大直径盾构隧道整体式预制弧形件构造

上海市机场联络线是国内首次在大直径盾构隧道中采用整体式预制弧形件的工程,而现阶段缺少对整体式预制弧形件选型及排版的研究。针对该问题,本文分析了标准环+左转弯环+右转弯环、左转弯环+右转弯环和通用楔形环三种管片形式下弧形件的构造设计,并给出排版计算方法。结果表明,在标准环+左转弯环+右转弯环和通用楔形环管片形式下,分别采用直线形+楔形弧形件和无楔形量的弧形件能较好满足工程需求,建议在类似工程中选用。

基于断裂力学的横隔板弧形切口CFRP加固参数研究

横隔板弧形切口疲劳开裂为正交异性钢桥面板的主要疲劳病害之一。为研究该部位的疲劳性能,分析碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)参数对加固效果的影响,首先,建立钢梁节段模型,在弧形切口应力幅最大处引入初始裂纹,基于断裂力学理论得到疲劳荷载作用下横隔板弧形切口处的开裂模式及疲劳寿命;然后,建立CFRP板加固模型,改变各加固参数,对比不同初始裂纹条件下裂纹扩展过程中的应力强度因子变化规律,探究CFRP板长度、宽度、厚度、弹性模量以及胶层剪切模量等参数对加固效果的影响;最后,给出推荐加固参数组合。研究结果表明:横隔板弧形切口处疲劳裂纹为I型裂纹,疲劳寿命约为576.42万次;CFRP板加固能有效降低裂纹尖端应力强度因子幅值,但是CFRP板长度与宽度存在加固的临界尺寸,当尺寸大于这一临界值时,其对加固效果影响极小;CFRP板厚度、胶层剪切模量对加固效果的影响随参数增大而逐渐减弱;采用长×宽×厚为45.0 mm×30.0 mm×2.0 mm、弹性模量为460 GPa的CFRP板进行加固后,裂纹将不再扩展,疲劳寿命显著提高。

栓钉型弧形双钢板混凝土组合板的抗爆性能试验与数值分析

弧形双钢板混凝土组合结构由钢板、混凝土与连接件协同作用,具有更优异的抗震和抗爆性能,被应用于超高层结构、海洋平台和核电设施中。利用试验和数值分析方法研究了栓钉型弧形双钢板混凝土组合结构的破坏模式和损伤机理,参数化分析了爆炸距离、钢板厚度、拱高和栓钉间距对其抗爆性能的影响。结果表明:在爆炸荷载下,栓钉型弧形双钢板混凝土组合板整体表现良好,仍具有较高的承载能力。增加爆炸距离和钢板厚度能有效减小混凝土的损伤和组合板的跨中挠度;减小拱高,混凝土损伤区域从以压缩破坏为主逐渐转换为以拉伸破坏为主,混凝土损伤更严重,组合板跨中挠度变大;减小栓钉间距会增大混凝土塑性损伤程度,但组合板的跨中挠度减小。研究结果可为弧形双钢板混凝土组合结构的设计提供参考。

Fe-SMA主动加固钢桥面横隔板弧形切口疲劳裂纹实桥应用研究

为确定铁基形状记忆合金(Fe-SMA)主动加固正交异性钢桥面板横隔板弧形切口疲劳裂纹的可行性,以某在役钢箱梁斜拉桥为背景进行实桥加固研究。根据现场横隔板弧形切口的开裂特征,在对裂纹钻孔止裂的基础上,提出利用Fe-SMA材料对横隔板弧形切口裂纹进行粘贴加固的方案,并进行加固施工。通过现场测试得到Fe-SMA板条热激活过程的应变和温度变化,分析Fe-SMA板条和钢板之间的相互作用及加固机理。结果表明:粘贴Fe-SMA板利用Fe-SMA热驱动形状记忆效应可有效便捷地为结构施加预压应力,实现对受损部位的主动加固;经过Fe-SMA联合止裂孔修复后,热驱动作用下的Fe-SMA可以产生200~240 MPa的预拉应力,并在钢板止裂孔边缘施加43~90 MPa的压应力,可有效阻止裂纹进一步扩展;加固体系在加热激活过程完好可靠,当控制一侧加热区域中部温度为200℃时,热传导作用下非加热区域中部的温度为60℃以下,而背面总体温度基本在90℃以下。

