不同应力水平下给定含水率混凝土低温有效预压性能试验研究

为评估低温储罐类预应力混凝土结构设计及安全性能,通过对混凝土施加各种初始预压应力水平(0.2、0.3、0.4、0.5、0.6及0.7)并在-160℃低温作用下的试验,系统地探讨其有效预压性能变化规律,同时比较较高和正常两种较为典型混凝土含水率情况对其影响差异。结果表明,随施加的初始预压应力水平提高,混凝土降温点和温均点时的有效预压应力损失率均呈下降的变化趋势,而其降温段和恒温段时的有效预压应力变化率的变化较为复杂;混凝土达其降温点后恒温阶段的有效预压应力损失均有所恢复,且随初始预压应力水平的提高其恢复程度更加明显;含水率对不同初始预压应力水平混凝土低温作用下降温点和恒温点时的有效预压应力损失率变化趋势未产生影响,仅使其变化程度有较明显的差异。

头部支撑面角对连杆螺栓与大头盖接触应力的影响

国标六角法兰面螺栓对螺栓支撑面角度范围提出设计指导,但没有具体指出最佳角度,且其对螺栓预紧力及支撑面应力的影响尚无明确结论。通过建立发动机连杆螺栓的精细拧紧有限元仿真模型,并利用Yamamoto解析法验证了连杆螺栓有限元模型的准确性。研究了螺栓头部支撑面角对拧紧载荷下连杆螺栓预紧力和应力分布的影响,同时通过计算疲劳安全系数对螺栓头部支撑面的结构可靠性进行综合评估。结果表明:螺栓头部支撑面角取0.5°为最佳;提出了带有U型沉割槽的连杆螺栓结构模型,优化后的螺栓结构在螺栓头部与螺杆结合处的平均应力下降16.2%,平均疲劳安全系数提高19.6%。

超高压压裂管汇由壬接头预紧特性分析

针对超高压压裂管汇由壬接头安装预紧力不当导致结构破坏或密封泄漏的问题,以某公司研制的175 MPa超高压由壬接头为研究对象,利用ABAQUS建立由壬接触模型,采用有限单元法对该接头进行应力分析与强度评定以及密封性能判定。结果表明:预紧力大小对母由壬应力几乎没有影响,对公由壬、翼型螺母和三瓣挡圈应力有显著影响,且都呈现正相关性,影响程度从高到低依次为公由壬、翼型螺母、三瓣挡圈和母由壬;额定工况下预紧力超过250 kN时,公由壬轴肩圆角处应力超过其材料许用应力,结构静强度不满足要求可能会发生结构破坏;预紧力小于150 kN时,不足以抵抗内压作用,公由壬和母由壬球头锥面密封结构分离;在能够确保球头锥面密封性和结构安全性的150~250 kN预紧力范围内,氢化丁腈橡胶(HNBR)密封圈表面接触应力始终大于实时流体工作压力,密封圈密封性能良好。推荐安装预紧力范围为150~250 kN,在该范围内密封圈结构的静强度以及密封性均能满足要求。

HL-3装置碳基第一壁螺栓预紧力分析

通过对HL-3装置第一壁基本模块进行高温下的螺栓预紧力分析,获得第一壁结构的应力分布及螺栓预紧力的变化情况,为碳基第一壁结构的现场安装提供数据支撑。

多叶式径向动压气体箔片轴承预紧力仿真

为获取多叶式径向动压气体箔片轴承大预紧装配过程中各部件状态,基于显式动力学方法建立了该类轴承的非线性接触模型,并讨论了预紧量、静态偏心率对转轴表面应力分布的影响,研究结果表明:多叶式箔片结构在平箔片搭接区域及与转轴接触区域应力较大;当无静态偏心时,转轴表面应力分布呈周期对称状态,有静态偏心时,则呈余弦形式,且应力波峰波谷数量与箔片数量一致;同时,预紧量越大,转轴表面应力越大,而静态偏心率越大,转轴表面主要受压区峰谷间应力差越大。

