筒型基础防波堤土压力性状的有限元分析

筒型基础防波堤是一种新型港口与海岸工程结构,依靠沉入地基土层中的筒型基础维持结构稳定,作用在筒型基础上的土压力是结构稳定性验算的核心内容。结合某实际工程,建立了筒型基础防波堤三维弹塑性有限元模型,分析了不同波浪力加载值下作用在筒型基础上土压力的大小及竖向和环向分布规律,并将有限元计算的极限状态下的土压力与Rankine主动、被动土压力和静止土压力进行了比较分析。根据筒型基础的位移模式,将土压力分为主动、被动和静止3个区域,建议了不同区域土压力的简化计算方法,为筒型基础结构稳定性验算提供了基本依据。

倒T型导管墙桩基防波堤桩基土抗力及稳定性简化计算方法

倒T型导管墙桩基防波堤作为新型港工结构,主要依靠桩基和自身重力维持稳定。以天津港水文地质条件为算例,建立三维弹塑性有限元模型,通过荷载-位移关系曲线,确定稳定性安全系数。分析极限状态下桩基沿环向与竖向的土压力分布,得出桩侧极限水平土抗力,并将有限元结果与美国规范API土抗力计算方法进行比较。造成防波堤结构失稳的原因主要有两个,即结构自身无法满足强度要求和土体达到极限。结构自身强度达到极限时,可用p-y曲线有限差分迭代法求取安全系数;土体达到破坏极限时,可分别假定转动点位于桩轴线上和偏离桩轴线两种情况,利用极限平衡法,建立抗倾稳定性简化计算方法。经验证,理论方法得到的稳定性安全系数与有限元结果比较接近。

苏里格气田井底流压简易计算方法及应用

针对苏里格气田由于节流器节流在生产中不能下入仪器准确测取井底流动压力的问题,结合气田地质特征和气井井筒的结构特点,在总结了常用的平均温度、平均偏差系数方法和Cullender-Smith方法存在着参数变量多、计算繁琐等不足的基础上,利用实测数据线性回归分析推导出了一种简易计算方法,并选取具备实测条件的气井进行井底流压实测,将实测数据与简易计算方法的计算结果进行对比,平均绝对误差小,说明应用简易计算方法得到的计算结果较为准确,适用于苏里格气田常规直井、丛式井井底流压以及井底不存在积液条件时井底静压的计算。

滑坡与斜坡稳定性一般条分法分析中渗流作用的简化计算

当滑体或潜在滑体内有倾斜的相对弱面或端部条块外侧面倾斜且有水压力作用时,采用一般条分法进行稳定性分析应比采用垂直条分法更为恰当。本文研究了对一般条分法也适用的渗流作用简化计算方法,首先给出土条渗透力的合理计算式,再根据水的面力与体力的关系给出土条周边孔隙水压力计算方法。同已有的计算方法相比,本文方法的合理性显著提高。

一种异形承压元件强度的有限元计算

针对异形承压元件的结构特点,进行力学模型简化后采用常规计算方法进行强度计算,确定了初始几何模型,并采用有限元法对初始几何模型进行应力分析与校核,验证了力学模型简化的合理性。

三维有限长声屏障声压简化算法

为了深入研究三维有限长声屏障的声学特性,采用理论模型预测法,基于声波绕射理论,在二维声屏障声压计算的基础上,考虑声屏障侧面绕射声的影响,给出了三维有限长单侧声屏障、平行声屏障的声压简化算法。为了验证简化算法的正确性,在Virtual.lab软件中利用快速多极边界元方法 (Fast Multipole Boundary Element Method,FMBEM)仿真声屏障的声学性能。通过算例将2种方法进行对比,在20～2 000 Hz频率范围内,计算结果基本吻合,趋势一致,计算单侧声屏障的声压时,平均绝对误差为1.95 dB,平均相对误差为2.98%;计算平行声屏障的声压时,平均绝对误差为2.43 dB,平均相对误差为3.75%,证明了该方法的可行性。简化算法公式简单实用、不需积分、便于计算,在设计声屏障时可减少复杂度,可为三维有限长声屏障的设计提供一定的参考,具有一定的工程价值。

搁置脚载荷作用下的甲板压力分布特征实验和数值分析

[目的]船舶上装载物的搁置脚与甲板之间存在着复杂的接触关系,不能简单地将搁置脚载荷视作均布载荷来处理。为探讨在搁置脚载荷作用下船舶甲板结构的压力分布,[方法]以某大型装备的搁置脚为例,首先采用有限元方法对其进行非线性接触数值计算,并分析在甲板板上的压力分布特征。然后,通过实验验证搁置架与甲板的接触力分布规律,并在此基础上提出一种运用等效轮印载荷代替搁置脚载荷的简化计算方法,以此将复杂的非线性接触计算转化为线弹性计算。[结果]结果表明,搁置脚与甲板之间的接触力主要分布在强横梁处和搁置脚前端,其中搁置脚前端的接触力使甲板板具有较大应力,该应力约占总载荷的25%;实验结果与数值计算结果吻合较好。[结论]所提简化计算方法对此类甲板设计及强度计算具有较好的实用性。

