双金属复合管屈曲失效机理及临界载荷研究

为探究双金属复合管的屈曲失效机理,利用ABAQUS软件建立了双金属复合管有限元模型,考虑成型残余应力的存在,分析了弯曲过程中弯矩、椭圆度和内衬褶皱幅值随曲率的变化规律;研究了内衬管屈服强度、内衬管径厚比以及外基管径厚比对双金属复合管屈曲失效的影响,并进一步给出了临界弯矩和临界曲率的预测公式。分析结果表明:屈服强度更高的内衬管可提高复合管的临界弯矩,但会降低复合管的临界曲率;更小的内衬管径厚比和外基管径厚比均可提高复合管的临界弯矩和临界曲率;相较于临界弯矩,内衬管屈服强度和径厚比的改变对临界曲率影响更为明显,外基管径厚比的改变则对两者均具有十分明显的影响;临界弯矩和临界曲率公式预测结果与有限元计算结果的相对误差不超过4%和12%。所得结论可为双金属复合管的设计和安全评价提供参考依据。

奥氏体不锈钢管窄间隙焊接残余应力分布及径厚比影响研究

采用轮廓法试验测试和有限元数值模拟研究φ273 mm×28 mm的316L奥氏体不锈钢管窄间隙多道焊接残余应力的分布特征,并基于数值模拟研究了不同径厚比对管环焊缝残余应力的影响规律。结果表明:计算得到的环向应力和轮廓法测试结果在焊缝内部的分布趋势相近;焊缝区环向应力和轴向应力沿厚度方向呈现“弯曲型”分布特征,即内壁附近的焊缝及邻近区域为压缩应力,外壁区域为拉伸应力。厚度不变的情况下,随着径厚比R/t增大,焊缝区域的环向拉伸应力区略增大,压缩应力区减小;而内壁附近的轴向压应力值减小,外壁附近的轴向拉应力值也减小,沿厚度方向的轴向应力向“自平衡”应力状态转变。

管道厚度对电容层析成像的影响

为了分析管道厚度对电容传感器的作用,定义了径极比(传感器管道内径与外径之比)的概念。通过ANSYS和MATLAB相结合的数值计算方式,探讨了8电极ECT传感器在不同径极比下的电容绝对值、电容变化值、电容变化率以及灵敏场的变化规律。随着径极比的增加,传感器电容对管内介质的灵敏度增加,且4种组合形式电极对的电容受管道厚度的影响程度有很大差异。仅采用LBP算法分别在不同径极比下重建层流、核心流和环状流图像。计算发现,高径极比下重建图像误差小,而在低径极比下层流的重建图像精度高于核心流和环状流。

空芯螺管型超导储能磁体的优化设计方法

微、小型超导储能系统由于运行操作灵活性和制造工艺简单而在电力系统中具有广泛的应用前景。作为超导储能系统的关键部件 ,储能超导磁体的优化设计 ,不仅应从技术上保证超导储能系统运行的安全可靠性 ,而且应能最大限度地降低制造成本。本文针对超导储能磁体系统的基本组成单元———螺管型超导磁体 ,从磁体绕组的基本参数如绕组厚度、径高比的变化出发 ,分析了螺管型储能超导磁体的储能效率 ,提出了螺管型超导储能磁体的优化设计方法。

配圆钢管钢骨混凝土柱轴压承载力计算及径厚比分析

通过考虑外围混凝土和箍筋对钢管以及核心混凝土的约束作用 ,根据钢管屈服推导出钢管与核心混凝土的实际受压极限强度 ,并建立配圆钢管钢骨混凝土柱轴压承载力计算公式 ,其计算值与试验结果吻合良好。在此基础上分析了钢管径厚比与承载力之间的关系 ,提出一些有用的建议 。

正交各向异性空心圆柱体中的纵向导波

基于三维线弹性理论,采用勒让德正交多项式展开法,推导了正交各向异性材料中纵向导波的耦合波动方程,并对耦合波动方程进行了数值求解。首先,为确定方法的适用性和准确性,利用Disperse软件求解各向同性空心圆柱体中纵向导波的频散曲线,并将其与勒让德正交多项式展开法求解结果相对比,二者结果完全一致。然后,讨论了勒让德正交多项式截止值对轴对称导波频散曲线收敛性的影响,并从数值计算的角度分析了产生影响的原因。最后,针对碳纤维缠绕的复合材料空心圆柱体,分别求解纵向、扭转和弯曲三种不同模态纵向导波的相速度频散曲线。计算了不同径厚比下的弯曲模态相速度频散曲线,分析径厚比的变化对频散曲线的影响。

