飞机目标在爆炸冲击波作用下的毁伤效应评估方法

从飞机结构强度设计角度出发,研究了大当量爆炸冲击波作用下飞机目标毁伤效应评估方法。根据飞机结构强度设计准则,确定了典型飞机目标的失效判据。通过有限元分析,获得了典型飞机目标机翼在均布冲击波作用下完全失效的超压值,与试验数据对比表明,该方法具有较好的合理性。在此基础上,考虑动态加载下的结构响应,通过计算不同工况下飞机目标失效的超压值和相应的持续时间,获得了飞机失效的冲击波超压-冲量准则,为后继冲击波对飞机整体毁伤效应评估提供了更为合理的方法。

亚临界和超临界汽轮机强度振动与寿命设计判据的研究

根据多年的科研成果提出了亚临界和超临界汽轮机部件的强度、振动与寿命的20个设计判据。给出了汽轮机的部件静强度、结构有限元分析、隔板刚度、低压缸刚度、汽轮机胀差、叶片动强度、整体围带叶片动强度、长叶片颤振、第一种调频叶片振动、第二种调频叶片振动、整圈连接叶片组振动、轴系临界转速、轴系油膜涡动的稳定性、不平衡响应、轴系扭振频率、轴系扭振应力、汽流激振、低周疲劳寿命、蠕变寿命和蠕变与低周疲劳交互作用下寿命等20个设计判据和这些设计判据的应用范围。使用这些设计判据,可以在设计阶段校核和分析汽轮机部件的强度、振动和寿命设计的安全性与可靠性,为大型汽轮机的研制和生产提供了科学的依据。

块泽河电站拱坝有限元等效应力强度校核

有限元等效应力法是拱坝设计新规范规定的两种强度校核方法之一 ,也是新规范规定的拱坝强度设计标准 .文中借助于有限元软件ANSYS7.1 ,对块泽河电站拱坝进行有限元计算及其等效应力计算 ,并按规范规定的相应强度标准进行校核 .介绍有限元等效应力法在拱坝设计中的运用实例 .

基于强度折减法的隧道围岩稳定性研究

围岩的稳定是地下工程支护结构稳定的关键,本文围绕围岩稳定性分析开展了一系列研究。首先针对地下工程围岩的地质历史特征,使用能够反映开挖扰动影响的Hoek-Brown准则作为岩体力学参数的估算方法,并基于隧道围岩次生应力分布及其松动失稳机制,提出了基于隧道拱顶下沉变形位移突变的围岩失稳判据;然后,通过将强度折减法与失稳判据相结合,建立了围岩自支护结构稳定的安全系数分析方法;最后,通过采用正交试验设计,并采用FLAC软件,对影响隧道围岩结构稳定安全系数的基本因素进行了敏感性分析。计算结果表明,地质强度指标起到关键控制作用,其余依次是开挖扰动因子、岩块单轴抗压强度、隧道埋深及跨度。

中美钢结构设计规范关于高强螺栓计算方法比较

对我国钢结构设计规范(GB50017-2003)和美国钢结构协会设计规范(AISC 2005),中关于高强螺栓的计算方法进行了计算分析和比较,有关分析结论可供高等院校学生及工程技术人员了解中美钢结构设计规范的技术水平和发展动态时参考.

钢桁架结构稳定性与两层面强度优化设计研究

现行桁架结构优化设计方法难以同时满足构件和体系两层面强度需求。鉴于此,利用弹性模量缩减法研究建立了考虑稳定性影响的桁架结构两层面强度优化设计的改进均匀承载法。在桁架杆件的截面轴向强度中引入压杆稳定系数,据此建立考虑稳定性影响的桁架杆件单元承载比计算表达式。根据弹性模量缩减法迭代首步与末步的构件承载比分别确定桁架在构件和体系两个层面的强度系数,建立构件与体系两层面强度之间的显性关系式按照两层面强度系数的目标值调整各构件的截面强度,利用构件承载比均匀度建立桁架结构优化设计的迭代收敛判据。通过对比分析,验证了该文方法建立的结构设计方案,取得了较好经济效果,克服了现行桁架结构优化设计方法难以满足桁架两层面强度需求的缺陷。