核电汽轮机高压缸变形控制关键技术研究及应用

以某百万千瓦核电汽轮机高压缸为研究对象,建立三维模型,并用ANSYS/WORKBENCH计算分析了稳态运行时汽缸轴封处温度分布与螺栓预紧力对汽缸变形的影响,同时针对性地提出了控制汽缸变形的处理方案,经过在同类型多台次机组上的实施验证,效果良好。

水载预压下复合地基沉降及桩土受力特性分析

以广东省某高速公路T3标段为研究对象,部分路段采用预制管桩复合地基加固软土地基,采用水袋加载的方法进行等载预压,选取3个典型监测断面埋设传感器,监测分析地基土和桩身的沉降、土压力、桩身轴力的变化规律。结果表明:复合地基中桩体为主要的受荷体,设置褥垫层使其产生刺入变形,可有效调动地基土的承载力;荷载在地基中的传递存在滞后性,提升加载速率可有效改善荷载的传递速率,分级加载有助于达到更好的预压效果;过大的加载速率会导致土压力与桩身轴力出现波动,通过荷载重分配实现桩土共同承担上部荷载。采用水载预压联合预制桩复合地基处理软土路基,可降低30%的施工成本,且可有效提升地基工后的稳定性。

抽水蓄能电站顶盖螺栓应力分析

抽水蓄能机组工况变化复杂,顶盖在运行过程中受到复杂的水推力作用,会使顶盖螺栓的应力发生变化,特别是在机组甩负荷过程中,螺栓的受力特性直接关系到机组的运行安全,因此,有必要全面了解顶盖螺栓在典型工况下的应力水平。本文利用电阻应变测量法,在抽水蓄能电站顶盖螺栓的中间截面布置应力测点,测试螺栓在预紧状态、甩50%负荷、甩100%负荷工况下的应力。结果表明,顶盖圆周方向上的螺栓受力不均匀,螺栓在安装后预紧存在损失的现象;机组甩负荷过程中,螺栓受到一定的弯曲载荷,在顶盖合缝面处的螺栓的应力幅值最高。

高铁声屏障连接螺栓松弛对疲劳寿命的影响

螺栓的疲劳寿命和松弛寿命影响着螺栓的使用寿命,在疲劳和松弛的共同作用下,柱脚处连接不断退化,为探究高铁声屏障连接螺栓松弛对疲劳寿命的影响,以某速度为400 km/h高铁声屏障非对称排布和对称排布螺栓为研究对象,利用ANSYS建立柱脚螺栓有限元模型,通过降温法施加预紧力,并施加正负单位弯矩荷载,计算柱脚最不利螺栓在不同预紧力作用下的应力幅,提出了应力幅随预紧力变化的拟合关系式;利用Midas建立声屏障整体模型,分析列车在400 km/h行驶速度下结构动力响应特性,提取柱脚螺栓弯矩时程结果,对仅考虑疲劳失效的螺栓寿命和考虑松弛疲劳共同影响下的螺栓寿命进行比较.研究结果表明:螺栓松弛会使预紧力下降,导致两种柱脚模型的螺栓应力幅增大;在已有的柱脚螺栓时程计算中,考虑松弛疲劳共同影响下的疲劳寿命比仅考虑疲劳作用时大大降低,当松弛导致预紧力下降至55%以后,将会产生疲劳效应,该结果可为连接结构领域设计人员定量评估螺栓寿命以及对螺栓的维修养护方面提供参考依据.

给定初始预压应力水平混凝土不同超低温下有效预压性能试验研究

通过给定初始预压应力水平混凝土经历0℃、-20℃、-40℃、-60℃、-80℃、-100℃、-120℃、-140℃和-160℃的低温作用试验,探讨不同低温作用下混凝土的预压应力变化规律.结果表明,随作用的低温降低,混凝土的降温点和温均点预压应力损失率均呈先快速上升后下降的变化趋势,其中下降时前者很平缓、后者则较明显;而降温段和恒温段预压应力变化率有所不同,但作用的低温较低时均呈下降变化态势.混凝土恒温时相较于降温时的预压应力损失率和预压应力变化率均较小,达降温点后的恒温阶段混凝土的预压应力损失还有所恢复.较低初始预压应力水平混凝土的预压应力损失率和变化率均高于较高初始预压应力水平,并且与作用的低温有关.试验结果可为低温储罐类预应力混凝土结构的设计和安全评估提供参考。