正交各向异性空心圆柱体中的周向超声导波

周向导波适于大直径管道纵向缺陷的超声无损检测。基于三维弹性理论,采用一种正交多项式法研究正交各向异性无限长管道中的周向导波。为验证方法的正确性与适用性,首先计算了各向同性和横观各向同性管道中的周向导波并与已有数据相比较。其次,计算了单向复合材料中不同纤维增强强度下的频散曲线,论证了纤维增强强度变化对于频散曲线的影响。最后,求解了不同径厚比下正交各向异性管道的周向导波的频散曲线,论述了径厚比的变化对频散曲线的影响。

浮环轴颈轴承的稳态特性

在半周Sommerfeld条件的基础上,使用Galerkin方法给出浮环轴颈轴承的解。详细地分析了有限宽浮环轴颈轴承稳态参数的影响因素,从而得到结构特征尺寸选择的较佳范围。引入当量普通轴承和等间隙普通轴承与浮环轴承相比较,从而为轴承的方案选择提供依据。

水泥环对套管载荷影响的理论研究

用解析方法对非均匀地应力情况下水泥环对套管载荷影响的研究表明,水泥环对套管载荷的影响取决于水泥环厚径比、水泥环与地层材料的差异系数以及地层与套管的刚度比这3个因素,其中刚度比起着重要作用。当刚度比λ≥1-2ν(ν为水泥环泊松比)时,用较高弹性模量的水泥固井可以降低套管载荷;当刚度比λ<1-2ν时,用较低弹性模量的水泥固井可以降低套管载荷。一般情况下,增加水泥环的厚度可以降低套管载荷。水泥环与套管光滑接触情况下,套管载荷非均匀程度降低,基本上呈均布载荷。

致密砂岩气藏水驱动态采收率及水膜厚度研究

储层水饱和度和采收率是油气藏勘探和开发的重要参数。采用半渗透隔板法测定ＺＢＸＲ气藏储层平均束缚水饱和度为２６％ ，应用理论公式计算其束缚水膜厚度为０．０４３ μｍ 。实验模拟水驱基质岩块的最终采出程度为４５％ 左右，相应的水膜厚度为０．１１９ μｍ 。为提高裂缝性致密气藏的最终采收率。

基于延性性能圆形钢桥墩內填混凝土补强填充高度的简易计算方法

目的探明圆形钢桥墩内填混凝土补强填充高度的计算方法及长细比和钢管径厚比参数对圆形截面钢桥墩承载力、延性等抗震性能的影响.方法在确定有限元分析与试验结果吻合的基础上,采用ABAQUS有限元软件对9组60个不同填充混凝土桥墩模型进行非线性数值模拟分析.结果与空钢管桥墩柱相比,部分填充混凝土圆形钢桥墩具有良好的抗震性能.随着混凝土填充率的增加,该类桥墩的延性和承载力均有所提高,超过最适填充率后,持续增加混凝土填充率,模型的承载力提高但延性下降.结论拟合出的混凝土填充率、承载力及延性与长细比和径厚比的关系公式为圆形钢桥墩内填混凝土补强填充高度的设计提供了依据.

3种不同钢管混凝土本构关系模型研究

对韩林海,Susantha,Saenz 3种钢管混凝土核心混凝土的单轴应力—应变关系做了介绍,对采用不同混凝土强度等级、不同径厚比(宽厚比)的圆钢管(方钢管)混凝土的应力—应变关系作了分析,并对3种不同本构关系作了对比分析研究。结果表明:对于相同等级的混凝土,径厚比(宽厚比)越小,钢管对核心混凝土的约束效应越好,即核心混凝土强度提高越大;Saenz模型的延性好于其他两种模型,应力峰值较大;3种模型中,圆钢管对混凝土的约束效应明显好于方钢管。

圆柱壳在热载荷作用下的非线性振动

采用伽辽金原理及改进的L -P法研究了圆柱壳在热载荷作用下的非线性振动 ,并讨论分析了温度、长径比、厚径比对圆柱壳固有热振动频率的影响。

刚性快轴向冲击圆柱壳动力屈曲的计算机模拟

用ANSYS/LS—DYNA对轴向冲击的薄壁圆柱壳的动力屈曲进行了计算机模拟。模拟中考虑了大变形效应。模拟结果表明:径厚比、约束条件、冲击速度、材料参数等对柱壳的对称和非对称动力屈曲有明显的影响。当圆柱壳一端自由一端固定时,径厚比R/h≤26,柱壳发生轴对称屈曲;反之,发生非轴对称屈曲。当圆柱壳一端夹支一端固定时,轴对称屈曲的范围增大,其径厚比R/h≤31,发生轴对称屈曲。当径厚比、约束条件、材料参数等不变时,随着冲击速度的增大,屈曲由轴对称变为非轴对称。在相同条件下,柱壳高度在一定范围内时,轴对称屈曲的范围随着圆柱壳高度的增加而变大。材料的塑性强化模量?屈服应力等对薄壁圆柱壳的动力屈曲也有明显的影响。