基于OED-GRA评价模型的采场岩体参数敏感性分析

针对岩体参数对采场稳定性的敏感性问题,提出一种正交—灰色关联评价模型(OED-GRA),可分析相互影响的多种岩体参数与采场稳定性之间的关联度。选取Hoek-Brown准则岩体参数中的地质强度指标GSI、岩石单轴抗压强度σci、岩石软硬程度常数mi、岩体扰动系数D等4个因素,采用正交试验方法和数值模拟方法进行16次典型的试验。取顶板沉降位移、顶板水平应力、矿柱水平位移、矿柱竖直应力4个指标进行指标满意度的敏感性分析。基于灰色关联理论,求得各评价指标与岩体性质参数的灰色关联系数,并获得Hoek-Brown准则岩体性质参数与Mohr-Coulumb准则岩体力学参数之间的关联系数。研究结果表明,GSI对采场稳定的敏感性最大,D的敏感度明显最小,σci、mi参数敏感性较GSI次之。采用正交灰色关联评价模型,避免了单因素分析敏感性的局限,同时可分析不同量纲的多因素关联度,结论更为客观、可靠,为多因素关联的敏感性分析提供一种新的思路。

一种受循环内压厚壁圆筒的疲劳强度设计准则

本文利用 Sines方法将脉冲循环内压厚壁圆筒的多向应力问题转化为等效的单轴循环应力 ,再利用 Soderberg疲劳理论提出了一种包含了应力集中系数、尺寸系数和零件的表面加工系数、工作介质系数在内的脉冲循环内压厚壁圆筒疲劳强度设计准则。并用本文公式计算了受脉冲循环内压自支撑端向载荷厚壁筒的疲劳极限压力 P0 ,其计算值与文献 [3 ]中的实验值非常吻合 ,其最大相对误差为 1 0 .8%。

砼坝的三轴非线性应力计算程序设计方法探讨

目前在砼坝承载力设计中采用的是用简单参数准则表达的经验安全系数设计法 但砼坝一般都处于复杂应力状态 研究表明 ,采用经验安全系数和单轴强度表达的计算方法不能反映处于复杂应力状态下的砼坝的真实强度特性 ,其计算结果与实际情况有较大距离 本文提出了在砼坝有限元应力分析程序中引入Ottosen四参数强度准则和Gerstle

海防路海河大桥桥塔墩桩基抗震设计

重点介绍了海河大桥桥塔墩桩基方案、抗震计算模式、设计计算方法及基础强度验算标准。一般讲 ,塑性铰区域的出现和正常使用是延性的基础 ,为保证它的可视性和可修复性 ,它既不能出现在桥梁的上部结构 ,又不能出现在基础结构的土层以下部分 ,而是出现在桥塔墩上 ,因此桥塔基础应具有与桥塔墩身一样甚至更高的水平承载力及变形能力。文中即采用桩基础的解析模型求出桩基础的水平力～水平位移曲线 ,再与桥塔墩的水平力～水平位移曲线进行对比的方法 ,确定出基础强度验算标准 ,进行设计计算。最后介绍在特大桥中首次采用的延性抗震设计 。

竹材碎料复合板的结构设计与弯曲性能预测理论

对称结构的竹材碎料复合板静曲强度与弹性模量试验值与试件宽度无相关性。根据这一规律，用拟梁法研究了竹材碎料复合板受横向载荷时的刚度特性和应力分布特性，并推导出竹材碎料复合板静曲强度和弹性模量的理论估计模型；提出了竹材碎料复合板的最佳结构设计准则；对不同支承跨距时试件的破坏形式进行了分析，提出了竹材碎料复合板在实际使用时的失效判据。

减摇鳍结构强度设计准则探讨

讨论三类失效准则和两类安全系数选取方法.以减摇鳍鳍轴为例,在分析其载荷特点的基础上,结合国内外相关标准,就强度设计准则进行探讨,并建立了一个基于设计经验的强度准则以作参考.

基于弹性应变能强度准则评价井壁稳定性

岩石强度准则是石油工程的重要基础理论,对于井壁稳定性研究更是不可或缺。然而,以经典弹塑性理论的岩石强度准则作为井壁失稳判断依据时所得结果,往往与现场实际情况存在较大误差。开展三轴力学试验,测试岩石不同围压条件下的极限储能,从能量角度建立岩石能量强度准则,并与其他强度准则对比分析了井壁的稳定性。计算结果表明:使用不同强度准则所得坍塌压力相差较大,其中Hoek-Brown准则的坍塌压力过低且存在井壁坍塌风险,Mohr-Coulomb和Drucker-Prager准则的结果过于保守且存在压破地层风险,而根据能量强度准则所得坍塌压力则能保证井壁不塌不漏。该准则是井壁稳定评价的一种新方法,为钻井液密度设计提供了可靠的理论依据。

