基于拓扑优化技术的压力机机身结构优化设计

构造传动机构动态静力学模型,获取机身拓扑优化设计复杂载荷边界条件,结合带权重的折衷规划法定义机身多工况刚度优化模型。设定优化前后优化区域的体积比为约束条件,基于层次分析法决策矩阵确定权重因子,以静态刚度最大为优化目标进行机身多工况刚度拓扑优化。以优化结果材料密度云图为依据确定最优材料分布,结合结构工艺性设计压力机机身结构方案,实现机身结构性能轻量化设计,可为突破传统经验设计方法、探索现代结构设计技术提供理论依据。

道岔梁支架扩大基础快速预压试验及数值模拟

为提升铁路道岔梁支架基础预压的施工效率,借鉴静压桩机施加荷载方式提出一种扩大基础预压工法,以适应场地施工条件和项目工期要求。依托马来西亚东海岸铁路道岔梁工程,设计快速和慢速维持荷载预压方案,通过有限元仿真分析荷载持续时间内的基础沉降变化规律,并结合现场试验验证所提施工方案的合理性。结果表明:扩大基础复压后沉降趋势由陡变缓,与堆载法比,两种预压方案所需的预压完成时间显著减少;同一预压荷载条件下,基础沉降均在维持最大荷载1 h后逐渐稳定,延长荷载维持时间对基础预压效果影响有限;扩大基础两端沉降量变化在施工过程中并不相同,但随着预压完成趋于一致,且平整度符合施工要求。快速维持荷载预压下的扩大基础工后实测累积沉降量不超过0.15 mm,不仅能有效缩短工期,而且预压效果比慢速维持荷载预压方案要好。

基于活塞压载试验预测高压辊磨机静压功指数的方法

以Bond第三粉碎理论为基础,提出将静压功指数作为评价矿石高压辊磨机料层粉碎比能耗的指标。研究活塞压载试验中不同施载压力对矿石粒度、比能耗和破碎比的影响,确定不同矿石活塞压载试验的适宜条件。通过试验测定3种矿石的高压辊磨机静压功指数,并将其与高压辊磨机生产实践中粉碎同种矿石的净输入功率进行对比。研究结果表明:在活塞压载条件试验中,随着压力的增加,金矿、磁铁矿和钒钛磁铁矿这3种矿石粉碎产品细粒级质量分数增高、粒度分布更加均匀,三者粉碎效果的差异逐渐减小;在加载压力为80 MPa、加载速度为0.2 mm/s的情况下,金矿、磁铁矿和钒钛磁铁矿这3种矿石的高压辊磨机静压功指数分别为1.36、1.44和1.42 kW·h/t,试验所得高压辊磨机静压功指数与工业生产实际中净比能耗的相对误差绝对值在5.26%以内。试验结果可为高压辊磨机静压功指数的预测及设备选型提供理论基础。

基于湿陷性黄土地基的PHC管桩静力压桩法施工技术研究

在湿陷性黄土地区,PHC管桩可能因沉桩压力过大而引起桩身断裂或沉降。因此,有必要研究一种新的施工工艺,以解决上述问题。本研究针对湿陷性黄土地区,对PHC管桩静压桩的施工工艺进行了研究。本项目拟采用先压后沉的方法对湿陷性黄土地基进行处理,通过控制沉桩压力与沉桩速率,确保桩的质量与稳定性。拟在阐述PHC管桩静压桩理论基础与施工技术的基础上,开展试验与数据分析,并结合工程实例验证其有效性与可靠性。对于湿陷性黄土地基,应充分考虑其自身的特殊性,对其进行分析。

