地铁列车移动荷载作用下地基土的动应力响应

为了通过室内试验研究交通荷载引起的主应力轴旋转对土体循环特性的影响,以单个移动荷载和两个相邻转向架列车荷载为例,分析了土体中各项应力的时程曲线和主应力轴旋转的过程。

柱状药包岩石中爆炸的数值模拟

利用ANSYS/LS-DYNA3D对柱状药包在半无限岩石介质中爆炸情况进行了数值模拟,对柱状药包的爆炸在岩石内产生的应力变化进行了分析。给出了岩石弹性区内一点的应力变化时程曲线;并借助球形装药的经验公式对柱状装药的情况进行了分析比较,结果表明,应力波的峰值基本一致。该时程曲线可以用于多孔爆破计算。

中部空气间隔装药结构不耦合状态光面爆破效果研究

分析了5种中部空气间隔装药不耦合状态的光爆效果,运用ANSYS/LS-DYNA软件针对5种不同的不耦合系数分别建立了5种不同空气柱长度的数值模型,比较相邻周边孔1/2孔距及孔壁所选单元的有效应力时程曲线及有效应力峰值随不耦合系数变化的规律,结果表明,有效应力随轴向不耦合系数增大而减小。从减小炸药段附近单元有效应力以及保证空气柱中部裂缝贯通的角度出发,于本文模型的地质条件下较优的轴向不耦合系数为3.5～4.5。

基于不同空气间隔装药结构的爆破效果动力响应研究

研究了不同空气间隔装药结构对光面爆破效果的影响,利用ANSYS/LS-DYNA动力分析软件建立实体模型,对5种不同空气间隔装药结构进行数值模拟,并对应力云图及有效应力时程曲线比较分析。研究结果表明:数值计算结果和模拟结果基本吻合,下部装药结构孔口应力集中,基本不采用;短进尺掘进宜采用上部空气间隔装药;中等长度掘进宜采用中部空气间隔装药;在不拒爆条件下长进尺掘进宜采用分段空气间隔装药或小药卷直径装药。

铁路正交异性钢桥面疲劳验算

针对某铁路钢桁梁柔性拱桥正交异性钢桥面的疲劳问题,建立了正交异性钢桥面有限元计算模型。通过计算分析,将钢桥面受拉应力最不利位置确定为疲劳检算点,对桥面施加高铁和客运专线列车运行的模拟荷载。通过有限元计算,得到钢桥面各检算点的应力时程曲线及最大应力幅,用AASHTO和Eurocode 3规范进行疲劳验算。结果表明:该钢桥面各疲劳检算点满足AASHTO和Eurocode 3规范的相关疲劳强度规定,在运营期内该钢桥面满足疲劳设计要求。

空气间隔装药结构在水下钻孔爆破中的数值模拟

结合工程实际,采用动力分析软件LS-DYNA建立模型,对2种连续装药结构和3种空气间隔装药结构进行数值模拟,通过对比分析应力云图和应力时程曲线,研究了5种装药结构在水下钻孔爆破中的效果。研究结果表明:孔底、中间空气间隔装药结构综合了孔底空气间隔与中间空气间隔的爆破效果,应力分布均匀,避免造成岩石过度粉碎,与连续装药结构相比减少了炸药用量,减小了对环境的影响。

隧道冻胀模拟研究

采用有限元软件对寒区隧道模型进行了瞬态热分析,得到了模型内部温度分布状况和温度与时间之间的变化关系。通过对无保温层以及施做保温层后的饱水、自然含水混凝土试块内部监测点在降温过程中最小主应力时程曲线的对比分析,发现敷设隔热板与不敷设隔热板对寒区隧道的冻胀影响有明显差别。无隔热板混凝土降温过程中温度下降较快,应力梯度较大,敷设隔热板后内部热量散发较慢,温度梯度减小,应力增加较缓慢。

气动冲击对顶板-U肋焊接残余应力的影响

为研究气动冲击技术对钢桥面板焊接结构残余应力场的影响,建立气动冲击处理顶板-U肋焊接有限元模型.首先对顶板-U肋焊接进行模拟,得到顶板-U肋焊接残余应力场的分布.焊接结果表明:顶板-U肋连接焊缝区域存在较大的残余应力,焊趾及焊根中部位置处存在较大的横向拉应力.在此基础上,建立气动冲击处理焊缝的动力学模型,研究冲击速度、角度和冲击头大小对焊趾附近横向应力的影响.气动冲击结果表明:气动冲击可以将焊缝处的残余拉应力转为残余压应力,形成半椭球形的压应力区,并通过试验对模型进行了验证.冲击参数中,冲击速度和冲击头尺寸对横向应力的影响较大,冲击速度及冲击头尺寸的增大,能提高压应力值大小及压应力区的范围.