边界条件对复合材料储能飞轮应力及位移分布的影响

不同的边界条件对复合材料飞轮的应力、位移分布有着不可忽视的影响,和飞轮的储能密度也有相当的关系。针对复合材料和对称结构的特点,建立基于非均质各向异性弹性理论的计算模型,得到飞轮在工作转速情况下应力和位移计算的解析公式,给出了任一点的径向、环向应力及径向位移。并按照所建立的计算模型对飞轮的几何尺寸、转速对其应力、位移场的影响进行仿真计算,并对不同的边界条件对飞轮径向、环向应力和径向位移的影响进行比较。

两层预应力转子结构复合材料储能飞轮的应力及位移计算

采用预应力结构可使复合材料飞轮的应力、位移分布得到一定改善,从而提高飞轮储能密度。考虑复合材料和预应力结构的特点,建立基于各向异性对称结构理论的计算模型,得到两层预应力转子结构复合材料储能飞轮在工作转速情况下应力和位移的解析公式,对内、外两层飞轮任一点的径向、环向应力及径向位移进行较为全面的仿真分析,并利用所建立的计算模型对飞轮在某一转速时不同的位置对径向应力、环向应力和径向位移的影响进行探讨。结果表明,内层转子径向应力在外侧最大,环向应力在内侧最大;外层转子径向应力和环向应力均在内侧最大。当角速度ω从0增加到5000rad·s-1时,内、外转子的径向应力、环向应力和径向位移都随之增大。当ω=600rad·s-1,整个飞轮径向应力、环向应力和位移的最大值出现在两层转子的接触面r=0.27m处。该分析结果可为飞轮的设计制造提供重要的参考。

锚杆对隧道衬砌工后应力及位移的影响研究

为了研究流变后锚杆对衬砌的应力、位移的控制,采用Burgers模型的松弛剪切模量Prony级数形式,确定其在ABAQUS中粘弹性本构输入参数,使用ABAQUS对某五心圆隧道进行了不同锚杆支护下围岩流变后衬砌应力及位移的数值模拟及系统分析。结果表明锚杆支护对衬砌应力增长有明显的控制,可使衬砌应力比无锚杆支护时减小24.31%,但是对位移增长控制并不明显,仅减小1.30%。在V级围岩中,锚杆长度在4 m以内时,增大锚杆长度可以有效地改善锚固效果,为考虑岩石流变情况下的围岩锚固研究提供了参考。

有限元法分析Lenke3型青少年特发性脊柱侧凸胸-腰椎的应力及位移变化

青少年特发性脊柱侧凸导致脊柱结构发生改变,侧凸脊柱的应力也会发生相应变化,胸、腰椎在整个脊柱中承担了大部分的应力负荷,所以此次研究模拟分析侧凸脊柱胸-腰椎不同工况下的生物力学特点,对该疾病的病因研究非常有意义。构建青少年特发性脊柱侧凸Lenke3型三维数字化模型,模拟分析侧弯脊柱在6种工况条件下应力及位移变化特征。

围岩应力及位移监测在隧道施工中的应用

本文结合三江至南川线扩能改造工程项目中白塔寺隧道出口开挖施工情况,对围岩应力及位移监测在浅埋偏压和不良地质隧道中的应用进行论述,根据监测结果采取相应的支护措施,为隧道施工提供了充分的理论依据,以供类似工程借鉴。

静压排桩贯入对地下管道影响的有限元分析

为保证城市地下管道的安全性,工程施工过程中应对静压排桩贯入建立有限元模型予以模拟。采用有限元软件ABAQUS建立了三根桩以及一根埋地管道的三维模型,得到了先中间后两边贯入、从一边依次贯入两种压桩顺序的模型,以期模拟静压排桩的施工过程。通过提取贯入过程中对地下管线产生的应力及位移数据,对比分析静压排桩贯入及不同压桩顺序对埋地管道的影响。研究结果表明,静压排桩贯入对地下管道产生的应力和位移随着各桩的贯入积累及打桩顺序不同而增加;静压排桩贯入对临近地下管道的应力、位移及排桩中的单桩贯入对临近地下管道产生的大主应力及位移与其被贯入的次序有关,采用不同打桩顺序的数值模拟可以较好地预测桩体贯入产生的应力和位移。