超大吨位锚杆静压桩在高层建筑基础加固中的应用

锚杆静压桩因其施工方便、效果显著,被广泛应用于高层建筑基础加固工程中。在高层建筑基础加固工程中,为了减少锚杆静压桩的数量,控制建筑物的沉降,需要提高锚杆静压桩的单桩承载力,这需要提高施工能力,增大压桩动阻力,确保桩端到达可靠的持力层。本文以某33层高层建筑基础加固工程为例,介绍超大吨位锚杆静压桩的设计和施工要点。采用Ф500钢管桩进行加固,为了使其穿越深厚砂层,桩端采用了Ф273钢管作为桩尖,并采取桩端减摩措施,在穿越砂层时注入润滑液来降低摩阻力,并在压桩到位后再次采用注浆措施提高单桩承载力,保证了锚杆静压桩的施工质量和基础的加固质量,成功控制了建筑物的沉降。本案例可为类似工程提供一定的参考。

高层建筑桩基工程施工技术及管理研究

随着经济的全面发展和城市化建设进度的加快,城市用地越来越少,城市的土地资源日益紧张。为了优化土地的使用效益并满足居民的日常生活与工作需求,高层建筑的数目与规模都在显著增长,桩基项目作为高层建筑中的重要部分,对高楼大厦的安全性与稳定性起着关键作用。基于此,文章研究了高层建筑中桩基工程的关键施工技巧,并在此基础上阐述了施工技术管理要点,以供参照。

基于ANSYS Workbench 12000kN框架式液压机机架模态分析

利用三维制图软件建立12000kN框架式液压机机架三维实体模型,导入ANSYS Workbench有限元分析软件进行静应力分析和模态分析,从而获得机架前8阶固有频率和相应的固有振型,为液压机机架的优化设计提供理论依据。

高强钢辊压横梁轴向性能预测与分析

针对激光焊辊压横梁焊接对日子型轴向静压仿真精度影响的问题,研究了激光焊缝的特性及提升CAE仿真分析精度的方法。通过研究辊压横梁材料力学性能、激光焊缝材料特性,探讨横梁轴向静压工况试验与仿真分析存在较大误差的原因,结合Hyperworks-CAE仿真分析软件对横梁轴向静压试验进行分析,提取仿真工况下横梁溃缩形式、焊缝失效形态,轴向截面力值。通过调整激光焊缝材料特性,实现试验与CAE仿真高精度对标的目的,提出一种CAE仿真分析预测试验方法,结果表明预测与试验结果一致。

大体积压机的技术发展及未来展望

大体积静高压技术是进行高压科学研究与工业生产的一种有效手段,目前已被推广应用至材料工程、能源科学、地质科学及生物科学等领域。经过近一个世纪的发展,大体积静高压装置及技术经历了数次变革与创新,如今取得了突破性进展和成果,其中以国产铰链式六面顶压机为代表的大体积静高压装置与技术已处于国际领先水平。文章对国内外大体积压机从起步研制到现今的发展历程、装置原理及技术特点进行了详细介绍,也是对前人研究工作的总结。最后,结合国内外大体积静高压装置及技术的发展现状,对其未来进行了展望。

热压工艺对翅荚木芯细木工板性能的影响

为探讨速生翅荚木人工林木材作为芯板制作细木工板的可行性及其适宜的热压工艺参数,以10年生翅荚木人工林木材为研究对象,对翅荚木芯细木工板制备的工艺技术进行了优化,分析了热压工艺因素对翅荚木芯细木工板性能的影响。结果表明:热压工艺因素对翅荚木芯细木工板含水率的影响程度从高到低依次为温度>时间>压力;对翅荚木芯细木工板密度、横向静曲强度、浸渍剥离长度的影响程度从高到低依次为温度>压力>时间。翅荚木芯细木工板适宜的热压工艺参数为:热压温度135℃,热压压力1.2 MPa,热压时间3 min。以翅荚木作芯层研制的细木工板均达到GB/T5849—2016《细木工板》要求,说明翅荚木适合作为细木工板的原料。