观察内扎外切弧形缝合加肛门切扩术治疗嵌顿环状混合痔的临床疗效

探讨嵌顿环状混合痔患者以内扎外切弧形缝合+肛门切扩术治疗的效果。方法 择我院嵌顿环状混合痔者120例进行分组研究。结果 研究组手术效果优于对照组P<0.05。研究组手术时间(11.54±2.11)min、术后排尿时间(2.46±1.03)d、恢复时间(12.16±1.33)d、住院时间(3.56±1.18)d,较对照组短,且出血量(157.72±20.80)ml少于对照组P<0.05。术后1d、5d、7d、14d研究组VAS评分(5.68±1.33)、(4.41±1.16)、(3.16±0.88)、(2.04±0.62)分,低于对照组P<0.05。术后1个月是,研究组肛管静息压(9.54±1.07)kPa较对照组高,而肛管最大收缩压(14.04±0.38)kPa、肛管舒张压(6.36±0.33)kPa较对照组低P<0.05。研究组在术后1个月、3个月时肛门切口水肿评分(1.04±0.15)、(0.85±0.11)分、肛门Wexner评分(1.73±0.56)、(1.12±0.39)分均低于对照组P<0.05。结论 内扎外切弧形缝合加肛门切扩术治疗嵌顿环状混合痔的效果明显,患者的疼痛轻、术后恢复快、术后肛门水肿程度更轻,可推广使用。

基于浮空器照射源的双基弧形阵列SAR辅助降落模式成像算法

较之传统的单基线性阵列SAR,以浮空器为照射源平台的双基弧形阵列合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种全新高效、高分辨率的雷达成像系统;该成像模式继承了弧形阵列天线和浮空器的优点,在直升机辅助降落、应急救灾等领域具有重要的应用前景。在该成像模式中,由于浮空器平台平向移动、直升机平台向下运动以及弧形阵列天线特殊的圆弧型构造的影响,目标的回波信号很难直接处理,给成像带来了困难。针对这些问题,根据浮空器照射源双基弧形阵列SAR模式的成像几何模型以及回波特征,本文提出了一种基于两步运动补偿和Keystone变换的方法。其中第一步利用Taylor级数展开对双平台复杂斜距方程进行近似处理,对该成像模式下的距离分辨率和方位分辨率进行了简单分析,第二步根据浮空器平向运动产生的斜距误差,构造相应的运动补偿因子对浮空器平移引起的距离徙动项进行相位补偿;第三步根据直升机平台向下运动产生的斜距误差,构造相应的补偿因子对直升机下降引起的距离徙动项进行补偿;之后为了校正距离向与方位向之间耦合,根据Keystone变换思想引入新的角度变量对方位角进行变换从而补偿掉距离频率及方位向角度的耦合,接着在方位频域内进行方位向脉冲压缩。最后通过对不同点阵目标成像补偿前后的仿真结果对比分析、点阵目标成像性能指标分析以及场景分布目标的模拟验证了成像结果的准确性以及成像方法的有效性。

斜坡非均匀弧形滑动下管道力学行为研究

目前尚未建立准确描绘斜坡三维非均匀圆弧滑动下探究管道力学行为的模型。为此,基于强度折减理论,利用2D平面应变有限元模型确定斜坡失稳滑动面,基于2D平面应变有限元模型的斜坡滑动轨迹,纳入非均匀三角函数型表征的滑坡位移函数,建立含有滑坡真实滑动面的3D有限元模型。基于中缅油气管道的工程案例及参数取值范围,充分分析8种无量纲因素对管道轴向拉伸应变行为的影响。研究结果表明:减小埋深、增大壁厚、根据径厚比设计管道穿越斜坡位置、合理把关回填土力学性能等措施,能极大地降低管道在轴向失效的可能性;通过控制管道壁厚能有效减小土壤内摩擦角和运行内压带来的影响。研究结论可为穿越斜坡段敷设的管道设计工作提供理论指导。