高速铁路风积土路基不均匀沉降特性与控制

为研究高速铁路有关区域类型土的问题,以高速铁路风积土路基为研究对象,利用MIDAS/GTS进行高速铁路风积土路基不均匀沉降特性的研究.结果表明,地基加固桩和土之间存在相对变形和变形关键区,分析变形关键区找出影响风积土路基不均匀沉降的因素,进而得出径距比概念.采用控制变量法通过单因素数值模拟分析得出最佳径距比和碎石垫层厚度,通过拟合计算得出同时考虑径距比和碎石垫层厚度耦合作用的地基桩沉降计算式以及桩间土沉降计算公式.

环锥行星无级变速器的弹性流体润滑设计及牵引油选择

介绍了环锥行星无级变速器的弹性流体动压润滑(EHL)设计,推导出传动元件接触点的运动方向及其垂直方向当量曲率半径dρx和dρy、运动方向滚动速度u的计算公式,计算出接触点的无量纲速度U、载荷W和材料参数G,得出接触区中央油膜厚度hc、最小油膜厚度hm in和膜厚比Λ随传动比iba的变化规律。实际应用表明,根据设计结果加工的传动元件表面粗糙度达到0.1μm,膜厚比3<Λ<10,基本实现了传动元件最小的磨损和最长的寿命。比较了Santot-rac合成牵引油与Ub无级变速器专用油的性能,选用Ub-1无级变速器专用油。

波阻板隔振设计方法及优化

从实际应用的角度出发,提出波阻板(WIB)的设计方法及其优化设计:假设WIB均为圆板,详细研究了在经济投入一定(某强度等级的WIB混凝土体积不变)的情况下,如何合理确定圆形混凝土WIB的厚度与直径之比(厚径比),以使隔振效果达最佳。

寒冷地区装配式建筑外围护结构节能设计研究

外围护结构的节能设计对实现装配式建筑使用过程的节能至关重要,从外墙、屋面、外窗类型及窗墙比对装配式住宅负荷的影响进行研究。以西安市某装配式住宅为例,建立基础模型,得出建筑各朝向合理的窗墙比和外围护结构适宜的保温层厚度,并优化住宅模型外围护结构的节能设计,研究能否达到绿色建筑标准的要求,为寒冷地区装配式住宅的节能设计提供一定的参考。

深度冷旋对超薄壁大径厚比镍基合金焊接筒性能的影响

对C-276镍基合金薄壁大径厚比焊接筒形件进行深度冷旋,获得直径为φ558mm、壁厚为0.42mm的超薄壁筒;通过拉伸试验、显微组织观察、腐蚀性能试验等分析了深度冷旋对基体与焊缝力学性能、显微组织以及耐腐蚀性能的影响。结果表明:冷旋减薄80%后,基体晶粒明显细化,取向性增强,焊缝晶粒由粗长的鱼骨状枝晶变成小颗粒状晶粒;冷旋减薄80%+1150℃固溶退火后,基体晶粒与冷旋前相近,抗拉强度基本保持不变,伸长率提高了23.28%,而焊缝晶粒比基体的更加细化,抗拉强度超过了基体的,较冷旋前提高了10.11%,伸长率提高了43.6%,焊缝和热影响区的耐腐蚀性能得到了改善。

正交各向异性圆柱板中周向衰逝导波频散特性

针对复数根描述的衰逝波难以求解的问题,提出一种基于正交多项式级数法计算导波问题的改进方法,使其能够求解衰逝波问题,该方法可同时求解得到纯实数根、纯虚数根和复数根.计算了大径厚比圆柱曲面板中的周向衰逝导波频散曲线,并与已有文献计算的板频散结果进行比较,验证了提出方法的正确性.应用提出方法计算得到了不同圆柱板中周向衰逝导波频散,给出了完整的三维频散曲线,研究了不同径厚比和材料弹性参数对衰逝导波频散特性的影响.