Extrusion process of 304L H-shaped stainless steel used in passive residual heat removal heat exchanger

304L H-shaped stainless steel is used as the support frame of the passive residual heat removal heat exchanger(PRHR HX) in a nuclear fission reactor. The extrusion process is adopted to manufacture the 304L H-shaped stainless steel. Finite element method simulation is herein used to analyze metal flow characteristics, optimize the extrusion die, and predict the extrusion force at different temperatures and speeds. A Φ400-mm container and Φ388-mm forging billet are selected, and the 304L H-shaped stainless steel is successfully manufactured using a Germany SMS 60 MN horizontal extruder. The mechanical properties and microstructure of the manufactured 304L H-shaped stainless steel meet the requirements of the PRHR HX, and the surfaces of the product pass the dye penetration test. The H-shaped stainless steels are used in Haiyang nuclear power plant in Shandong Province.

铰接阻尼支吊架设计与分析

为了防止管道结构在地震工况下的破坏,在传统抗震支吊架基础上,将U型软钢阻尼器加入其中,提出了一种铰接阻尼支吊架。以目前常用的消防管道为例,利用ANSYS软件建立数值模型,对设置铰接阻尼支吊架的结构进行了力学分析,并与传统抗震支吊架减振效果进行了对比,结果表明:铰接阻尼支吊架刚度小,受力更加均匀。随着地震烈度的提高,铰接阻尼支吊架对管道的位移和加速度的减振效果明显优于传统抗震支吊架,其中,抗震设防烈度为7和8度时,位移和加速度减振率均可以达到40%以上。从提出的滞回曲线可以看出,铰接阻尼支吊架耗能能力优良。

基于不同涡黏模型的三心拱巷道风流数值模拟研究

为了研究不同湍流模型在预测U形钢支护三心拱巷道截面风速分布的差异性,选取相同边界条件下风洞实测风速与基于标准k-epsilon模型、标准k-omega模型、Spalart-Allmaras模型等3种湍流模型的仿真风速进行比较。结果表明,上述3种湍流模型均能大致描述巷道风流特征,巷道截面处风速实测值与仿真值的绝对误差与入口风速呈正相关关系,与壁面距离呈负相关关系;以绝对误差平均值和均方根误差为评判准则,标准k-epsilon模型在模拟巷道风速时与现场实测风速数据的拟合度较高,Spalart-Allmaras模型次之,标准k-omega模型拟合度较低。

早强水泥基砂浆增强H型钢节点承压能力试验研究

装配式钢结构支护体系在基坑支护中被逐步推广。针对H型钢围檩的局部承压能力低的难题,使用早强水泥基砂浆填充承压节点区。试验研究表明,填充早强水泥基砂浆可以有效约束H型钢翼缘和腹板的屈曲及变形,增强H型钢承压节点的局部承载能力。

柱脚耗能摇摆钢支撑结构滞回性能分析

柱脚耗能摇摆钢支撑结构是一种具有可恢复功能的结构形式,具有良好的耗能能力,柱脚破坏后易于替换修复。采用ABAQUS有限元分析软件建立柱脚耗能摇摆钢支撑结构模型,耗能柱脚采用两种不同的构造形式,分析了结构在低周往复荷载作用下的滞回性能。分析结果表明:柱脚耗能摇摆钢支撑结构滞回曲线饱满,耗能能力强,变形能力好。耗能柱脚依靠耗能剪切板孔间短柱进入塑性耗能,剪切板孔间短柱端部为薄弱部位,加载过程中最先发生断裂;耗能柱脚耗能板孔间短柱宽度越大,耗能柱脚剪切板宽度越小、结构的跨度越大,构件的耗能能力越好,分析了柱脚耗能摇摆钢支撑结构的典型屈服机制,基于小变形假定,推导了屈服承载力计算公式,与有限元分析结果比较吻合较好,能较好地为实际工程提供依据。