供热机组经济性指标简化计算方法

供热机组经济性指标的精确核算任务繁重、工作量大。对此提出了一套经济性指标的简化计算方法,以便对机组经济性指标的变化进行快速核算。针对抽汽供热机组、采用余热回收装置的供热机组和高背压循环水供热机组3种类型的供热机组,以供热比、发电热耗率的核算为例进行详细说明。并与全面性热力计算结果进行对比。结果表明:采用简化方法核算的对外供热量与全面性热力计算的结果具有相当好的一致性,对于核算的机组功率及机组热耗率二者最大相差仅约0.9%,当供热量较小时,二者相差会进一步减小,故能够很好满足工程估算的要求;对于高背压循环水供热机组,采用电动给水泵时机组热耗率约3 650 k J/(k W?h),采用汽动给水泵时机组热耗率约3 720 k J/(k W?h);与抽汽供热机组相比,高背压循环水供热机组的热耗率下降幅度较大。

分块盖板屈曲约束钢板剪力墙受力性能与设计方法研究

为考察分块盖板屈曲约束钢板剪力墙的抗震性能,采用非线性有限元分析软件ABAQUS对其受力机理进行深入研究。将板墙的高宽比、盖板厚度比等参数作为变量,对屈曲约束钢板墙在水平往复荷载作用下的抗震性能进行分析,考察内嵌钢板面外变形与应力、盖板变形与钢筋应力。分析结果表明:采用非线性有限元数值模拟得到屈曲约束钢板剪力墙的滞回性能、内嵌钢板变形特性均与试验结果较为接近。分块盖板屈曲约束钢板剪力墙在层间位移角接近1/300时进入屈服;加载至层间位移角1/50时,滞回曲线接近于理想弹塑性。当盖板厚度比t_(c)/t_(w)不小于7时,可以形成对内嵌钢板面外变形的有效约束,钢板屈曲半波长度与钢板厚度之比λ/t_(w)基本保持不变。在此基础上,建立内嵌钢板与分块盖板简化计算模型,根据内嵌钢板主压应力推导出挤压应力计算公式,从而可以方便地确定对拉螺栓的内力与分块盖板的弯矩。简化计算方法与有限元数值模拟得到混凝土盖板弯矩的分布规律非常接近,简化计算方法偏于安全。

管道末端水击压力计算及误区分析

引水系统的管道参数不同会导致管道末端水击压力波动形态差异较大,在工程仿真计算时得到的管道末端压力变化曲线难以校验。为得到管道末端压力波动曲线,首先结合经典的水击分类图,分析了引用传统水击计算方法时存在的误区。其次,从水击经典理论中的阀门端压力升高方程组出发,推导出各相水击压力升高值的通用形式,得到管道末端水压的简化计算公式,公式表明管道末端阀门开度是影响管道末端水压变化形态的重要因素。最后,利用数值仿真验证所提计算方法的可行性。结果表明,提出的管道末端水压简化计算方法与特征线法得到的压力变化曲线相似度较高,且表现出水压波动形态在管道末端阀门不同初始开度下的变化规律,方法简单实用。

SF_6/N_2混合气体温压特性计算方法及一种简化方程

提出了一种计算SF6/N2混合气体温度压力特性方程的简化方法,并和试验数据进行了对比。根据此方法,提出一种便于工程运用的简化方程。

h型抗滑桩简化计算方法及其影响因素分析

根据大型滑坡处治所采用的h型抗滑桩的承载变形特性，将其分为阻滑段与锚固段两部分，考虑桩周岩土体对前后排桩的作用特性，提出滑坡推力作用下阻滑段与锚固段的承载变形分析模型，并基于结构力学与桩基分析理论建立相应的内力与变形简化计算方法，进而建立出h型抗滑桩简化计算方法。结合典型工程实例，对比分析不同受力工况以及基桩截面尺寸、桩间距与锚固深度等因素对h型抗滑桩桩身内力与变形的影响规律，结果表明：考虑桩间岩土体对前后排桩的作用力与采用比例系数分配滑坡推力2种方法进行设计计算将更符合工程实际情况，且计算结果相近；悬臂长度与滑坡推力对基桩内力与变形的影响程度均最大，截面尺寸对基桩变形的影响程度大于内力；优化设计时应合理确定悬臂长度与分担的滑坡推力，锚固深度宜取1／3～1／2桩长，横梁刚度宜取1．0～2．0倍前后排桩的刚度，根据岩土体性质应使桩间距能够满足产生坡体压力与抗力或传递滑坡推力，可取2．0～40倍斛释。

背压微增条件下汽轮机出力的简化计算

为获得准确的背压微增条件下汽轮机出力特性，分析背压变化时机组热力系统变工况实际运行特性，基于对热力系统的合理假设和相关经验公式的应用，在忽略汽轮机本体结构和内部级组热力参数变化的前提下，提出了汽轮机背压微增出力特性的简化计算方法。以某300MW湿冷机组和660MW间冷机组的变背压工况性能试验数据为例进行验证，结果表明，简化计算获得的微增出力特性曲线的斜率和试验结果偏差在3％以内，是一种行之有效的背压微增出力特性高精度计算方法。