均布荷载作用对埋地管道影响的有限元分析

城区的新建与改造使建筑物对土体的作用力增加,由此产生的附加应力将会对既有管线产生影响。为研究附加应力对管道的影响,将地表重载等占压荷载产生的附加应力简化为均布荷载,并利用有限元分析软件ABAQUS建立管土相互作用模型,研究地表均布荷载作用下管道的受力与变形特点。通过与相关文献中的试验结果进行对比,验证了有限元分析方法的合理性与有效性。基于已验证模型的建模方法建立了20个管土作用模型,计算并分析了荷载大小、荷载位置、管道埋深、土体变形模量与管道材料等参数变化对埋地管道受力与变形的影响。研究表明:荷载越大、荷载位置越近、管道埋深越浅、土体变形模量越小,埋地管道的Mises应力与竖向位移越大;此外,管道材料的种类对埋地管道力学性能有明显影响,HDPE受力变形大、分布应力均较小,钢管受力变形小、局部应力较大,在工程实际应用中应综合考虑不同管道受力与变形特性及其他使用需求进行管材选型。

基于动力学特性优化的海上风电齿轮箱配齿研究

传统的风电机组齿轮箱配齿仅取决于行星级的同心、安装、邻接条件,而忽略了其对齿轮箱重量及动力学特性的影响。以某增速比为97的5 MW海上风电机组两级行星一级平行齿轮箱为研究对象,得到其减重优化后的各级增速比解耦区间;建立基于零阶优化算法的齿轮箱配齿方案及相应的齿轮箱Simpack虚拟样机;在额定转速工况下对齿轮箱均载特性、振动特性进行定量统计分析。仿真结果表明:当第一级太阳轮、行星轮、内齿圈齿数分别为29、28、85,第二级太阳轮、行星轮、内齿圈齿数分别为26、46、118,第三级大、小齿轮齿数分别为111、25时,齿轮箱行星级均载特性良好,高速输出轴传动平稳,为大型海上风电机组齿轮箱配齿设计提供理论支撑。

平整度水平对沥青路面疲劳破坏的影响

为分析路面平整度引发的动荷载对沥青路面的影响,建立五自由度车辆弹性振动模型,计算车辆在不同行驶速度下的动荷载系数;建立路面结构模型,采用动态弹性模量表征材料的黏弹性特征,以动荷载为输入变量,通过实例分析特定沥青路面结构的动态响应,计算疲劳开裂次数,以静荷载作用下的疲劳寿命为基准计算疲劳寿命比。结果表明:沥青混凝土AC-13的动态弹性模量随大气温度的升高而减小,随加载频率的增大而增大;加载频率对水泥稳定碎石和石灰稳定土的动态弹性模量影响较小,水泥稳定碎石和石灰稳定土的应变越大,动态弹性模量越小;大气温度和路面平整度引发的动荷载对路面疲劳开裂寿命有较大影响,国际平整度指数不大于3.4 m/km时,动荷载作用下的路面疲劳破坏小于静荷载;国际平整度指数大于3.4 m/km时,动荷载作用下的路面疲劳破坏大于静荷载。

固井水泥环对套管承载能力的影响规律

固井质量的好坏直接影响油水井的使用寿命。通过采用计算机辅助工程 (CAE)方法 ,研究了水泥环缺损、水泥环不居中以及水泥环的性质对套管承载能力的影响规律 。

高速内啮合人字齿轮多目标优化修形

为提高高速内啮合人字齿轮的啮合性能,提出一种考虑弹性轴支撑变形的齿面多目标优化设计方法.通过轮齿接触分析和承载接触分析计算齿面接触线离散点载荷以及一个啮合周期的轮齿承载变形.应用基于混合弹流润滑模型的摩擦系数回归方程确定离散点的局部摩擦系数,利用Blok闪温公式求得高速啮合传动的齿面闪温.以承载传动误差幅值最小、齿面闪温最小、齿面载荷分布均匀为优化目标,采用遗传算法确定齿面最佳修形量.实例计算结果表明:在无误差角和有误差角两种情况下,齿面修形后,承载传动误差幅值都大幅下降,啮入区和啮出区齿面闪温都明显降低;由于避免了边缘接触,齿面载荷分布得到了有效改善.提出的优化设计方法结果可靠,是高速齿轮修形设计的有效手段.