深井高应力托顶煤巷道锚索梁支护结构优化研究

针对深部地层中托顶煤巷道存在的支护难、顶板变形大等问题,采用数值模拟和室内试验方法,提出托顶煤巷道锚索梁π形钢结构参数优化方案,对比分析了U形钢和π形钢锚索梁支护结构优劣。结果表明:在施加荷载条件下,相较于U形钢,π形钢变形量基本不变,其抗变形能力更强;在倾斜荷载作用下,π形钢梁的承载能力平均比U形钢高出12.0%,新型π形钢梁具备更大承载能力,支护效果更好。

泥化软岩巷道的支护优化设计

为解决采用传统U型钢支架对软岩巷道进行支护所面临的冒顶和两帮移近量增加的问题,对1201工作面基本地质条件分析的基础上,分析了传统U型钢支架支护不到位的原因,并提出了采用管棚进行超前支护和注浆加固进行强化支护的理念,并对优化后的效果进行综合评估,得到理想优化效果。

基于SolidWorks热力耦合仿真的光伏组件层压机加热板的结构分析

针对光伏组件层压机的加热板支撑梁部件进行SolidWorks热力耦合仿真分析。为使层压机加热板适于采用电加热元件加热以及减重降本,提出采用T型钢作为加热板支撑梁,既能为铺设电加热加热元件留出空间,又能减轻质量及其附加费用,还能保证变形量在工艺要求的范围。文中还对多种尺寸的T型钢抵抗变形的能力进行了分析,确定其中最具经济性和力学性能的T型钢,其与传统H型钢支撑梁结构相比,在最大变形量更小的前提下,总重仍降低858 kg(约40%)。

地质构造影响区破碎围岩巷道支护技术研究

地质构造影响区巷道掘进期间普遍面临围岩破碎、构造应力发育等,巷道掘进期间容易出现冒顶、片帮、围岩变形量大等问题,是矿井煤炭生产期间需要重点解决的问题。以S204回风顺槽通过F34断层为工程背景,为实现巷道围岩变形有效控制,采用数值模拟研究分析S204回风顺槽原支护措施下围岩变形情况,发现现有支护措施无法满足支护强度要求,支护完成30 d后掘进断面左帮整体垮落,右帮变形严重,底板鼓起。依据现场情况对F34断层区域进行超前注浆,结合U型钢增强支护,使用顶板离层仪对增强支护措施进行考察,根据观测结果可知,断层区域超前注浆结合U型钢支护有效控制S204回风顺槽通过F34断层围岩失稳,最大位移量30mm,围岩稳定。

煤层跨采下地质雷达现场探测技术及巷道变形监测研究

针对北辛窑煤业深部煤层存在下伏大巷变形与破坏的问题,在雷达测定巷道松动圈的基础上,提出了“U”型钢支护方案,并对其进行了二次强化支护,确定了各种支护参数;监测跨采条件下大巷的变形与位移情况,记录跨采开采过程中巷道支护力的动态变化。试验结果显示。在跨采作用下,巷道底板发生了明显向上抬升,最大抬升幅度达287.4 mm。经“U”型钢二次支护后,跨采期间煤层下伏大巷没有出现变形破坏。

复采工作面沿空留巷架棚支护技术研究

针对复采工作面沿空留巷巷道顶板和帮部破碎及受多次动压影响的问题,提出了架棚支护的5种形式。针对不同的支护形式,对顶板和帮部的联接部分进行强度计算,提高了支架的整体稳定性和可操作性,为复采工作面沿空留巷巷道支架选型提供了思路。

异形钢箱梁异形块梁底支座反力研究

文章以某市政立交桥改造项目中的某联异形钢箱梁桥为例,研究了异形端支座反力与支座处横梁截面形式的关系。文章首先对该项目及其所采用的异形钢箱梁进行了概述,其次采用Midas Civil软件进行有限元建模,并对其进行支座反力计算,发现其异形端支座反力受横梁截面形式的影响较大,且当横梁采用箱型截面时,支座反力分布情况与其他截面形式存在显著区别。因此,进一步对支座反力与横梁截面的关系进行深入研究,最终确定箱型截面为最优横梁建模截面形式。

