郯庐断裂带山东段震源参数及应力状态

利用山东数字地震台网记录到的2007—2014年的郯庐断裂带山东段ML≥1.0小震的震源机制解和视应力值,借助三角形图解法和平均力轴张量法,并结合b值等参数,综合分析了该区近年的应力状态。研究结果表明:郯庐断裂带山东段的主应力场方向为NEE-SWW向,是受西太平洋板块的俯冲作用和印度板块与欧亚板块挤压作用的共同影响的结果;震源错动类型以走滑型为主,逆冲型和正断型次之;通过视应力的时空演化图像看到郯庐断裂带山东段视应力值从2008年汶川地震之后呈现总体减弱的趋势,而空间上视应力分布很不均匀,高应力主要集中在安丘段和郯城—莒县段,尤其是安丘段出现了小震级高视应力的情况,同时安丘段的b值也显示同样的高应力,低b值反映高应力,低频度反映低应力释放,表明安丘段可能正在积累较高的应力,处于断层闭锁阶段。

图解法测定压力容器残余应力的研究

电测法测定压力容器的残余应力,关键取决于屈服应力的确定。本文基于平面应力屈服条件,通过薄壁筒压力容器非膜应力部位的组合应力轨迹,用图解的方法研讨了测点的屈服应力。结果发现,残余应力和弯曲应力均可改变薄膜应力轨迹,以致组合应力部位的屈服应力不同于薄膜应力部位,但是,拉应力区域,第一主应力方向的Tresca屈服应力均为sσ。根据应力轨迹与屈服轨迹之交点的应力符合屈服条件的原理,通过分解薄壁筒焊缝的电测应力曲线,探讨了测点第二主应力方向的Tresca屈服应力以及用Mises屈服轨迹得到残余应力的方法。探究结果表明,压力容器的残余拉应力可以通过电测应力用图解方法得以测定,并且其测试精度可满足工程要求。基于平面应力屈服条件,研讨了压力容器非膜应力部位的组合应力轨迹,并根据应力轨迹与屈服轨迹之交点的应力符合屈服条件的原理,用薄壁筒的电测应力曲线,探究了图解法测定压力容器残余应力的可行性。结果表明,图解法可用于压力容器残余拉应力的测定,并且其测试精度可满足工程要求。

某水电站复杂非杆系结构程序化配筋设计

针对复杂非杆系结构配筋设计难度较大的问题,以某混凝土拱坝孔口为例,运用ABAQUS软件分析了最不利工况条件下的孔口应力。依据拉应力图形法原理,采用C#程序语言编制了配筋程序,实现了截面的剖切、应力的平面投影、拉应力面积的计算以及配筋截面面积计算等功能。研究结果可为非杆系结构工程配筋设计与施工提供参考。

莫尔圆极点法原理及应用

莫尔圆在岩土强度理论、应力路径、挡土压力及地基承载力分析等方面得到了广泛应用,也常用来解释试验数据和预测岩土变形。极点是莫尔圆上一个特殊的点,对于给定的应力状态,具有唯一性;用作图法,借助极点可以方便、快速求得复杂条件下的应力状态(应力大小和方向),避免使用繁复的数值计算,这是极点法最突出的优势。莫尔圆上极点的位置与应力方向密切相关,岩土力学中规定正应力以压为正,则必须设定正确的剪应力正方向。基于微元隔离体力的平衡条件,证明了必须规定剪应力绕微元体逆时针为正,才能确定正确的极点位置及求得问题的正确解答。采用反证法,证明了极点的唯一性;并给出了极点法的可靠性证明。最后,介绍了极点法求解复杂应力问题及确定应力不连续面位置的优越性。

关于一点应力状态作图法的一种综合证明

给出了一点应力状态的两种作图解法的一个综合证明。

近距离叠交隧道盾构施工对老隧道影响的数值模拟

以上海市轨道交通明珠线二期工程浦东南路站-南浦大桥站区间近距离叠交隧道盾构施工为研究对象,采用三维非线性有限元,对近距离叠交情况下后建隧道盾构施工引起老隧道衬砌的应力和变形进行了模拟,并研究了土层性质、隧道覆土厚度、隧道间相对位置、隧道间相对距离等因素与隧道间影响的关系。结果表明,隧道间相对位置、相对距离对隧道间相互作用的影响非常大,应引起足够的重视。

