轴向中空壁管抗冲击性能试验研究与数值分析

轴向中空壁管作为一种新型结构壁管,几何构型简单、空间利用率高、且能量耗散性好,近年来在市政工程中得到广泛应用。为研究轴向中空壁管在低速冲击作用下的力学响应和耗能特性,设计了20个试验工况,以落锤冲击试验模拟施工过程中受到的落石冲击和机械撞击作用,基于量纲分析法提出冲击力峰值的计算方法,通过有限元软件ABAQUS对试验结果进行验证,并根据有限元计算结果分析管道在低速冲击作用下的变形特性和损伤机理。研究表明:数值分析结果与试验结果吻合较好,冲击力时程曲线趋势基本一致,冲击力峰值误差在5%以内。轴向中空壁管具有良好的抗冲击性能,其双壁中空结构具有较好的能量耗散性,落锤与管道接触瞬间会产生较大的冲击力,12.9 kg的落锤从2 m处自由下落冲击管道可产生15.28 kN的冲击力。对比20个试验工况的冲击力峰值试验值与计算值,误差均较小,最大误差为5.8%,即冲击力峰值计算方法准确性较高。随着落锤高度和质量的增加,冲击力峰值增大,损伤区域和凹痕深度也随之增大,最大塑性应变由外壁内侧转移到外壁与加劲肋的连接处,呈现出外壁损伤和加劲肋损伤两种损伤模式。提出的冲击力峰值计算方法和管道塑性损伤规律可以为施工过程中轴向中空壁管在落石冲击和机械撞击作用下的安全评价提供理论依据。

PVC双层轴向中空壁管材环刚度设计计算

采用Autodesk inventor三维设计软件,对PVC双层轴向中空壁管材进行尺寸与环刚度设计计算,并结合生产产品检验进行验证分析,检测数值与设计值吻合度高。该软件也可用于类似结构复杂的管材结构设计以及环刚度计算。

新型排水用轴向中空壁聚氯乙烯埋地管力学性能试验及数值分析

为了研究埋地轴向中空壁塑料排水管的变形与力学响应特性,以便充分利用材料与结构性能,基于模型箱试验,获得埋地管道受到土荷载、地面荷载和管土相互作用下管道及其管周土体的力学及其变形特性;基于ABAQUS有限元分析管截面在埋地外压、排水内压及两者组合作用下的应力和变形特性,建立管道的基本力学参数在砂箱试验与真实埋地条件下的换算关系,提出边界效应修正计算公式。研究结果表明:土柱法+分布角法适用于计算地面静荷载作用下埋地结构壁管道的管顶竖向压力,荷载扩散角宜取30°~35°;在地面静荷载作用下,管道径向变形计算方法中Spangler-Iowa公式偏保守,AWWA M23规范计算结果与试验结果较吻合,而考虑准永久值系数会导致变形计算结果偏小;在埋土外压作用下,管腰位置内壁易发生受压破坏;排水时,管顶位置内壁易发生受拉破坏;内外壁起主要承载作用,受力较大;中间筋主要起连接作用,受力时应力以中性轴为零点向两侧呈梯度增加;本文提出的边界效应修正计算公式是准确可行的。研究成果可为轴向中空壁塑料管等柔性埋地管道的结构设计、力学和损伤失效分析提供参考。

中空侧壁保温定向凝固过程的计算机模拟

利用ProCAST有限元模拟分析软件,对中空侧壁保温45 t钢锭定向凝固过程温度场进行了计算机模拟。结果表明:应用中空侧壁保温技术,顶面覆盖发热剂,辅以改进后的水冷Cu铸锭底盘,能够促进钢锭的定向凝固。

中空双层壁织物的设计与织造工艺

本文结合上机织造的实践,阐述了中空双层壁织物的设计及工艺,对我国产业用纺织品开发生产具有很大的参考价值。

血管吻合用中空支架壁双层结构的研究

目的:研制一种血管吻合用支架,使其外表面光滑柔软,内层又具有快速溶解的特性。方法:选用高纯度低分子量明胶和色谱纯分子量为20000的聚乙二醇为原料制备血管吻合用中空支架,使前者构成支架壁的表层,后者构成支架壁的内层,并观察在类吻合环境下支架表面结构的改变。结论:双层血管吻合用支架在吻合环境中具有光滑柔软的外表面,能够快速溶解,适于血管吻合。

