷载作用下钢屋架次应力的大小、分布规律以及影响次内力大小的主要因素,并初步探讨了次应力对钢屋架计算方法的影响.结果表明,钢屋架杆件的次内力随着杆件线刚度的增大而增大,随着屋架跨度的增大,次应力的影响也愈大,且次应力的影响不可忽略.该结论可为考虑次应力的钢屋架的设计提供参考.

大跨度悬索桥鞍座出口处主缆的二次应力

大跨度悬索桥主缆的应力在主鞍座处最高,主缆次应力在此处也比较大。采用不同的假设条件可建立主鞍座处主缆二次应力的几种计算方法,针对某实桥,将不同计算方法所得到的计算结果与实测结果进行了比较,并对悬索桥索鞍出口处主缆在恒载和活载作用下的二次应力和安全系数进行了计算。结果表明:在主缆变形较小时,不同计算方法所得到的计算结果与实测值较吻合;在主缆变形较大时,索鞍出口处主缆的二次应力计算需将钢丝的滑移及钢丝间极限摩擦剪力随主缆轴力增大而发生改变的影响考虑进去。通过计算所得到的索鞍出口处主缆的安全系数达到2.0,并且在施工过程中采取适当的措施可以减小这一位置处的二次应力。

悬索桥主缆的次应力分析

针对在主缆的设计中,采用高的安全系数避免对细部次应力分析而使主缆的承载能力没有充分发挥的现状,尝试对悬索桥的次应力进行较为详细的分析.对悬索桥的主缆由于丝股长度差异、钢丝弹性模量差异以及钢丝弯曲等原因产生的次应力进行分析,并给出了相应的经验计算公式;对缆索角度变化产生的次应力,对以往的计算方法进行了分析,并针对更一般的情况进行了理论分析和公式推导,给出了计算算法;对于由于缆索形状的变化而产生次应力,分解为空隙率差异、截面特性差异、截面形状差异三部分进行分析.分析了悬索桥主缆出主鞍近六边形截面到第一个索夹处圆形截面引起的次应力.最后,结合国内某大跨度悬索桥主缆次应力计算的实例,对次应力的发生部位以及次应力对结构安全的影响进行了分析,并按照英国、日本和丹麦大跨度悬索桥主缆安全系数的计算方法对实例的安全系数进行了分析,认为其安全性能够得到保证.

ITER中子屏蔽层结构分析中二次应力去除

国际热核实验反应堆ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor)计划是一个融合国际研究合作项目。中子屏蔽IWS位于VV内壳和外壳之间,用于屏蔽中子、降低环向磁场波纹度。利用ANSYS有限元软件对其中一个中子屏蔽模块进行了结构分析,并提出运用QR算法和ANSYS有限元软件相结合的方法去除二次应力,对去除二次应力的结果进行了评定,根据ASME标准,评定结果满足设计要求,为中子屏蔽模块的优化设计提供了参考依据。

偏压隧道二次应力场分析及应用

详细分析了倾斜地表下岩体的应力状态，通过分解叠加的等效原则解出一般条件下围岩的二次应力解析解，并探讨孩应力场的特性．结合黄土岭隧道工程，将解析值与实测数据进行对比分析，理论分析与实测结果符合良好．

低地应力区地下洞室初始和二次应力离散元模拟

采用了二维离散元法 ,以西北某市水利地下洞室工程为例 ,对低地应力状态下洞室开挖前后 ,初始应力和围岩二次应力及其相应特征 ,进行了二维离散元数值模拟研究。该项研究工作 ,将有助于进一步研究低地应力条件下洞室围岩稳定性和围岩变形破坏机理 。

