补片尺寸对胶层应力分布的影响

粘接修理结构中,胶层起着传递载荷的作用。其应力状态对于粘接修理结构有着重要的影响。为此,本文用有限元法分析了复合材料粘接修理结构中胶层应力分布随补片尺寸的变化。研究表明,增加补片长度和厚度可以提供补片分担载荷的作用,但是,对胶层的性能要求提高。胶层中大部分区域的应力较低,大部分载荷靠较小面积的胶层传递。修理试样的破坏形式的变化反映了胶层应力分布的变化。

采场底板突水的跨层应力壳力学模型

利用实验室大型非线性三维计算机数值模拟对煤层底板应力分布特征进行了深入研究,发现采场底板存在由集中应力形成的跨层应力壳,应力壳是承载上覆岩体压力的临时结构,壳基是椭球应力壳应力较集中的区域,椭球应力壳的形态及应力集中情况与采场结构有关。根据数值模拟试验得出了应力壳的形态方程,分析了跨层应力壳壳基、壳肩及壳顶的失稳模式,指出壳肩处经历联合破断,底板的最大破断深度则处于壳肩的位置,当壳肩达到最大破坏深度,采动裂隙和原始导升裂隙贯通,此时则容易形成突水;壳顶则随着高度的不断发展,跨层应力壳形成一个处于半封闭状态的半壳结构,此时采动裂隙导通煤层底板含水层,从而形成突水。

工程车辆翻新轮胎各层应力数值模拟分析

为了深入了解工程翻新轮胎在使用中出现的胎面磨损加剧、崩花掉块、胎面脱层、被压爆、刺爆的失效形式,构建了工程车辆翻新轮胎计算机几何模型、与地面接触模型、有限元模型,数值模拟分析了胎面层、缓冲层、带束层、胎体层、胎侧层、趾口胶层等各层的应力及剪应力分布状况,获得了如下主要结论:工程翻新轮胎的带束层所受应力最大,胎体层次之,带束层与胎体层应力分布规律相近,胎面层和缓冲层所受应力相对较小;带束层所受剪切应力最大,其次为胎体层,缓冲层的剪切应力较胎面层稍大,而缓冲层剪切力与带束层剪切力相差较大,二者存在较大梯度。研究成果可为工程翻新轮胎的结构设计、使用性能及动力性能、失效机理分析提供理论指导。

基于顺层应力角度实验和有限元模拟的油页岩井壁稳定性分析

为定量分析井眼轴线与顺层应力角度对井壁稳定性的影响,进行了基于顺层应力角度实验和有限元模拟的油页岩井壁稳定性分析。首先对实验样本进行参数测量,利用超声速度、振幅和声发射技术,对井壁崩落临界压力等参数进行测量和计算,并基于微观分析法对井壁崩落进行分析;其次,为解释倾角对应激性钻孔崩落的影响,利用测量参数并结合有限元对油页岩样本井壁稳定性进行分析,分析结果与实验观测结果基本一致。最后通过顺层应力角度对于井壁稳定性的影响实验,得到了定性分析数据,可对指导实际生产,提高钻井成功率。

青藏高原东南缘地幔对流与发震层应力场耦合关系分析

利用EGM2008重力模型的11~36阶球谐系数计算青藏高原东南缘岩石圈底面地幔对流应力场,收集整理青藏高原东南缘2000年至今的1 131个震源机制解数据,采用区域应力张量阻尼反演法得到该区芦山地震前和现今的发震层应力场,进一步分析2种应力场的相关性,探讨不同区域的力学耦合情况与强震发生的关系。结果表明:1)青藏高原东南缘大部分位于耦合与解耦的中间地带,耦合区域基本按块体分布,东侧华南块体强耦合,西北部藏北块体、巴颜喀拉块体和西南部滇西南块体部分耦合,解耦主要发生在松潘-甘孜块体附近,以龙门山断裂带连接强耦合的华南块体;2)分析孕震原因,提出青藏高原东南缘地幔对流应力场与发震层应力场耦合程度强弱交界处为地震危险性较高的区域,从现今耦合关系来看,龙门山断裂带仍处于耦合强度变化梯度非常大的区域,具备孕震储能条件,地震危险性较高。其他危险区域大致有:岷江断裂带附近、鲜水河-安宁河-则木河断裂带附近、红河断裂带及南汀河断裂带附近。

碳纤维传动轴胶接胶层应力均匀化分析

碳纤维传动轴胶接联接在传递载荷时,会出现端部胶层应力大、中间应力小的现象,这种现象会使胶接接头的胶层首先从端部破坏,影响联接性能。从应变角度阐述胶接胶层应力曲线规律,说明了影响胶层应力分布的因素有胶层内、外周向变形量和胶层厚度,提出几种胶接胶层应力均匀化方法,并用有限元分析方法进行了验证。结果表明:(1)增加胶层厚度可以使胶层应力均匀化,但均匀化程度不明显,且在工程中会增加胶层缺陷;(2)采用变胶层厚度的鼓形结构胶接能够使胶层应力均匀化明显,最后指出影响鼓形胶接胶层应力均匀化的因素有变厚度胶层长度L、胶层的最大厚度H。