中空双层壁织物的制织原理

本文结合上机织造的实践,从理论上阐述了中空双层壁织物的设计、织造原理。

中空侧壁保温定向凝固过程温度场数值模拟

为了优化宽厚板钢锭的生产工艺,以铸造模拟软件ProCAST为平台进行不同中空间距侧壁保温下钢锭温度场数值模拟,研究中空间距对45 t大型钢锭定向凝固过程的影响。模拟结果表明,中空侧壁对钢锭定向凝固具有明显的保温作用,抑制了侧壁传热;当中空厚度为4 mm时保温效果最好,延长了全凝时间,从而提高了宽厚板钢锭的质量。

40t中空侧壁钢锭定向凝固过程模拟

采用大型商用有限元软件PROCAST,对40 t传统定向凝固钢锭和中空侧壁定向凝固钢锭的温度场和缩孔的分布,以及钢液完全凝固时间进行对比。由数值模拟得出:中空侧壁定向凝固温度场分布合理,能够明显降低缩孔程度及分布范围,进而提高产品收得率及质量。

新型袋状过滤材料——中空双层壁织物的研制

以织制管状织物的原理与织制中空双层壁织物的原理相结合,试制成了四面封闭的筒状中空双层壁织物。介绍该织物的原理设计和织造实践。

HDPE中空壁缠绕管及挤出生产线

针对城市污水处理和埋地排水管网的建设,介绍HDPE中空壁缠绕管的性能特点及管材挤出生产线的工艺流程和设备构置。

HDPE大口径中空壁缠绕管的制备及应用

介绍高密度聚乙烯(HDPE)大口径中空壁缠绕管的性能特点、制备工艺流程、施工安装及其在污水废水用排水管、地中线缆保护、电缆穿线管等方面的应用,并对HDPE大口径中空壁缠绕管的发展前景进行了展望。

PVC-M中空壁内螺旋消音管材的性能及应用前景

介绍了中空壁内螺旋消音管材的结构特点和PVC-M材料的性能,通过试验数据来了解PVC-M中空壁内螺旋消音管材的物理力学性能。和PVC-U排水管相比较,PVC-M中空壁内螺旋消音管材有着明显的性能优势。在应用前景方面,PVC-M中空壁内螺旋消音管材可以提高产品质量,保证安全,节约原材料,并有良好的经济效益和社会效益。

高密度聚乙烯中空壁缠绕管在排水中的应用

通过与传统钢筋混凝土排水管的比较,结合工程实例介绍了高密度聚乙烯大口径中空壁缠绕管的特性,并介绍了该管材的施工要点．

高密度聚乙烯中空壁缠绕管在市政道路排水工程中应用

高密度聚乙烯中空壁缠绕管(PE管)是以高密度聚乙烯(HDPE)为材料,采用特殊挤出工艺在热熔状态下缠绕成型,属于结构壁管类A型管材。高密度聚乙烯中空壁螺旋缠绕管目前在国内外市政排水设计中已得到广泛应用。为此,本文结合聚乙烯管(PE)的实际应用情况,剖析聚乙烯管(PE)的设计和施工,提出设计和施工中应该注意的问题和解决办法,以期聚乙烯管(PE)能在市政道路排水工程中得到广泛应用。

浅析大口径中空壁缠绕管的市场前景

我国是水资泊短缺的国家，城市缺水问题尤为突出。随着经济发展和城市化进程的加快，当前相当部分城市水资源短缺，城市缺水范围不断扩大，缺水程度日趋严重；与此同时，节水措施不落实和水污染严重等问题也比较突出。解决城市缺水问题，直接关系到人民群众的生活，关系到社会的稳定，关系到城市的可持续发展。这既是我国当前经济社会发展的一项紧迫任务，也是关系到现代化建设长远发展的重大问题。为此，国务院以国发（2000）第36号文件出了《关于加强城市供水节水和水污染防治工作的通知》。

HDPE中空壁缠绕内衬应用于排水管道半结构性修复的验算设计方法

目前,采用内穿插法、CIPP法、折叠内衬法或缩径内衬法等实壁内衬管非开挖更新修复半结构性(局部损坏)损坏排水管道时,国家行业标准已给出验算最小壁厚的方法。另一方面,HDPE中空壁缠绕内衬法区别于一般的实壁内衬管,在上海地区也已被应用在修复半结构性损坏排水管道。由于没有相应的国家行业标准,也鲜有相应的验算设计方法支持,设计人员难以确定该方法的适用性。提出一种可以应用于HDPE中空壁缠绕内衬法修复半结构性损坏排水管道的验算设计方法,具备可操作性,并借算例对此验算设计方法进行验证。