超孔隙水压力引起的压桩力变化

在静压管桩施工过程中,沉桩引起的超孔隙水压力可能造成后续沉桩困难。传统的压桩力都是通过现场压桩试验或者采用静力触探试验数据来估算得到,并未考虑超孔隙水压力对沉桩的影响。通过超孔隙水压力产生和消散过程中土体应力的变化,得到基于超孔隙水压力消散的静压桩压桩力的估算方法。通过与工程实例相对比,计算得出的沉桩终压力符合实际施工中的沉桩终压值,为沉桩终压的判断和静压桩桩机的选择提供依据。针对沉桩困难情况,提出用设置桩间应力释放孔方式来减少超孔隙水压力。研究表明:应力释放孔能够有效的隔断超孔隙水压力的传递路径,合理的应力释放孔能使后续沉桩位置的超孔隙水压力减少40%~60%,为群桩的连续施工提供可能。

静压PHC管桩承载特性的试验研究

基桩承载特性研究对合理地进行桩基设计、施工和试验都具有重要意义。辽沈地区应用静压PHC管桩多以桩侧为黏性土,桩端为砂类土的地层为主,且桩长多以中短桩为主,为满足辽宁省修订地方标准的需求,为揭示辽沈地区应用静压PHC管桩的区域特点,通过在桩端植入应变片的试验方案,根据辽沈地区典型地质条件下静压PHC管桩的静载荷试验及内力测试数据,分析了桩身压缩量与桩顶沉降的关系,各测试截面轴力及桩侧摩阻力随桩顶荷载的变化规律,桩侧摩阻力与桩顶沉降的关系,桩侧摩阻力与桩端阻力分担桩顶荷载比,研究了静压PHC管桩的承载特性和破坏模式。结果表明静压PHC管桩在辽沈地区应用有着明显的区域特点,是一种优势明显的桩基形式。

软土地区高层建筑桩基加固技术的应用研究

软土地区高层建筑通常采用桩筏基础、独立承台桩基等形式。由于地层浅部土质软弱、施工速度过快、工序安排不合理、施工质量缺陷等原因,通常会造成桩基出现偏位、断桩等问题。建筑在施工完成后出现不均匀沉降,同时伴随着墙体开裂、倾斜等质量问题,后续使用存在安全隐患。本文通过对某高层建筑的基础形式、不均匀沉降原因进行研究分析,采用锚杆静压桩进行桩基加固,并针对桩基加固设计施工中遇到的技术难题提出了综合治理方法,解决了高层建筑桩基加固过程中涉及到的大吨位锚杆桩施工、低净空狭小空间压桩、独立承台桩基础无补桩空间、高地下水位封桩易渗漏等技术难题,取得了良好的效果。

晶体取向对一种单晶高温合金再结晶的影响

采用晶体劳厄衍射仪对高温合金DD419的单晶试棒铸件进行晶向测量,切取不同一次晶向及二次晶向的样品。对各种晶体取向的样品实施相同的静压加载,然后进行标准固溶热处理。研究结果表明:样品受压表面下方发生了不同程度的再结晶,再结晶的深度与晶体取向具有明显的相关性。当一次晶向[001]与样品表面法向的偏离角度β从0°到90°变化时,样品的再结晶深度H首先逐渐增加,在β=45°时达到最大值,然后逐渐减小至初始值。当二次晶向[010]与样品法向的偏离角度α从0°到45°变化时,样品再结晶深度H也是逐渐增加,在α=45°时同样达到最大深度。单晶高温合金中一次晶向和二次晶向对再结晶具有相同的影响规律。

航空发动机转子自动化压装工艺设计与分析

为提高航空发动机转子连接刚度的工作可靠性,设计一种新型自动化压装连接工艺,通过压装转子盘片和联结轴的作用力、反作用力,实现转子轴拉长压紧。研制发动机转子自动化压装设备,在线测量联结轴的伸长量,控制转子压装的位移精度和连接刚度,对设备重要承力构件立柱、横梁进行强度与变形校核,确定设备结构尺寸的安全性。对发动机转子关键结构件后轴颈进行静力学分析,研究在现有压力载荷施加下,后轴颈弹塑性结构变化,为转子压装工艺设计提供理论数据支持,同时转子自动化压装工艺为其他型号发动机转子类似结构的连接工艺设计提供参考。

