Q690厚板对接焊残余应力评估及其对焊接接头断裂性能的影响

[目的]旨在研究高强钢厚板多层多道焊的复杂焊接残余应力,评估其对焊接接头断裂性能的影响。[方法]以75 mm厚Q690高强钢板为研究对象,制定多层多道对接焊工艺,完成对接接头的焊接,使用轮廓法获得中剖面的纵向残余应力,基于自主开发的高效热−弹−塑性有限元计算方法,再现厚板多层多道焊的热循环、微观组织演变等现象,将单轴拉伸试验与GTN损伤模型相结合,提出Q690高强钢板的GTN模型参数,分析金属母材及焊接接头试样的断裂特性和应力−应变曲线。[结果]采用所提方法预测的厚板对接接头熔池形状、金相体积分数都与试验测量基本吻合;考虑焊接固态相变和高强钢轧制初始应力的力学分析,得到的焊接残余应力与试验结果高度一致,并得到了横向残余应力分布;考虑焊接微观缺陷及横向残余应力,阐明了残余应力影响焊接接头断裂性能的力学机理。[结论]相关研究可为高强钢厚板焊接结构残余应力及断裂性能评估提供借鉴和指导。

考虑土体蠕变特性的桥台软基变形分析

针对软土地区的桥梁常因软土蠕变而产生病害的问题,研究了土体蠕变特性对桥台软基变形分析的影响。首先引入改进的西原模型;然后将桥台及软基简化为可共同考虑土体蠕变的桩-土-桥台共同工作的有限元计算模型,基于蠕变计算的时步-粘性初应变法,给出可考虑软土蠕变非线性特性的有限元计算方法,并据此编制出相应的有限元计算程序;最后利用该程序对某桥台桩基工程实例进行分析,得到了该桩基桥台后软土蠕变场等值线图,反映出桥台与桩对蠕变场的影响范围及承台与桩交接处的应变集中现象。

钢筋混凝土结构保护层非均匀锈胀压力模型

结合椭圆形非均匀锈蚀轮廓曲线,建立腐蚀环境下钢筋混凝土结构保护层胀裂时的非均匀锈胀压力预测模型,分析了保护层锈胀开裂时的临界锈胀压力的影响因素,得到钢筋直径、钢筋锈蚀率及体积膨胀率对临界锈胀压力的影响程度及影响规律.研究表明,该模型的绝大部分预测精度控制在15%以内.研究结果可为腐蚀环境下钢筋混凝土结构的使用寿命评价及其维修加固设计提供支持.

颅脑撞击损伤的三维有限元模型

通过一系列有效的简化和假设,建立颅脑的三维有限元模型,研究运动着的颅脑撞到静止物上时脑内响应,即颅脑减速损伤.得到了脑区的应力云图,清晰地反应出脑组织内的应力波传播和扩散过程,验证了当头部受到减速撞击时,损伤不仅仅发生在受撞击的局部,且会在应力波的传播方向发生更为严重、更为广泛的对冲性损伤.结果与已有文献及临床医学相符.

不耦合装药下炮孔-空孔距离对预裂爆破效果的影响探究

为探究空孔的存在对预裂爆破裂纹产生与扩展等爆破效果的影响,拟建立混凝土模型,在不耦合系数为2的情况下,设置无空孔与不同炮孔-空孔距离(80、100、120 mm)的对照组进行爆破试验。基于混凝土模型爆破试验、ALE和Lagraner算法,构建了预裂爆破数值模型并采用LS-DYNA软件对模型进行解算,研究表明:合适的炮孔—空孔距离有利于良好爆破轮廓面的形成,还能减少对主爆区或保护区过度破坏;中间空孔对爆炸应力波具有一定的偏转作用,能有效控制裂纹的产生与扩展;到达空孔处的爆炸应力波越大,“空孔效应”越明显,反之“空孔效应”越微弱。本文为探究性研究,可为类似开挖轮廓面工程的实施提供参考和借鉴。

一种基于YOLOv5和轮廓约束的木材空洞缺陷应力波层析成像算法

本研究针对木材空洞缺陷提出一种基于YOLOv5和轮廓约束的应力波层析成像算法,能在减少传感器数量的情况下保证成像的质量。首先,利用仿真软件生成的虚拟缺陷图像作为样本进行训练,并通过YOLOv5模型准确检测缺陷的位置;然后,采用轮廓约束算法对检测结果分别进行全局约束和局部约束,重建缺陷的轮廓并得到最终的成像结果。试验结果表明,基于YOLOv5和轮廓约束的应力波层析成像算法的平均准确度为94.73%,当应力波传感器从12个减少到6个时,该方法重建的缺陷图像相比最短距离法缺陷边缘清晰,平均精度提升了38.76%。

平板锥形膜盒应力强度因子计算

基于梁理论和薄板理论分别建立了平板锥形焊接膜盒的理论计算模型,推导了膜片焊菇处裂纹尖端的应力强度因子在轴向外载和压力下的计算公式。为评估理论计算公式的准确性,基于ABAQUS的围线积分方法计算了裂纹尖端的应力强度因子。结果表明薄板模型的应力强度因子计算结果与有限元解吻合更好,误差在10%以内。

甘肃天水泥岩剪切蠕变行为及其模型研究

合理描述红层软岩的蠕变规律对于甘肃天水地区各类建筑物的长期稳定性和安全运营非常重要。为研究天水地区泥岩的蠕变特性,采用三轴蠕变仪,开展不同加荷方式和不同含水率的泥岩蠕变试验,获取应变-时间关系,分析其蠕变过程和蠕变特征,建立适宜的蠕变模型。研究结果表明,随应力水平和时间的增加,泥岩蠕变量有缓慢增长趋势,但最终保持某一稳定值。泥岩的蠕变量随着应力差、围压以及含水率的增长呈增大趋势;不同围压和含水率情况下,随时间的增加,泥岩的蠕变量逐渐增长,其等时曲线亦逐渐向应变轴偏移;从试样等时曲线拐点推测,一定应力水平下蠕变量达到了长期强度。基于岩石蠕变参数的辨识,西原模型、逻辑回归模型和指数型经验模型均与试验数据良好吻合,能很好地反应低应力水平下的从弹性变形到衰减蠕变、稳定蠕变的全过程,其中逻辑回归模型和指数型模型能更好地反应泥岩的蠕变特征曲线和参量。所建立的非线性蠕变模型可用于描述该地区红色泥岩的蠕变力学特性,因而具有一定的工程应用价值。