初始预压应力水平对混凝土超低温下预压性能影响试验研究

通过试验探讨了初始预压应力水平对混凝土超低温下预压性能的影响,考察的应力水平为0.2、0.4及0.6,选取的作用温度分别为-40、-80、-120℃及-160℃。结果表明,不同初始预压应力水平混凝土的预压应力损失量在各降温区间的降温阶段随降温基本上呈线性增大趋势,而其恒温阶段随恒温时间则先有所增大后呈减小甚至出现预压应力损失量恢复状,且作用的低温越低时恢复越明显;混凝土预压应力损失率在各降温区间的降温阶段随初始预压应力水平提高而降低,但恒温阶段则变得较为复杂;不同初始预压应力水平混凝土预压应力损失量均随降温点温度的降低呈现出近于线性增大的趋势,而随温均点温度的降低则呈先逐渐增大之后趋于平缓的变化态势。结合试验数据,给出了降温点和温均点时混凝土预压应力损失量随温度变化的拟合关系式。

加载方式对垫片应力的影响及其泄漏率预测

垫片是螺栓法兰连接系统中的关键密封元件,在实验室对其进行泄漏率测量时,多采用刚性法兰通过试验机进行均匀加载,而忽略了生产实际中螺栓加载方式对泄漏率的影响。采用数值模拟方法研究实际操作常用的交叉加载、顺次加载和ASME PCC-1-2013标准中传统星形加载方式对垫片应力的影响,并将这3种加载方式与均匀加载方式进行比较。结果表明:3种加载方式都存在着螺栓预紧载荷不均匀的情况,但相比之下传统星形加载方式的预紧效果最佳,最接近均匀加载时的预紧效果;在相同载荷下,不同加载方式所得垫片上的应力不同。考虑垫片应力分布的不均匀性,对现有泄漏率预测公式进行了修正,并通过试验对修正后的公式进行验证。结果表明:修正后的公式所预测的泄漏率与试验结果更为接近。研究工作对提高螺栓法兰连接系统泄漏率预测的准确性具有重要意义。

建筑夹心保温墙施工中的无分布式拉结筋预制外叶墙装配技术研究

本文主要探究了无分布式拉结筋预制外叶墙装配技术在某建筑夹心保温墙施工中的应用。文章首先介绍了预制外叶墙的制作工艺,在承托梁上砌筑墙片,并在砌筑完毕后施加预压应力以提高预制外叶墙的结构强度和抗拉能力。随后分别从吊升和安装两方面,概述了无分布式拉结筋预制外叶墙的装配要点。在吊升时,需要借助于吊装梁连接墙体上端,保证应力均匀分担,防止应力集中导致的裂缝等破坏。安装后及时检查预制外叶墙的水平高度是否一致、稳定性是否达标。本工程中应用无分布式拉结筋预制外叶墙装配技术,达到了质量可靠、节约成本、缩短工期的效果。

预应力混凝土0#块预压方案及经济比选

预应力混凝土连续梁,在近几年铁路建设中越来越多。预应力混凝土连续梁跨越既有线路(铁路、公路、航道等),因此预应力混凝土连续梁施工备受关注,在安全、质量、进度(涉及到大吨位预应力混凝土预制梁的铺架)各个方面都是卡控重点,同时因为备受关注,施工单位工期压力与资金压力很大。本文是在安全与质量的前提下,积极探索新方法,缩短工期,降低成本。影响预应力混凝土连续梁施工的因素很多,本文选取0#块预压为研究点。