正六边形玻璃纤维多胞结构面外准静态压缩试验

本工作提出几种正六边形玻璃纤维多胞结构,采用热压模具工艺制备多胞结构试件,利用万能试验机对其进行面外准静态压缩试验,分析了不同壁厚的多胞结构破坏模式和吸能特性。试验结果表明:准静态压缩过程中,多胞结构壁厚较小时表现为局部屈曲破坏模式,壁厚不小于0.8 mm时,表现为渐进破坏模式;与相对平均压缩载荷相比,五种壁厚的多胞结构试件的实际平均压缩载荷均有显著提高,且实际平均压缩载荷随着胞元数量和胞元壁厚增加而增大;比吸能随胞元壁厚增加而增大,且胞元壁厚从0.6 mm增加到0.8 mm时,多胞结构由局部屈曲破坏模式转变为渐进破坏模式,比吸能显著提高,可提升5.62~9.74 J/g。

某矿石准静态加载破碎特性试验与模拟研究

为研究某矿石(硅质岩)准静态加载破碎特性,在压筒加载试验的基础上,利用Tavares破碎模型建立了矿石颗粒群破碎模型,对比分析了压筒加载试验与破碎仿真的破碎过程及特征。结果表明:(1)随着加载压力的增加,矿石颗粒群的破碎主要划分为3个阶段:紧密阶段,矿石颗粒群的空隙率减少,逐渐形成几个较为可靠的接触点,基本不会发生矿石颗粒的破碎;破碎阶段,矿石颗粒之间更加密实,矿石之间接触点的受力增大,部分矿石发生破碎;结团阶段,矿石颗粒被压实而产生大量细粉颗粒,进而发生结团现象。(2)在最大加载压力为400 kN的情况下,随着窄粒级(2 mm范围)矿石入料粒度的减小,碎后小颗粒的占比更高,不同入料粒径对破碎后小颗粒的占比有一定影响。(3)通过仿真与试验对比,将破碎仿真可视化,更好地描述破碎特征,同时验证了Tavares模型的有效性,标定了某矿石的仿真参数,为矿石颗粒的破碎仿真提供了新的方法,研究结果为后续破碎机设计提供了新的思路。

静力压桩数值模拟的位移贯入法

在通用软件ANSYS平台上对静力压桩进行数值分析。提出了位移贯入法,巧妙地利用边界位移条件使桩体贯入,可以考虑弹塑性本构关系、大变形和桩-土滑动摩擦等复杂问题,更符合静力压桩实际情况,具有仿真效果。

静压桩引起的超孔隙水压力及单桩极限承载力预测

引入时间、深度参数 ,分析饱和软土中静压桩单桩引起的超静孔隙水压力 ,给出了超静孔隙水压力及其消散的准三维解析解。基于有效应力原理 ,从超静孔隙水压力的消散和桩周土的固结出发 ,结合桩土接触面的破坏形式 ,获得了考虑时间效应的单桩承载力的解析解 ,实现了对其任意时刻单桩承载力的预测。通过两个工程实例表明了计算方法的正确可行。

小截面静压预制桩的现场试验及其应用研究

小截面静压预制桩具有许多优点,能适应山区土层分布不均的地质条件,有着广阔的应用前景。但目前其压桩的终压力估算、承载力的计算方法尚有待于进一步的深入研究总结。根据一个小截面静压桩基工程的现场试验,研究了压桩机理、压桩阻力估算及承载力计算等问题,在总结前人的研究方法与成果的基础上,指出其局限性,并提出应进一步开展的研究方向。