双曲拱坝不同封拱温度下的等效应力法分析

拱坝内部应力对安全性影响较大,坝体内部过大的温度应力易引起较大的安全隐患。本文以陕西省东庄水利枢纽工程混凝土双曲拱坝为研究对象,考虑不同工况下的坝体温度应力变化,使用有限元等效应力法分析封拱温度对坝体最大主应力和位移的影响,通过拱冠梁截面应力对比有限元法和有限元等效应力法的差别,进而得到最佳的双曲拱坝封拱温度场,确定合理的封拱方案,可为碾压混凝土高拱坝封拱温度场的设计提供参考。

基于响应面法的汽轮机转子等效应力分析

为分析汽轮机转子材料制备、加工、安装和运行过程中结构尺寸、材料物性参数、温度等随机变量对其等效应力的影响,以某300MW级汽轮机高压转子为例,采用有限元方法计算得到了冷态启动过程中最大等效应力出现的时刻和部位,并且结合变量随机性,分别采用多项式响应面法和支持向量回归(SVR)响应面法拟合转子最大等效应力与随机变量之间的关系,比较分析了其拟合效果.同时,采用蒙特卡洛模拟法探究了在冷态启动过程中转子强度的可靠性和各随机变量的敏感性,得到了转子半径等6个随机变量的敏感性指数排列顺序.结果表明:SVR响应面法拟合效果比多项式响应面法拟合效果更好,2种响应面法得出冷态启动曲线的强度可靠性分别为96.99%和94.16%;在6个随机变量中,对汽轮机转子等效应力影响最大的是转子材料的弹性模量.

基于ABAQUS的拱坝三维有限元等效应力计算

在拱坝三维弹性有限元计算中,近基础部位会出现明显的应力集中,而坝踵坝趾常为拱坝应力控制的关键部位,得到其准确的应力分布对指导设计具有重要意义。通过ABAQUS进行拱坝三维有限元计算,结合Python二次开发实现拱坝建基面任意积分路径应力的提取和截面内力的计算,并通过材料力学法完成局部等效应力处理。计算表明:该方法能实现建基面任意路径下的应力等效,有效改善坝体应力集中现象。

支撑物参数对全钢化真空玻璃等效应力和变形量的影响

全钢化真空玻璃是一种新型的高端建筑玻璃材料,具有极佳的隔热、隔音、安全性等优点,在现代建筑领域备受瞩目。作为全钢化真空玻璃的重要组成部分,支撑物参数对玻璃的等效应力和变形量具有重要影响。本文数值分析了在支撑物形状分别为圆球形、圆柱形、圆环形时,支撑物不同布放间距、排列方式对全钢化真空玻璃的等效应力和变形量的影响。结果表明:无论支撑物形状或排列方式如何,全钢化真空玻璃的最大等效应力和变形量都与支撑物布放间距呈正相关。在其他条件相同的情况下,采用圆环形支撑物并以正三角形排列方式布放时,全钢化真空玻璃等效应力和变形量最小。此研究通过仿真结果得出了不同形状的支撑物在不同排布方式下合理的布放间距,为全钢化真空玻璃的制造提供了理论依据。

齿根等效应力的对比计算

目前设计一般的齿轮传动时,通常只按保证齿根弯曲疲劳强度以及保证齿面接触疲劳强度两准则进行计算。由实践得知,对于齿面硬度很高,齿芯强度又低的齿轮或材质较脆的齿轮,通常则以保证齿根弯曲疲劳强度为主。本文针对一对齿轮副的齿根等效应力先后采用仿真分析计算方法;第四强度理论计算方法;齿根弯曲疲劳强度的经典计算方法来计算齿根等效应力。发现在本文所设置的载荷条件下,仿真分析计算的结果和齿根弯曲疲劳强度的经典计算方法所得的结果相近。

基于损伤容限的动车组车轴实测载荷谱等效应力评价

对高速列车进行线路实测,获得既有线和京津城际铁路上的时域载荷,通过雨流计数法车轴的弯曲应力谱子样。通过对车轴存在缺陷时的等效应力研究表明,对于同样的运行条件和应力谱,车轴表面是否存在缺陷时的等效应力不同。在不同的列车速度下,负载时车轴表面的动应力都大于空载情况。而在同样的线路条件下,速度对等效应力的影响不大。等效应力幅在不同的线路差别稍大,既有线等效应力幅比京津城际铁路上的值要高。计算得到车轴表面不同缺陷对应的S-N曲线参数和相应的疲劳极限,结果表明,光滑车轴的等效应力比车轴材料的疲劳极限低很多。当车轴表面有缺陷时,其等效应力大于等于疲劳极限。因此,有必要考虑外部运行环境和车轴表面状况,从而对车轴进行损伤容限设计。