一种复合材料层合板孔边单层应力计算方法

基于复合材料经典层合板理论和各向异性板理论,探讨了带圆孔复合材料层合板受复杂面内载荷作用时层合板内孔边不同铺层角的单层正轴应力计算方法。先将复合材料层合板简化为均质的正交各向异性板,采用各向异性板圆孔边应力公式分别计算拉伸和剪切单独作用时孔边的平均应力和应变,然后叠加获得层合板孔边中面应变,最终获得层合板孔边不同铺层角单层的正轴应变和应力。本文方法计算结果与ANSYS软件计算结果吻合较好。

基于三维有限元模型的弹翼胶接结构胶层应力分析

目前对复合材料胶接修理结构中胶层的模拟多采用二维平面单元,不能有效模拟胶层在外载荷作用下的真实应力状态。考虑某飞行器弹翼修理时形成的复合材料双面胶接结构承受载荷后处于三维应力状态的情况,建立了该修理结构的三维有限元模型,计算出单向拉伸条件下胶层的剪应力,并与Hart-Smith解析解进行对比。分析结果表明三维有限元模型正确、合理。利用所建立的模型分析胶层的剪应力和剥离应力的分布特点,得出胶层破坏的失效顺序,为胶接修理结构的承载能力分析以及结构改进提供参考依据。

基于有限元法的胶接接头胶层应力分析

胶层应力对胶接接头的强度有着至关重要的影响。文章尝试使用有限元法对一种典型的胶接接头进行应力分析,获得胶层的剥离应力和剪应力,其应力分布符合弹性力学的结论,对胶层的损伤机理研究具有指导意义。文章还对斜削接头进行了胶层应力分析,结果表明该有限元模型适用广泛,具有良好的工程应用价值。

基于ANSYS的旧水泥混凝土路面沥青加铺层应力状态研究

基于有限元软件ANSYS对设置应力吸收层的沥青加铺层进行仿真计算,分别研究了不同弹性模量和厚度的沥青加铺层和应力吸收层对路面结构层应力的影响。研究结果表明:在一定范围内,适当增加应力吸收层和沥青面层的厚度有利于改善路面的防裂效果,但过大的厚度对抑制反射裂缝作用很小,同时也会增加施工难度和造价等。综合施工、应力状态及造价等因素,本文给出的本项目应力吸收层厚度建议值为2.5cm。此外,计算结果表明:应力吸收层的弹性模量越小,其抑制反射裂缝的效果越好,但过小的弹性模量会降低路面整体强度,造成施工困难、易产生车辙等病害,给出的本项目应力吸收层弹性的建议值为500MPa.

新型薄层应力吸收层沥青混合料在柳南高速公路水泥路面改造中的应用

为了解决目前应力吸收层过分强调变形能力而导致材料偏柔、高温性能不足等问题,文章结合柳州至南宁高速公路旧水泥混凝土改造工程实例,研发了一种全新的薄层应力吸收层材料,以富沥青含量和粗集料断级配为主要特征,使用常规材料即可制备。研究结果表明,新型薄层应力吸收层具有十分良好的抗变形性能、高温抗车辙性能、施工和易性,因使用常规材料即可生产,可降低材料成本1/3左右。

旧水泥混凝土路面沥青加铺层应力分析

目前旧水泥混凝土路面的改造工程中,采用沥青加铺层是比较常见的方案,并在其间设置应力吸收层来控制反射裂缝。利用BISAR3.0程序分析了应力吸收层厚度和模量变化,对旧水泥混凝土路面非接缝和非裂缝区沥青加铺层结构应力的影响。计算结果表明:随着应力吸收层厚度的增加,沥青加铺层的路表弯沉和层底拉应力也不断地增加,并使路面内部的拉应力和剪应力均有不同程度的增大,且随着应力吸收层模量的增大,沥青加铺层内部的路表弯沉和层底拉应力及路面内部应力和剪应力均有不同程度的减小。

基于响应面法的应力吸收层应力模拟研究

为研究“白改黑”路面应力吸收层早期破坏的问题,采用ABAQUS有限元分析软件建立3D数值模型,展开轴载大小、应力吸收层厚度、模量3个因素对应力吸收层最危险点处温度-轴载耦合应力分析。结果表明:单独因素与应力之间并非线性关系,因素之间的交互作用对应力影响显著。通过控制单独因素来提高应力吸收层的耐久性并不合理,应综合环境温度和路面轴载的具体情况,对应力吸收层材料模量和结构层厚度进行合理设计。该分析结果可为类似工程的设计提供借鉴。