某空间网架结构装修过程监测与数值模拟分析

为实现大跨度空间网架结构在施工过程中安全可靠,应力及位移监测尤为必要。以某会议中心大跨度空间网架结构装饰装修工程为例,通过ZX-SL-C16光纤光栅解调仪监测系统及Team Viewer远程控制计算机软件系统,实时监测杆件应变-应力变化,通过全站仪监测网架在施工过程中的竖向位移变化。对比监测结果与数值模拟结果,分析监测结果的可靠性,确定网架结构在装饰装修施工过程中的安全性。

基于正交试验和SolidWorks Simulation的大豆种子脱粒过程碰撞模拟分析

为了探寻碰撞参数变化对大豆种子应力分布及形变位移的影响规律,利用Solid Works Simulation对大豆种子碰撞过程进行了模拟分析,获得了大豆种子碰撞过程的应力分布与位移形变及其随时间的变化,并以碰撞速度及接触半径为试验因素,大豆种子碰撞过程的最大应力及最大位移为试验指标,采用正交试验方法,分析参数变化对指标的影响。试验结果表明:对最大应力指标,两因素影响极显著;对最大位移,因素接触半径影响极显著,碰撞速度影响显著。且两指标随着碰撞速度的增大而减小,随着接触半径的增大而先减小而后趋势减缓。研究结果为大豆种子脱粒机的仿真设计和产品研发提供了参考依据。

考虑巷道周边有非均匀作用力的基尔希解修正

地下工程中的巷道(隧道)围岩大部分情况下会受到两向不等压的地应力作用,通常都需要进行支护。已有研究结果表明,围岩受到两向不等压的地应力作用时会导致巷道周边不同点处的径向位移不再相等,导致支护结构对围岩的反作用力也是非均匀的。原基尔希解为仅仅考虑了围岩受到两向不等压地应力作用的解析结果,因此,有必要研究支护结构的反作用力对巷道围岩的应力场、位移场产生的影响,对原基尔希解进行修正与完善。采用了与基尔希解相同的求解思路,首先,对巷道周边非均匀作用力的分布形式进行了合理假设与分解,将其分解为对称条件和非对称条件的叠加。其中,对称条件下的应力解采用弹性力学中拉梅解的求解方法,非对称条件下的应力解采用弹性力学中的半逆解法求解。将二者进行叠加即求得非均匀力作用于巷道围岩周边的弹性应力解的解析式,再与原基尔希解进行叠加即可得到基尔希解的修正解。其次,利用巷道围岩的几何方程和本构方程推导出了巷道周边处的径向位移和环向位移。最后,通过工程实例的计算,对比分析了λ和q0的变化对σr、σθ和巷道周边径向位移ur的影响,为下一步塑性区的求解提供理论基础。

黄土隧道衬砌背后空洞对隧道衬砌结构影响分析

衬砌裂损是隧道病害中常见的问题,也是严重威胁结构安全的一个重要因素。文章针对铁路运营隧道病害的检测结果,对衬砌背后空洞进行平面弹塑性计算分析,得出不同位置、不同大小的空洞以及空洞群对结构各截面受力及位移影响的系统认识,明确提出衬砌结构与围岩结合的不紧密性是恶化衬砌受力条件、造成围岩进一步松动、进而造成衬砌裂损的一个重要原因;还对直墙式及曲墙式衬砌所受到的不同影响进行了比较分析,认为曲墙式衬砌拱部结构能较好地将内力传递给边墙,由边墙部分承受较大的水平抗力,优化了整体结构的受力,从而降低背后空洞对衬砌结构的影响。通过对计算结果的系统分析和研究,合理解释了实际检测中的问题。

采用ABAQUS的静力压桩对城市既有地下管线影响的三维数值分析

应用有限元软件ABAQUS建立静压桩单桩贯入对城市地下管线影响的三维有限元模型,利用三维模型分析单桩贯入对城市地下管线的影响。结果表明:一次性贯入对管道的影响范围在以贯入桩的中轴线为中心约1.5倍桩长的圆柱体的空间范围内;应力和位移的最大值在管道的正中截面、顶部和近桩侧取得;分阶段桩体贯入的方式对管道产生的影响是以水平位移及水平应力为主、竖向位移及竖向应力为辅,水平位移及水平应力先明显增长,竖向位移及竖向应力的明显增长具有滞后性。