基于ANSYS的拱坝等效应力研究

本文基于大型有限元计算软件ANSYS结合工程实例进行了拱坝的三维有限元分析,利用其二次开发语言APDL编制了拱坝等效应力的计算程序,并将计算结果与拱梁分载法的计算结果进行了对比,验证了其实用性。

网格尺寸对拱坝等效应力分析的影响

本文对有限元内力法求解拱坝等效应力分析方法进行了进一步改进。建立了拱梁向应力为直线分布时以上、下游面等效应力为未知量而拱或梁截面上的约束内力为已知量的求解方程,并根据常规的多拱梁应力分布假定及上、下游面已知应力边界条件,导出了上、下游面其余应力分量求解公式。对溪洛渡高拱坝在水压力(含淤砂压力)、温升、温降及自重等荷载作用下不同网格的计算结果表明,拱厚方向采用两层以上单元、拱梁方向网格采用足够精度的网格可得到基本稳定的等效应力结果。

有限元等效应力法在重力坝强度分析中的应用

采用有限元法进行重力坝坝体应力分析时,坝踵、坝址的应力计算结果一直无法作为设计坝体断面的依据。本文将有限单元法所求得的应力合成截面内力,用材料力学公式求出重力坝建基面上任意点对应的线性化等效应力,并分析了影响有限元等效应力的各种因素。研究结果表明,有限元等效应力法有效地避免了坝踵、坝址的应力集中现象,解决了坝踵应力随网格的变化而变化的问题,计算出的建基面应力具有数值稳定性,得出的应力结果可以按现行的重力坝设计规范规定的应力标准评价重力坝坝体安全度。因此,结合有限元结果和等效应力法计算的坝踵、坝址应力结果,可为重力坝坝体强度的综合评定提供相应的依据。

深部盐膏岩地层套管磨损后等效应力分析

针对盐膏层蠕变和套管磨损联合作用下套管变形破坏的关键技术难题,结合室内盐岩蠕变试验,确定盐膏岩的蠕变参数,考虑盐膏层蠕变的影响,研究深部盐膏层非均匀地应力条件下蠕变、磨损程度、磨损位置对套管等效应力的影响。结果表明:蠕变在一定程度上降低了磨损套管抵抗外部载荷的能力,套管等效应力的非均匀性增强;随着蠕变时间的增加,套管等效应力逐渐增加,在1 a左右达到平衡;套管磨损越深,套管的等效应力越大且非均匀性越强;磨损位置明显改变了套管等效应力的分布规律,沿最小地应力方位磨损时,套管等效应力最大,最容易屈服;磨损位置不同时,只有当磨损程度较小时套管最大等效应力才出现在水平最小地应力方位;沿0°方向磨损时,只有当磨损程度较小时才会有'套管最大等效应力随磨损程度变化不大'的结论。

高周疲劳曲线的等效应力法

对散点法试验获得的高周疲劳数据,提出了用等效应力法处理中值S-N曲线、用修正的三参数幂函数法或修正的等效应力法处理统计值P-S-N曲线的方法。该方法与用传统的标准方法试验和数据处理相比,不仅可节省试样,而且还可以通过模型内插获得未曾试验应力比下的S-N曲线,更适于工程应用。

含多粗糙峰涂层等效应力的有限元分析

研究刚性平面与含粗糙峰涂层在二维与三维模型下的弹性接触问题,采用有限元法分析涂层弹性模量比、涂层厚度、粗糙峰间距、刚性平面压下深度对涂层粗糙峰表面、涂层/基体界面分布及基体等效应力分布的影响。计算结果表明压下深度对三维涂层粗糙峰表面最大应力的影响最大,涂层厚度、涂层/基体弹性模量比、粗糙峰间距的变化对应力值影响逐渐减小;增大涂层厚度、减小压下深度和粗糙峰间距、降低弹性模量比会使得三维接触模型最大等效应力值显著降低;增加涂层粗糙峰数和涂层厚度、同时降低涂层弹性模量有助于提高涂层/基体界面结合强度。相对于二维接触模型来说三维接触模型在粗糙峰表面的等效应力增大,造成这种变化的主要原因是由于涂层表面粗糙峰之间的等效应力叠加引起的。该研究为涂层粗糙峰及涂层/基体界面强度的应力分析提供依据。

板材等效应力-等效应变曲线的建立及分析

为了研究不同屈服准则下板材等效应力-等效应变曲线的适用性,基于Hill48、Hill79、Hill90和Hosford屈服准则和试验获得的板材双向拉伸应力应变曲线,对两种薄钢板在不同加载比例下的等效应力-等效应变曲线进行了试验研究和理论分析.结果表明,对于所研究的两种薄钢板,采用Hill48、Hill79、Hill90屈服准则得到的不同加载比例下等效应力-等效应变曲线的差别较大,而采用Hosford屈服准则得到的等效应力-等效应变曲线相差很小.