连续梁支架设计及预压技术应用

以某全互通立交匝道现浇梁支架为例,详细阐述了支架设计方案与受力检算分析,并结合支架整体预压监测技术,对全过程施工关键工序和施工工艺流程及标准进行了提炼总结,经现场实施后证明该结构体系能够在支架沉降、变形和承载能力方面均满足设计、规范、施工安全和质量要求,为后续现浇梁施工提供了安全技术保障,取得了较好的经济效益和社会效益,具有一定的推广应用价值,以期为类似工程提供有益借鉴。

真空排水预压下土体变形的应力路径分析

通过室内试验 ,对真空排水预压下土体变形特性进行了应力路径分析 ,测定软土地基在真空预压加固后应力路径的改变对沉降量的影响 ,论证真空排水预压加固软土地基不能消除其剪应力引起的剪切变形 ,结合实例 ,计算其后期沉降量与固结沉降量的比值 ,并推算软土地基在真空预压下其最终沉降量计算公式的修正系数。

螺栓联接结构接触应力及结合面刚度影响因素研究

在考虑板与板以及螺栓与板间非线性接触、摩擦和螺栓预紧力等影响因素基础上,构建螺栓联接结构的三维有限元分析模型。基于被联接件压应力呈圆锥体分布假设,推导出接触应力分布三次数学表达式,计算结果与有限元数值模拟结果相比最大偏差为9.2%;基于有限元计算,分析不同被联接件厚度、不同螺孔间隙以及不同螺母直径对结合面刚度影响规律,获得结合面刚度计算经验公式,与有限元分析结果相比,公式计算最大偏差为5.24%。

冲击载荷下螺栓预紧力对应力波影响分析

目的研究拉伸冲击载荷作用下螺栓预紧力对应力波的影响。方法针对螺栓弹性变形、塑性变形和冲击破坏3种情形,对螺栓未施加预紧力及施加不同预紧力下的连接结构进行冲击数值模拟,对比分析连接结构的测点应变及螺栓响应,并与霍普金森拉伸实验结果进行对比。结果螺栓达到断裂或塑性变形时,预紧力对测点应变及螺栓最大应力影响较小;螺栓弹性变形时,预紧力对测点应变及螺栓最大应力影响较大。结论螺栓达到断裂或塑性变形时,螺栓拉伸变形远大于预紧力变形,此时预紧力影响可忽略;螺栓在弹性变形时,螺栓拉伸变形与预紧力变形程度接近,此时预紧力影响不可忽略,且预紧力越高,螺栓变形越大。

重塑黏土空心圆柱试样制备技术改进及应用

受大体积制样降低土体均衡性及取芯扰动试样的影响,目前在包括主应力轴旋转等复杂应力路径下所开展的重塑软黏土力学特性试验研究的可靠性有待进一步提高。基于真空预压技术设计了制备重塑样的新型装置及方法,具有渗透排水与内壁成型双重作用的竖向排水体、分级施加真空负压以及多个试样同时制作等部件和技术,可快速制备大量空心圆柱试样,所制试样含水率具有较好的均匀性和一致性,减小了后期取芯对试样造成的扰动。开展了主应力轴旋转路径下的相关验证试验,从土体力学性能方面证明了所制试样用于研究复杂应力路径条件下土体性态演变规律的可靠性,为系统研究软黏土静动力学特性与长期稳定性提供了前提。

负载下碳纤维布约束混凝土方柱轴压应力-应变关系的试验研究与分析

通过16个碳纤维布约束混凝土方柱的轴压试验,研究了方柱在不同的负载水平和碳纤维包裹层数下的破坏特征和力学性能,并对负载导致约束混凝土峰值点应力和应变下降的原因进行了分析。试验结果表明,负载水平的大小对于碳纤维布的约束效果是有明显影响的。随着负载水平的提高,第二阶段刚度、峰值点应力和应变均逐渐下降;而碳纤维包裹层数的增加,则放大了这种效应。本文在已有未负荷状态下碳纤维布约束混凝土的相关研究成果的基础上,根据本文的试验结果,首次提出了考虑负载影响的第二阶段刚度、峰值点应力和应变的计算公式,并提出了考虑负载影响的碳纤维布约束混凝土方柱的应力-应变关系计算模型。