开拓巷道围岩变形严重段加固技术研究

依据2采区运输大巷现场条件、围岩变形特征及巷道钻孔窥视成果等,分析巷道局部围岩变形严重的主要原因为围岩强度低且破碎、地质构造及采动压力叠加影响、原有支护方式不合理等。为此,提出通过锚注+U型钢可伸缩支架+锚杆补强方式对巷道围岩进行补强加固,具体措施为:(1)通过注浆提高围岩承载能力及强度;(2)U型钢可伸缩支架+锚杆可充分发挥被动支护及主动支护优势,给巷道围岩较大的支护作用力。结合2采区运输大巷现场情况具体给出巷道加固技术方案,现场应用后,2采区运输大巷围岩变形严重问题得以较好解决,其中监测到顶板、巷帮变形量分别稳定在76 mm、54 mm,巷道断面收敛量较小,可满足后续使用需要。

外包内翻U形钢-混凝土简支组合梁负弯矩区有效翼缘宽度分析

外包内翻U形钢-混凝土简支组合梁作为一种新型组合梁,其负弯矩区有效翼缘宽度被研究得甚少。为了探索该种新型组合梁负弯矩区有效翼缘宽度的影响因素,在本课题组负弯矩区受弯性能试验研究的基础上,采用有限元软件ABAQUS分析了有效翼缘宽度的变化规律,并针对跨中截面详细研究了荷载类型、宽跨比(b_(f)/L_(0))和高厚比(h/h_(f))对弹性和弹塑性阶段有效翼缘宽度的影响规律。研究结果表明:不同荷载类型下,均布荷载作用下的有效翼缘宽度大于非均布荷载作用下的有效翼缘宽度;当b_(f)/L_(0)<0.40时,有效翼缘宽度系数β近似等于1.00且不随宽跨比变化,当0.40≤b_(f)/L_(0)≤1.00时,β随宽跨比的增大而近似线性减小,弹塑性阶段的β略大于弹性阶段的β,且减小率小于后者;高厚比对有效翼缘宽度的影响可以忽略。基于有限元分析结果,提出了有效翼缘宽度的简化计算公式,并与《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)中的公式进行了对比。对比结果表明:相较于《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)的计算结果,本文公式的计算结果与有限元计算结果吻合得更好;规范计算结果与另外2种方法的计算结果差别较大,偏于保守。

免架体叠合板支撑结构受弯性能数值模拟

为了解决H型钢梁+叠合板组合楼盖在施工过程中的楼板支撑问题,提出了一种免架体支撑的、端部可调的叠合楼板支撑结构。该支撑结构由端部可调支座和对拼冷弯薄壁C型钢两部分组成。建立13个免架体叠合楼板支撑结构的有限元模型,研究其在施工荷载作用下的受弯承载性能。分别研究C型钢板件厚度、腹板高度和翼缘宽度对支撑结构抗弯承载能力的影响,给出支撑结构的使用意见,结果表明使用意见可以较好地满足施工要求。

HC工法组合桩在软土地区基坑支护中的应用

HC工法组合桩是一种新型组合式型钢基坑支挡结构,具有高强度、高刚度和良好的抗侧倾能力。以浙江省台州市某工程项目为工程背景,介绍了HC工法组合桩在软土地区基坑支护中的应用,阐述了基坑支护设计、施工方法及要点,并分析了基坑监测数据。工程实践表明,HC工法组合桩在软土地区基坑支护中应用效果优良,可提供稳定支撑结构且对周边环境及地下管线的影响较小。