改进的拱坝等效应力分析方法

对有限元内力法求解拱坝等效应力分析进行了进一步改进,假定拱、梁方向上的正、剪应力在拱、梁截面上的面单元内呈双线性分布,从而导出根据截面约束内力求解等效节点应力的公式,并在此基础上导出拱梁向应力为直线分布时的上、下游面等效应力的求解方程和主应力求解公式.对典型的圆筒拱坝用本文方法进行应力分析,得出的拱及梁向应力结果与试载法分析结果基本一致,表明用本文分析方法得出的应力结果可以按现行的拱坝设计规范规定的应力标准评价拱坝坝体安全度.

基于矩法的重力坝建基面非线性等效应力分析

针对重力坝建基面角缘应力问题提出了非线性等效应力的概念。采用多项式表示等效应力,根据等效应力的各阶矩与有限元应力相应的各阶矩相等,确定多项式的系数,进而得到等效应力的分布。分析表明,当前普遍采用的线性化等效应力仅是非线性等效应力在一次矩等效时的特例。重力坝算例说明,2阶等效应力具有一定的网格稳定性,适合在重力坝工程中比较局部角缘应力。

有限变形下的等效应力和等效应变问题

重点讨论了在有限变形条件下,弹塑性理论中的等效应力、等效应变是否仍然成立· 选择了平面应力和平面应变下的单向压缩应力状态,对这一问题进行了探讨· 在这两种应力状态下,在众多的应力应变描述中。

焊接接头疲劳评定的等效应力强度因子法

等效应力强度因子 (equivalentstressintensityfactor,简称E SIF)法是近年来提出的一种新的疲劳评定方法 ,文中采用 16Mn钢的非承载角焊缝十字接头的疲劳试验结果对E SIF法的有效性进行研究 ,并分析讨论影响这种方法的有关因素。结果表明 ,采用等效应力强度因子法能对 16Mn钢非承载角焊缝十字接头的疲劳性能作出合理的评定 ,并能预测焊接接头的疲劳断裂位置 ,且该方法适合于焊态接头和较小焊趾半径的疲劳评定。等效应力强度因子法对应力集中区单元尺寸有一定的依赖性 ,对实际焊接接头的焊趾半径变化范围 (在 0 .15mm～ 0 .8mm内 ) ,选择焊趾半径与最小单元尺寸的比值 ρ/emin>1.7时 ,可以获得合理有效的等效应力强度因子ΔKⅠ 值计算结果 ;当焊接接头的焊趾半径较小 ( 0 .15mm～ 0 .40mm)时 。

不同引线数QFP器件焊点等效应力的数值模拟

采用有限元方法对不同引线数QFP器件焊点的等效应力进行了数值模拟,研究发现,热循环后的PCB板有向外翘曲趋势,但变形较小;陶瓷基板上翘趋势较大,总体变形较明显,且其对引线的拉伸力会加剧焊点裂纹的扩展。在最外侧存在焊点最大应变值,QFP器件鸥翼形引线焊点的焊点根部与焊趾处等效应力较大,焊点根部等效应力比焊趾处大,中间区域等效应力最小。理论计算显示QFP100器件应力最小,QFP48次之,QFP32应力最大。焊点拉伸试验结果显示QFP100器件抗拉强度最大,QFP48次之,QFP32最小,与数值模拟结果完全吻合。

基于人工神经网络的汽轮机转子等效应力的在线计算方法

提出了基于人工神经网络的汽轮机转子等效应力的在线计算方法;介绍了汽轮机转子等效应力采用等直径实心圆柱模型的计算公式和有限元数值计算方法;给出了采用人工神经网络技术在线计算汽轮机转子等效应力的方法和步骤,并提供了600 MW汽轮机高、中压转子等效应力的计算实例.结果表明:将人工神经网络技术应用于汽轮机转子等效应力在线监测中,提高了汽轮机转子等效应力的计算速度和精度,并为汽轮机转子等效应力和寿命的在线管理提供了依据.

等效应力磁场与残余应力测试

基于磁各向异性的磁法应力测试技术，给出了存在应力影响的材料磁导率与应力之间的一个简单表达式，用此式由所测得的电桥非平衡电流Ｉｇ 及测试电路和探头结构参数，可求出测点的残余应力．在单向应力作用下得到了实验证明。