成型方式对应力吸收层沥青混合料性能的影响

开展了旋转压实与马歇尔击实成型对应力吸收层沥青混合料体积和力学性能的影响分析。试验结果表明,应力吸收层配合比设计中可用马歇尔击实50次代替旋转压实50次成型试件,旋转压实试件与马歇尔试件的劈裂抗拉强度、贯入应力均具有良好相关性,换算系数分别为1.347和0.910。提出了基于马歇尔击实方法的应力吸收层设计要求,可更好地进行配合比设计和工地现场质量控制。

应力吸收层沥青混合料压实特性研究

为了解应力吸收层沥青混合料的压实特性,保证施工和易性,采用旋转压实仪成型试件,利用压实度与旋转次数的关系研究油石比、压实温度和矿料级配对压实特性的影响。结果表明:压实能量指数、压实速率、95%和99%压实度对应的压实次数均可作压实参数,压实速率对应力吸收层沥青混合料适用性不强,95%和99%压实度对应的合理压实次数为10次和35次,其可用于确定最佳油石比,提出了应力吸收层沥青混合料关键筛孔1.18 mm和2.36 mm合理通过率范围分别为45%~50%和65%~75%。

高性能应力吸收层在公路工程中的应用

为提高高性能橡胶沥青应力吸收层的路用性能,防止公路出现自下而上的反射裂缝,依托实际工程,分析了高性能应力吸收层在水泥混凝土路面加铺沥青层结构中的应用和不同橡胶掺量的橡胶沥青3大常规性能,并对高性能橡胶沥青混合料级配进行设计,对高性能应力吸收层的路用性能进行探讨。结果表明:橡胶粉的掺量在15%时可提高基质沥青的高低温性能;高性能应力吸收层具有良好的水稳性能、高温性能和黏结性能,能达到工程使用要求。

高速隧道刚性基础路面加铺应力吸收层力学特性研究

橡胶沥青应力吸收层常用于水泥混凝土路面改造工程,因其优异的路面结构层间处治性能,而具有广阔的应用前景。本文以厦蓉高速青新隧道为工程背景,基于ANSYS软件建立有限元模型,并施加最不利偏载工况进行计算分析,探讨了加铺应力吸收层前后路面的力学性能,并对沥青铺装层厚度、沥青铺装层弹性模量、应力吸收层厚度等参数对路面力学性能影响进行了分析。

沥青路面裂缝治理技术分析——基于橡胶沥青应力吸收层技术的应用

在道路工程建设领域,橡胶沥青应力吸收层路面加铺是一项高效、科学、合理的改造技术,通过该技术,可解决旧水泥路面改造中沥青层出现的反射裂缝、水损坏等各类问题。为此,结合具体案例,在旧路面状况调查评价的基础上,提出了不同的设计方案,最终选择橡胶沥青应力吸收层路面加铺施工,希望能够改善路面性能,延长公路使用寿命。

基于精细分离RAP细料的应力吸收层再生混合料性能研究

精细分离技术可有效降低RAP结团,控制其变异性,但RAP在精细分离后会产生超过50%的RAP细料。由于沥青含量高及级配限制,RAP细料在常规混合料中较难再生利用,因此,亟需探索针对RAP细料的多途径利用方法。为研究精细分离RAP细料用于应力吸收层再生混合料的可行性,本文基于再生沥青性能的可恢复程度与级配可调性确定了RAP细料最大掺量,设计了0%,10%,20%三种RAP细料掺量的应力吸收层再生混合料,采用车辙试验、低温SCB试验与低温小梁弯曲试验、冻融循环状态下的SCB试验、OT试验评价了应力吸收层再生混合料的路用性能,并分析了RAP细料掺量对其性能的影响规律。结果表明:RAP细料用于应力吸收层沥青混合料的最大掺量为20%。随着RAP细料掺量的增加,混合料高温性能会有一定程度的提升,但低温抗裂性能、水稳定性和抗反射裂缝性能会略微降低,且RAP细料用于应力吸收层具有可行性。

橡胶沥青应力吸收层养护施工技术研究

通过使用橡胶沥青应力吸收层,我们可以在半刚性基层道路早期阶段防止出现基层反射裂纹,从而增强道路的整体稳固性。在施工中应严格控制施工质量,以保证橡胶沥青应力吸收层发挥作用。在对施工原材要求检验指标分析的基础上,针对施工中注意事项进行说明,并总结施工后检验指标内容,以期对相关养护施工项目起到借鉴作用。0.概述沥青路面半刚性基层因具有较高的强度和承载力而广泛应用,但是在投运1~2年后会出现大量裂缝[1],需要进行养护处理。为改善高速公路通行能力,提高公路的使用性能和结构强度,现阶段常在高速公路面层和基层之间加设一层应力吸收层。