某水电站扩建工程进水口前段内力及配筋计算

以某水电站扩建工程进水口前段为例,利用ANSYS软件计算了竣工工况、校核洪水位工况、正常运行工况下的应力云图,比较得出竣工工况为其控制工况,进而采用非杆件体系钢筋混凝土结构的应力图形法,对进水口前段直线段左边墙底部外侧x向进行配筋计算,结果可指导设计施工。

盾构法隧道衬砌施工阶段受力特性的三维有限元模拟

拼装衬砌是盾构隧道主要承重结构,其受力性能的好坏直接影响到隧道安全,因此,正确分析拼装衬砌的受力特征,对于衬砌的合理设计非常重要。而且,施工阶段作用在盾构衬砌的荷载与使用阶段相比存在很大差异。通过运用可以考虑接触问题的三维有限元对连续模型及通、错缝拼装的隧道衬砌在施工阶段的受力性能进行了分析,得出衬砌的应力变形规律,为盾构隧道衬砌的设计提供有益的参考。

纳达依(Nadai)表达式与真实扭转应力的测定方法

对纳达依表达式作了简单证明,以表明它具有严格性,而并非为经验公式.将纳达依表达式应用于圆柱形试样扭转试验时真实扭转应力的测定.提出了一种新而简单的真实扭转应力测定方法,即图解法.用此法对铝合金和钢测定其真实扭转应力,并与常用方法所测定的名义扭转应力相比较.结果表明,名义的规定非比例扭转应力和名义的抗扭强度较大地高于真实的规定非比例扭转应力和真实抗扭强度.这是因为名义扭转应力和名义抗扭强度的测定和计算的方法不合理所造成.

水工混凝土结构设计规范应力图形法配筋计算的比较

介绍了水工混凝土结构设计规范中应力图形法的演变过程,对比分析了4种规范配筋计算公式的差异,以承载板、泄洪深孔、升船机上闸首等实际工程为例计算配筋量。计算结果表明:应将SL 191—2008中允许混凝土承担的拉力不宜超过总拉力的30%修正为15%;SL 191—2008修正后,SDJ20—1978计算的配筋量最大,SL 191—2008居中,DL/T5057—2009最小;当承载板、泄洪深孔和升船机上闸首结构按平面问题计算时,DL/T5057—2009和DL/T 5057—1996计算的配筋量相近,最大仅相差4.1%;计算应力场未考虑温度作用时,通常混凝土承担的拉力取零,通过增加配筋量限制裂缝宽度。

基于AutoCAD有限元数值结果图形显示软件开发

为了开发小型专用数据图形显示软件,使之能够为专用有限元程序的变量提供后处理工具,并与大型通用软件建立连接界面,设计了一种使用FORTRAN语言开发的、基于AutoCAD平台的有限元数值结果后处理的图形显示软件FEMCAD.该软件能够将有限元网格及数值分析结果的特点与AutoCAD所提供的图元结合起来,按照AutoCAD图形交换文件的格式把有限元数值计算结果写到AutoCAD的DXF文件中,进而实现了在AutoCAD界面下将小型专用有限元数值结果的可视化.

大体积非杆系混凝土承载板的配筋

以实际工程为背景,采用模拟施工法和叠合梁法计算大体积非杆系混凝土承载板的应力,讨论两种方法所得结果的区别及不同弹性模量随时间变化的计算公式对计算结果的影响,再按应力图形法进行承载力配筋,并采用钢筋混凝土有限元法进行裂缝验算。计算结果表明:采用模拟施工法计算时,不同弹性模量随时间变化的计算公式对最大主拉应力与关键截面的主拉应力影响不大;虽然模拟施工法得到的拉应力最大值大于叠合梁法,但两者所得应力分布规律相同,关键截面的主拉应力和承载力所需的配筋量相近;按应力图形法所配钢筋能满足裂缝宽度的要求;大体积非杆系混凝土承载板的配筋设计可采用简单的叠合梁法计算应力分布,按应力图形法配筋,除特别重要的结构外一般可不用钢筋混凝土有限元法进行裂缝宽度计算。

GIS在求解地基附加应力中的应用

依据Newmark感应图法基本原理,在对感应图稍做改进的基础上,将GIS的空间分析和数据管理功能应用于感应图法,求解任意形状竖向均布荷载作用下的地基附加应力。在计算机绘图的基础上,利用ARC/INFO软件进行图层拓扑叠加和空间数据及其属性数据的操作与管理,实现对任意形状、任意一点、任意深度的附加应力计算。同时,可以在计算机屏幕上显示各阶段图层及相应的属性数据,可视性强。根据需要,可随时进行图形和属性数据的调整。技术措施的实现过程简单,可操作性强。与传统的感应图法相比,减少了绘图工作量,消除了人为误差,提高了计算精度。