浅谈极限强度在船舶结构设计的运用

船舶其全寿命周期内可能遭受各种载荷和变形,在结构设计中应充分考虑其安全性。随着共同结构规范(CSR)于2006年4月1日生效,不但要满足常规的许用应力衡准,而且还应满足极限强度衡准。本文通过对VLCC和大巴拿马型散货船的极限强度分析,探讨了极限强度在船舶结构设计的运用,希望能为船舶结构规范设计提供参考。

基于Hoek-Brown准则的位移反演分析GSI与岩体波速关系

地质强度指标GSI的选取有地域性,GSI的准确性会直接影响Hoek-Brown强度准则的应用效果。基于Hoek-Brown准则对青岛地铁3号线永平路站—青岛火车北站区间内的地质强度指标GSI、扰动系数D和泊松比进行反演研究,并利用均匀设计表对反演参数进行范围划分和试验点选取,有效降低了试验次数,同时保证了较好的试验效果。借助FLAC3D软件计算出10个断面的GSI值,并研究了GSI与岩体波速Vp的关系,通过线性拟合得到GSI-Vp关系式,并用于预测青岛地铁3号线重永区间的GSI值。结果表明:GSI-Vp关系式所预测的GSI值用于重永区间数值模拟计算,所得位移值与该区间监测值的相对误差较小,具有较好的一致性,进而验证了关系式的合理性。研究成果为工程上准确获得GSI提供了新方法。

圆柱齿轮传动设计方法研究

针对圆柱齿轮传动的理论设计,根据齿面接触强度准则计算出齿轮直径,再依据算出的直径数值,按照齿根弯曲强度准则计算即可得到模数,不需要区分软齿面和硬齿面,也无需盲目选择齿数。这种设计齿轮的方法,其理论依据充足,设计过程简单。经过对多个实例使用新旧方法计算并对比,证明了使用该方法计算出的结果合理可靠,更有利于实现数字化设计。

复合射孔枪爆压数值分析与动态塑性设计准则

复合射孔器的结构设计与载荷和设计准则密切相关。为了研究在复合射孔过程中爆燃压力与火药装药量的关系,利用LS-DYNA进行了数值模拟,得到不同装药量下爆燃压力大小的P-t曲线,以及射孔枪身的残余变形量。通过静强度、塑性极限和动强度准则计算,对比数值分析的动态载荷结果,提出了射孔枪身结构设计的动态塑性流变设计新方法,为射孔枪的结构设计技术提供了一条新路径。

阀门承压件最小壁厚计算式的分析与应用

介绍了阀门承压件最小壁厚设计准则和强度理论,推导出阀门承压件最小壁厚计算公式。

无煤柱自成巷动压承载支护作用机理与设计方法

为探究切顶卸压无煤柱自成巷开采动压影响期间巷内临时支护的设计方法,分析了自成巷道顶板结构的演化过程与变形特征,阐明了动压承载临时支护的作用机理,基于Hoek-Brown强度准则,建立了切顶短臂梁顶板破断力学模型,利用极限分析上限法,推导出了短臂梁在临界位置断裂时的支护阻力计算方法,探究了有关因素对支护阻力大小的影响规律,将设计方法应用至柠条塔矿现场试验,效果良好.研究表明:动压承载临时支护的作用为控制顶板离层变形并适应顶板回转变形;支护阻力随着顶板岩体容重、上覆岩层垂直应力、采动应力集中系数和巷道宽度的增大而逐渐增大,随着顶板岩体内聚力、内摩擦角、碎胀矸石支承系数、短臂梁顶板厚度和支护非对称系数的增大而逐渐减小.相较于其他因素,顶板岩体内聚力、上覆岩层垂直应力与巷道宽度对支护阻力的影响更加显著.

概念设计时影响涡轮转子叶片强度的关键因素

基于总体结构参数对后期详细设计的重要性这一事实,探讨了航空发动机叶片概念设计中可能出现的强度问题,研究了涡轮叶片的AN2值、轮缘切线速度、叶片稠度和材料性能等重要设计参数对强度和寿命的影响.结果表明:目前先进民用大涵道比涡扇发动机的AN2值在25m2·(r/min)2以内,轮缘切线速度应当使得涡轮盘的形状因子控制在2以内,叶片稠度则应满足叶片能被榫连结构包容的要求,材料蠕变和低循环疲劳性能的限制要求高压涡轮叶片根部平均应力控制在250MPa左右.这些结果将为先进航空发动机和燃气轮机涡轮叶片的设计提供重要的参考依据.