均布荷载作用下一次超静定梁的弹塑性分析

通过虚功原理和单位荷载法分析了均布荷载作用下一次超静定梁的弹塑性加载及变形过程。受力变形可分为四个阶段:弹性阶段、固支端附近产生塑性变形阶段、固支端为塑性铰而固支端附近塑性区卸载阶段、固支端保持为塑性铰而梁中部部分区域产生塑性变形直至形成塑性流动阶段。给出了加载各阶段的弯矩、位移公式及外荷载与支反力的关系式,可供工程结构设计和力学教学参考。

均布荷载作用下两端固支梁的弹性力学解析解

根据弹性力学平面问题的基本理论,采用半逆解法,求出了两端固支的单跨超静定梁在均布荷载作用下的应力和位移解,并与材料力学解进行了比较,说明了材料力学解的精度和适用范围.

连续管钻机注入头夹紧系统载荷均布设计方法

为了使连续管钻机注入头链条和夹持块平稳进入推板,防止夹持块咬管等问题,开展了注入头夹紧系统的载荷均布设计。通过建立注入头驱动系统和夹持系统的相关力学模型进行计算分析,得到半圆形夹持块具有最优异的综合力学性能。采用单因素分析法,分别对半圆形夹持块的径向间隙、夹持块曲率半径、夹持块倒角曲率半径、夹持块环槽数、环槽宽度、环槽倒角曲率半径等参数进行优化设计,获得注入头具有较好的驱动性能和夹持性能的主要结构参数。形成的注入头夹持块几何尺寸设计方法可用于指导ZR5803型注入头的设计。

祁东煤矿回采工作面压架机理探讨

通过工作面压架前后长观测孔的水位变化和工作面的涌水情况,结合工作面的矿压观测结果,认定采动裂隙已波及到第四松散承压含水层,在较高的水压下使四含水通过采动裂隙流入回采面;在此基础上,建立了四含水条件下基本顶周期破断与液压支架相互作用的模型并进行了力学分析。分析表明,四含水的均匀传载特性,使得基本顶上方承受均布的恒定载荷,导致周期来压异常强烈,工作面现有支护技术难以满足要求。

行星齿轮支撑油膜的厚度设计

研究了动压油膜厚度对行星齿轮油膜浮动均载机构均载性能的影响，给出了行星齿轮支撑油膜厚度的设计线图。

行星齿轮传动的频谱分析及对改善均载性能方法的探讨

通过对行星齿轮减速器误差曲线进行频谱分析,找出各种误差对行星齿轮减速器均载性能的影响程度,指出了一种改善行星齿轮传动均载性能的低成本,高效益的方法。

独立光伏系统最佳倾角计算新方法

对于有均衡或非均衡负载的独立光伏系统,在计算最佳倾角b时,可先计算出不同倾角下各月倾斜面上的辐射量占该倾角下全年总辐射量的比例以及各月负载耗电量占全年总耗电量的比例。将以上两种比例进行比较,取使得各月辐射比例与负载比例最匹配的倾角为最佳倾角。匹配程度可用最小二乘法计算。文章辐射数据使用上海市1961-1980年的太阳光辐射月平均数据,对均衡及非均衡负载计算了最佳倾角,并做了分析。

行车动荷载作用下路面平整度的预估

以正弦曲线模拟路面表面,建立了车辆振动模型,给出了车辆在不平整沥青路面上行驶时产生动荷载的计算方法及在动荷载作用下路面平整度的预估方法,并结合某高速公路路面平整度进行了检测。结果表明,给出的计算和预估方法可靠,为分析路面平整度的发展变化规律提供了一定的理论基础,为评价沥青路面的使用性能及路面的维修养护提供了技术支持。

新型多阶跃枝节加载双频带通滤波器

提出一种新型的、各中心频率可调的多阶跃枝节加载双频滤波器,该微带双频滤波器采用多阶跃阻抗结构,通过增加更多的自由度来调节中心频率.由于谐振器为对称结构,所以采用传统的奇-偶模分析方法.通过调整阶跃阻抗的阻抗比和电长度,可以很容易获得一个可独立调节各个中心频率的双频滤波器.该滤波器工作在2.44 GHz(WLAN)和3.50 GHz(WiMAX)这两个频段,3 dB相对带宽分别为6%和2.6%,测试结果和仿真结果基本吻合.

