建、构筑物下现状钢管包封保护方案对比研究

结合实际工程,针对新建建、构筑物下存在不能迁改的现状钢管,提出柔性半包封、刚性半包封、柔性全包封、刚性全包封4种钢管包封保护方案,采用Midas-GTS有限元分析软件建立了三维数值计算模型,分别施加100kPa~180kPa附加荷载,从地面沉降、钢管最大竖向变形、钢管管壁最大环向应力三方面进行对比研究。结果表明:柔性半包封、刚性半包封保护方案可减少地面沉降、钢管最大竖向变形,但效果不显著,对减少钢管管壁最大环向应力效果不明显;柔性全包封、刚性全包封可减少地面沉降,但效果不显著,对减少钢管最大竖向变形、管壁最大环向应力效果显著,其中柔性全包封效果最佳,较无包封均减少90%以上。最终给出各包封保护方案特点,供设计人员参考。

对影响双支座卧式容器筒体上最大环向应力因素的研究

通过有限元软件ANSYS建立双支座卧式容器的有限元模型,考察了影响鞍座附近筒体最大环向应力的各种因素,并且得出了它们各自的影响系数,最后利用这些影响系数得出了计算最大环向应力的公式。

薄壁圆筒上的斜裂纹在扭转下的断裂问题

本文研究了Ⅰ～Ⅱ复合型裂纹的断裂问题。在薄壁圆筒上开了斜裂纹,其长度为2a=8mm,是用电火花法开出的。为了防止薄壁圆筒扭转时失稳,试验时加了内、外保持器。试验结果表明,和θ_o实验值介于最大周向应力理论和最小应变能密度因子理论的计算值之间。但从工程角度考虑,为了安全起见,建议采用最大周向应力理论。

梯度复合材料裂纹扩展路径和起裂载荷的有限元分析

为了模拟功能梯度材料(FGM)在工程应用中可能会出现的断裂问题并计算相应的开裂载荷,通过编写用户自定义UEL子程序将梯度扩展单元嵌入到ABAQUS软件中模拟功能梯度材料的物理场,并编写交互能量积分后处理子程序计算裂纹尖端的混合模式应力强度因子(SIF),采用最大周向应力准则编写子程序计算裂纹的偏转角,并模拟了裂纹扩展路径,计算了裂纹的起裂载荷。讨论了材料梯度参数对裂纹扩展路径以及起裂载荷的影响规律。通过与均匀材料的对比,验证了功能梯度材料断裂性能的优越性。研究表明:外载平行于梯度方向时,垂直梯度方向的初始裂纹朝着等效弹性模量小的方向扩展,且偏转角在梯度指数线性时出现峰值,并随着组分弹性模量比的增加而变大;当外载和初始裂纹均平行于梯度方向时,材料等效弹性模量和断裂韧性的增加或者梯度指数的减小都导致起裂载荷变大。