洞室开挖对白云岩洞室群围岩稳定性影响分析

以某数据中心项目B1~B5隧道群施工为背景,通过采用数值模拟软件模拟B1~B5洞室群开挖(洞室群开挖先后顺序为B2、B1、B3、B5、B4),研究了洞室开挖对洞室群围岩稳定性的影响。研究结果表明:B2隧道围岩受到B1隧道开挖影响最为严重,然后依次为B3、B5,B4隧道开挖对B2隧道围岩的影响最小;B1隧道围岩受到B3隧道开挖影响最为严重,B5、B4隧道开挖对B1隧道围岩变形的影响依次减小;B1隧道围岩受到B5隧道开挖影响最为严重,B4隧道开挖对B1隧道围岩的影响较小;B5隧道围岩B4隧道开挖的影响,影响最严重的部位为右拱腰,然后依次为为左拱腰、左拱肩、右拱肩,受影响最小的部位为拱顶。

高支模支撑架体标准化管理

超过一定规模的危险性较大分部分项工程为项目混凝土的施工增加了安全风险,通过项目一系列的控制措施,最终形成标准化管理体系,将施工过程中每个环节的风险降到最低,达到风险可控,保证了模板工程及支撑体系施工安全。

减小静压排桩贯入中挤土效应的三维模拟研究

为研究静压排桩贯入对周边土体产生的挤土效应及受力特性,在研究了排桩贯入对埋地管道产生的应力及位移的基础上,采用大型通用有限元软件ABAQUS,建立了防挤槽和应力释放孔的排桩贯入对临近既有埋地管线的三维模型,通过有防挤槽、应力释放孔与无防挤槽、应力释放孔的管道相应截面上的应力及位移对比,采取不同孔径、不同孔间距、不同孔深,来研究应力释放孔的孔径、孔间距、孔深等因素在减小挤土效应效果方面的影响。研究结果表明:应力释放孔直径越大、孔越深、相邻两孔距离越近,减小桩体贯入对管道产生的应力和位移的幅度也越大;应力释放孔能否达到减小桩体贯入对管道产生应力的目的与相邻应力释放孔的距离有关,相邻两孔距离近时可以减小桩体贯入对管道产生的应力,而相邻两孔距离远时,反而增大桩体贯入对管道产生的应力。

超高支模技术在千人报告厅工程施工应用

随着我国经济水平的不断提高,建筑行业逐渐向大跨度、高空间发展,而高支模及预应力又成为工程施工的核心,不但关系到工程建设能否成功,而且与全体员工的安全密切相关。在施工中采取相应的安全质量技术措施,加强施工管理,确保超高支模及预应力张拉的施工安全和质量。

风电机组基础环周边混凝土受力机理分析及基础加固

基础环在风电机组基础中得到了广泛应用,其中基础环周边混凝土存在开裂、冒浆等共性问题,需要深入分析混凝土的受力机理并寻求解决思路。首先,结合实际风机运行情况给出了基础环传递给周边混凝土的非均匀作用力形式,并解析了混凝土的应力场;其次,考虑在基础台柱混凝土外侧施加围压,对比分析施加围压前后混凝土的应力场及位移场的变化;最后,提出工程中实现加载围压的方案,并给出钢环的相关设计参数。工程算例结果表明:施加围压后,混凝土径向压应力会小幅增大,环向拉应力却显著降低,可以有效抑制裂缝的产生及扩展,同时还可增强钢筋与混凝土的黏结性能。研究成果可为风机基础加固治理提供参考建议。

新型夹心保温墙板温度效应的数值模拟分析

为研究新型夹心保温墙板的保温效果、温度应力和变形,采用有限元分析软件ABAQUS分析夏季不同朝向墙板的温度场;结合热桥分析软件PTemp对比分析桁架钢筋周围填充不同材料的保温效果;并计算夏冬极限温度作用下墙板的温度应力及位移。结果表明:该墙板的温度分布受太阳辐射的影响显著,但不同朝向的墙体内表面温度基本稳定,墙板整体保温效果较好;此墙板采用的聚苯颗粒保温砂浆能有效弥补钢筋导热系数大的缺点,有效维持室内温度稳定;螺栓仅对内叶墙约束明显,桁架钢筋对墙板整体的受力和变形有重要影响;夏季外叶墙边缘处外翘最大达到1.4 mm,且拉应力最大达到2.2 MPa,有开裂风险;冬季墙板中间向内凹陷位移最大,达到0.87 mm。上述分析为新型夹心保温墙板在实际工程中的推广使用和耐久性分析提供了参考依据。