套管双向挤压变形的有限元仿真分析

文章假设套管承受非均匀载荷为椭圆载荷,利用ANSYS有限元软件的仿真方法,研究套管承受椭圆载荷的变形损坏规律。所得到的套管挤压变形仿真结果,有利于指导在非均匀载荷作用下套管柱的设计,有利于分析套管变形损坏的机理与提出防治措施。

不同荷载作用模式对盾构隧道管片内力的影响

采用拱背非均布荷载作用模式,利用理论计算公式结合弹性匀质圆环法对某城市地铁区间隧道衬砌管片进行内力计算.通过比较拱背均布荷载作用模式和非均布荷载作用模式的内力分布和计算配筋量可知,两者内力分布存在较大差别,前者的计算配筋量较后者大,建议在今后的衬砌结构的设计和计算时采用拱背非均布荷载作用模式.

天津市不同土地利用类型雨水径流污染特征

在对天津市不同土地利用类型地表径流水质进行监测的基础上,探讨了地表雨水径流污染物的出流规律、污染物的事件平均浓度（EMC）以及污染物负荷量。结果表明,地表径流污染物浓度大多在径流初期10~20 min达到最高值,之后随着降雨历时的延续,污染物浓度呈波浪性锯齿状降低,至降雨结束,污染物浓度最终趋于稳定,在整个径流污染过程中整体表现为初期径流污染物浓度高于后期径流,具有明显的初期冲刷效应。地表雨水径流污染物SS、COD、BOD5平均质量浓度分别为153.15~676.21、70~3141、0.27~80.65 mg/L,污染负荷量分别为793~3 369、349~1 564、51~402 kg/（hm2.a）,径流水质劣于《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）Ⅴ类标准,50%以上的污染物浓度测定值超过《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）一级标准;污染物平均浓度和负荷量与广州市监测结果相近,比北京、上海市偏高,远大于美国、法国等发达国家城市的监测值。在不同土地利用类型中,工业区地表径流污染物浓度和污染物负荷量最高,其次是商业区、居民区。研究得出,天津市地表雨水径流污染严重,实施污染控制具有十分重要的意义。

条形均布荷载下横观各向同性弹性地基中附加应力的分布规律

本文评述了条形均布荷载下横观各向同性弹性地基中附加应力的诸户［２］解析解和近似解，并提出了笔者的近似简化公式，该公式简明地显示出附加应力在分布规律上与各向同性地基之异同点，可供工程界方便地加以利用。

均布荷载作用下悬臂梁的弹性力学解

梁是土木工程中最常见的构件.材料力学基于平衡方程、物理方程和平截面假定的梁的计算分析结果,对浅梁较为精确,对深梁存在较大的误差,难以满足结构设计的要求.为此根据弹性力学平面问题基本理论,采用半逆解法,求出了悬臂梁在均布荷载作用下的应力、形变和位移.可供工程结构设计和弹性力学教学参考.

电能表直流偶次谐波试验负载自动匹配方法研究

直流偶次谐波影响量试验是电能表检测中的重要一环,传统检测方法效率低下,稳定性差。在分析了直流及偶次谐波的产生原因以及对电能计量造成的危害后,解读了标准规定的试验流程及接线方法,提出了一种新的直流偶次谐波负载自动匹配的方法,并按照该方法设计了一套试验装置。最后,对该装置进行试验验证,证实装置能够生成标准所规定波形,实现了负载端自动匹配,减少了人工干预,提升了检测效率及稳定性。