帽型H型钢嵌合型组合桩在软土基坑中的应用

本文介绍了帽型H型钢嵌合型组合桩及其工程应用,主要内容涉及帽型钢板桩的相关介绍及该围护体系的设计和施工等方面。将热轧宽幅帽型钢板桩和H型钢通过简易嵌合装置连接组成帽型H型钢嵌合型组合桩,因其工厂化加工和简易嵌合连接,具有组合形式丰富、对周边环境影响小、工期短、工序简单、运输方便、抗弯刚度大、止水性能好、轻量化、绿色可回收等特点。本文以杭州市拱墅区某软土基坑新建小学及社会停车库工程为例,提出了帽型H型钢嵌合型组合桩的设计和施工方案,并通过现场监测分析验证了嵌合型组合桩实际运用的可行性和安全性,对该工法的推广和应用贡献了较大参考价值。该围护型式在实际工程中的成功运用,可为类似工程提供借鉴。

简支C形钢檩条内嵌式连续化加固技术研究

简支变连续加固方式是解决现有檩条加固方式用钢量大、施工效率低等问题的有效方法。采用有限元软件ABAQUS对不同跨度L的简支C形钢檩条内嵌式连续化加固,搭接长度系数α取值0.02~0.20,根据连续性指标β得出简支C形钢檩条合理的嵌套搭接长度,并对比分析简支C形钢檩条支座处采用螺栓连接和结构胶粘结两种连接方式的连接性能。结果表明:简支C形钢檩条内嵌式连续化加固的搭接长度宜≥10%L且当α取0.10时,内嵌式C形钢檩条的β能够达到90%且能够满足檩条加固要求;综合考虑简支C形钢檩条支座处两种连接方式的施工操作性和加固成本,简支C形钢檩条内嵌式连续化加固可优先选择螺栓连接。

某异形空间曲面耐候钢砖幕墙结构体系设计

不同族的正(余)弦函数曲线沿高度和长度方向共同放样,可形成复杂的空间曲面。将0°、45°、90°和135°放置的耐候钢砖沿异形空间曲面进行模块化排布,可形成复杂的耐候钢砖幕墙。针对此耐候钢砖幕墙,提出了由内置异形钢框架、面外支撑和空心钢砖所组成的稳定幕墙体系,并对此幕墙体系的力学性能进行了精细化的有限元模拟分析。分析结果表明,该幕墙体系整体受力性能好,结构传力途径明确,可满足结构承载和正常使用要求,是一种能满足建筑的空间视觉与美观要求的幕墙结构体系。

锚杆托板与缓冲垫层组合结构动载力学性能研究

为获取缓冲垫层放置位置及厚度的选取依据,分析了缓冲垫层对冲击地压巷道锚杆支护系统中托板及组合结构抗冲击性能的影响。利用落锤冲击试验装置,测试了托板、W型钢护板和橡胶缓冲垫层等4种组合结构的动载力学性能,得到了试样的冲击力时程曲线、位移时程曲线及变形特征,分析了W型钢护板、缓冲垫层位置及厚度对托板动态力学性能的影响。研究结果表明:托板均经历了拱高降低、四角翘起、拱底面积减小等变形过程。随着冲击能量的增加,试样冲击力峰值及变形量呈增加趋势,冲击力时程曲线可分为初期震荡、急速上升、平稳震荡和迅速下降等4个阶段。与单独托板相比,W型钢护板可降低冲击力峰值、增加试样震荡作用时间、有效保护试样的完整性和提高试样抗冲击性能。通过对比缓冲垫层放置位置及厚度的冲击力峰值、位移量、冲击能量吸收率及托板变形量,得到缓冲垫层放置在W型钢护板与围岩接触面之间时,抗冲击性能更好,其合理厚度在16~18mm。根据托板静载拱高变形量要求,单独托板可承受约2500J的冲击能量,W型钢护板及缓冲垫层组合结构可起到吸能、改善托板承载特性及提高托板抗冲击性能等作用,现场应用效果良好。