土力学中关于土的强度理论的计算分析

对土体中某一微元体力学模型进行了分析,通过对投影平衡方程的求解,给出了其待求量的解析表达式、应力圆轨迹方程,判断应力圆与强度线之间相切的极值平衡状态,解决了极限平衡条件下的逆向主应力求解和判断技巧的问题。

SMP面应力状态图解法

空间滑动面强度准则(SMP准则)根据实体空间的SMP平面上应力状态判断确定试样是否破坏。该准则在三轴压缩和三轴拉伸情况下退化为Mohr–Coulomb强度准则。通过对实体单元的应力状态分析,讨论了SMP平面的空间位置以及SMP平面上应力状态,详细分析了SMP平面上应力状态点在三向应力莫尔圆中的图解方法。

新型预应力路基水平附加应力计算的图表法

水平预应力自坡面向路堤内的传播特征与扩散规律是预应力路基加固法需要解决的关键问题。基于弹性理论,推导了预应力路基内的水平附加应力计算公式,通过大量布点计算获得了6种典型坡率下预应力路基内的水平附加应力扩散系数图表,并分析了不同坡率和侧压板边长比下路基内水平附加应力扩散规律。研究表明:(1)可通过边坡坡率1:m、侧压板边长比l/b和计算点水平深度与板宽之比h/b三个无量纲参数,结合图表法快速、准确地获得预应力路基内任一点处的水平附加应力扩散系数KH;(2)不同路堤坡率下,板下(上)角点处水平附加应力扩散系数KHD(KHU)-h/b关系曲线基本趋同,板下角点处KHD随h/b的变化规律以临界板尺寸比(l/b)c为界,可分为先增后减和逐渐减小两种,面板上角点处KHU则随h/b的增加而逐渐减小;同一路堤坡率下,KH随l/b的增加而增大,但增加速率逐渐减小;(3)当侧压板距路肩线净距大于2.0倍板宽时,图表法插值所得附加应力与理论公式结果及数值仿真结果吻合良好,论证了图表法及理论公式的可靠性和适用条件。研究成果可为预应力路基设计提供一种快速且简便的设计参考蓝本,系一种高效集成法。

钢管压扁矫正过程的计算机模拟

套管生产中,矫直工序决定了套管的形状精度和残余应力,对套管抗挤强度有很大影响.应用有限元分析软件Marc,建立了斜辊钢管矫直机的压扁矫正模型,并对矫直过程进行深入分析.基于试验测量的应力-塑性应变数据,推导了σ--ε-P关系式,编写了子程序以描述钢管材料的塑性变形特性.对不同压扁量进行数值模拟,比较了现有的压扁量计算理论.建立了钢管压扁矫正的三维模型,计算得到了与二维模型近似的结果.

钢筋混凝土开孔深梁有限元分析与设计研究

钢筋混凝土深梁受力不同于浅梁,梁腹开孔后受力更趋复杂。现有的设计方法对深梁行为的解释不够完备,设计结果的适用性难以判断,设计规范也没有给出开孔深梁的设计条文。为研究深梁设计方法的有效性,本文采用了非线性有限元分析方法,引入适合混凝土结构非线性分析的断裂塑性模型,并考虑钢筋粘结滑移效应,对一系列开双孔或偏孔钢筋混凝土深梁试验进行仿真分析,所得结果与试验结果吻合良好,能够准确预测深梁在裂缝、破坏形态及承载力等方面的受力特征。研究表明现有的深梁设计方法中,压拉杆模型方法相较内力法和应力图形法更加经济有效。在仿真分析的基础上,提出了一种对开孔深梁具有普遍适用性的非线性设计方法,其设计结果具有高承载力、较好延性、经济的配筋量和充分的材料利用率的优点。

有限元分析法及其软件在齿轮接触强度分析中的应用

有限元分析法由于其快速、准确可靠、灵活的分析计算,因而在国内、外广泛采用。有限元分析软件有很多,其中ANSYS软件是一大型通用有限元分析软件。它能够计算在约束和载荷作用下离散化模型的应力和变形,并得出应力应变图和模拟动画。

双圆图解法应力分析及应用

本文指出了Mohr圆用于解决弹性力学问题存在的不便,介绍了另一种应力分析的图解法,说明了该方法的特点。给出了用它解决弹性力学问题的实例。