地形偏压条件下隧道初始应力场及二次应力场分布特征

为获得地下偏压条件下地层初始应力场和隧道开挖后二次应力场的分布特征,根据通常的工程地质参数取值范围,设置典型值,结合理论推导,分析偏压隧道地层初始应力场与地表倾角和泊松比的关系,研究偏压隧道二次应力场沿隧道径向和切向的分布规律。研究结果表明:相对于水平地表,偏压地形改变了地层应力场的分布状态,初始应力场便存在剪应力,且随偏压角度的增大而增大,而隧道开挖后,当偏压角度大于20°时,二次应力场中便有拉应力区域出现;各特征方向应力随离隧道中心距离的增加而减小,直至2倍洞径处;30°角度偏压时的最大剪应力约为无偏压时的2倍,主要发生在拱顶、仰拱和边墙部位,应为加固处理的重点区域。

关于一次应力的余量加到二次应力计算中的讨论

对ASME B31.1及B31.3中关于一次应力的余量可以加到二次应力的计算中这一规定进行了详细的讨论及阐述,并考察了在CAESAR II中激活"liberal allowable stress range"选项对于二次应力计算结果的影响。从结果可知,当该选项被激活时,可以有效解决二次应力超出许用应力范围的情况。

桁架外形对其次应力的影响分析

理想桁架的计算模型一直是桁架截面设计的依据,但实际桁架的结点构造与此计算模型不符.实际桁架中广泛存在次应力,桁架外形对次应力的影响很大.利用有限元方法对各种不同外形的桁架因结点刚性而产生的次应力进行了计算,对它们的次应力的大小和分布特征进行了对比,从中分析了桁架次应力随桁架外形改变而改变的规律性.初步探讨了形成上述规律性的原因和减小桁架次应力不利影响的方法.指出了各种不同外形的焊接钢桁架因次应力而对截面设计产生的不同影响,并提出了考虑次应力时的设计改进建议.

二郎山隧道围岩二次应力场特征分析

围岩二次应力场是地下工程开挖后地应力释放并重新进行调整形成的 ,其分布和大小与工程地质条件及施工状况有关 ,并且直接影响着施工安全和支护措施的优化。本文利用适于现场操作的改进型应力恢复法现场测试围岩的二次应力场 ,结合数值模拟研究其沿隧道轴线及横断面方向的变化 ,分析其与原始地应力场、围岩类别、断裂构造、浅表生改造、地下水状态及施工状况等因素的相关性 ,不仅为地下工程围岩二次应力场研究提供了资料 。

冷弯薄壁型钢桁架次应力影响研究

采用有限元对冷弯薄壁型钢焊接平行弦钢桁架由于节点几何缺陷在杆件中产生的次应力进行分析,对由节点构造形式所产生的次应力大小及分布规律、次应力产生的原因以及次应力对冷弯薄壁型钢桁架结构受力性能的影响进行分析。

悬索桥主缆抗弯刚度引起的二次应力分析

为了研究悬索桥主缆考虑抗弯刚度引起的二次应力,以一座主跨为730 m的双塔单跨悬索桥为例,用索单元与空间梁单元组成的组合单元对主缆进行模拟,采用桥梁非线性分析软件BN-LAS建立有限元模型,通过改变组合单元中梁单元的抗弯惯性矩,分析了抗弯刚度对主缆边跨和主跨二次应力的影响;比较了加劲梁从跨中向桥塔方向吊装和从桥塔向跨中方向吊装2种不同吊装方案下的二次应力,研究吊装过程中二次应力的变化情况;分析了恒载作用下悬索桥的二次应力随跨度的变化,并与有限元结果进行比较。结果表明:主缆抗弯惯性矩对二次应力影响很小;吊装顺序对二次应力有较明显的影响;恒载作用下跨度越小,二次应力越大。

焊接平行弦钢桁架的次应力分析

用有限元法计算了焊接平行弦钢桁架因结点刚性而产生的次应力 ,分析了普通荷载和重载下桁架次应力的大小及其分布规律 。

特高压输电钢管塔次应力研究

针对我国《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》未明确次应力作用下钢管桁架杆件强度的折减方式及设计方法,且缺乏试验研究,提出从节点次应力的杆件强度和杆件稳定两方面来进行特高压输电钢管截面强度的验算。通过理论和真型试验分析,得出考虑次应力的经验公式。真型试验结果表明,次应力经验公式应用于工程设计中是可行的。