方位多波束弧形阵列SAR成像方法研究

弧形阵列合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)是一种广域观测的新体制微波成像系统,相比于线性阵列合成孔径雷达,弧形阵列SAR能够有效克服常规成像雷达前视、侧视、下视等观测视角单一的问题,弥补了常规成像模式的不足。方位多波束技术是星载合成孔径雷达系统获取高分辨宽覆盖测绘能力的重要技术途径。本文首先构建了多波束弧形阵列SAR系统的方位向多通道信号模型,并通过传统的方位多通道重建方法进行成像仿真,成像结果出现虚假目标,由于传统的多通道重建方法适用于大多数线性阵列,所以通过分析回波斜距的数学几何模型推导出了多波束弧形阵列SAR相比于线性阵列SAR多了一个附加相位,与弧形阵列天线结构相结合,附加相位由子孔径角度引起,因此方位多通道回波数据中相位误差是由多通道弧形阵列SAR的子孔径角度引起,从而导致多通道不均衡,所以传统的多通道重建方法不能够直接用于弧形阵列SAR的成像处理中,为了实现弧形阵列SAR系统的静止目标聚焦成像,提出了适用于弧形阵列SAR系统的方位多通道重建方法,在进行多通道重构和合并之前,对方位通道间的附加相位进行补偿,避免方位欠采样,然后根据弧形阵列方位多通道脉冲响应重构方位多通道数据,该方法可以很好的抑制了虚假目标,最后通过仿真实验验证了该方法的可行性。

教学楼弧形出口安全通行等级区域划分

为有效提升教学楼弧形出口学生通行的安全性,通过现场数据测定并借助Pathfinder数值模拟软件,对出口不同区域内学生的疏散时间、路线等情况进行仿真模拟,掌握出口人员疏散的规律与特点,结合仿真模拟及现场拥堵人群的分布情况划分安全通行等级区域、制定疏导管理方案。结果表明:在疏散过程中,拥堵人群后方的人员会选择出口两侧的路线进行疏散,并非紧跟在人群的后方;出口大厅有效通行区域的学生密度达0.56人/m2(约25人)时,若后续学生继续增加,将使出口逐渐拥堵;将出口扇形区划分为3个安全通行等级区域,并提出了相应的疏导与管理方案,提升了出口拥堵时通行的安全性。

滑坡涌浪作用下弧形闸门动力响应数值分析

库岸滑坡是一种常见的地质灾害,滑坡体入库后诱发的涌浪可能会严重威胁库区内闸门结构稳定性。针对弧形钢闸门在滑坡涌浪作用下的动力响应问题,以某深孔弧形工作闸门为例,通过自编有限元程序模拟滑坡涌浪过程,将计算出的涌浪动水压力转化为闸门的节点荷载,基于动力时程法得到闸门动力响应,并结合闸门静力计算结果进行对比分析。结果表明,在滑坡涌浪作用下,主梁后翼缘和竖梁后翼缘的应力响应最大,闸门各个构件中支臂的位移响应最大;相比于正常蓄水位时的滑坡涌浪,死水位时的滑坡涌浪对闸门结构应力和位移响应的影响更大。

带三角形槽和弧形肋微通道散热器的数值模拟研究

采用数值模拟方法研究了具有周期性排列的三角形槽和弧形肋的新型微通道散热器(MC-ATC)在雷诺数为147-736范围内的流动传热特性。通过与矩形微通道散热器(MC-RC)对比,分析了三角形槽和弧形肋对速度分布和温度分布的影响,并定义了综合性能因子来评价微通道散热器的性能。研究结果表明,三角形槽和弧形肋对改善流体流动和强化传热有重要影响。相比于MC-RC,MC-ATC整体温度显著降低,温度分布更加均匀;通道侧壁附近低流速区明显减小,整体流速显著提高。当雷诺数在736时,MC-ATC的综合性能因子达到1.75。

露顶式弧形闸门闸坝一体化静动力学研究

针对现有露顶式弧形闸门静动力学分析存在一定简化的问题,应用ANSYS有限元软件对比分析了闸门单体和闸坝一体化的静动力学特性。以某水电站溢流表孔弧形闸门瞬启工况为例,建立了考虑止水摩阻、支铰体系和预应力锚索的闸坝一体化有限元模型。研究结果发现:在静力学方面,两侧止水对闸门各钢结构构件应力影响不大,最大差值为14.08%;闸坝一体化得出的固定支铰应力分布较闸门单体更为合理;锚块对闸门结构整体位移结果影响较大,闸门单体整体位移<不考虑锚索预应力的闸坝一体化整体位移<考虑锚索预应力的整体位移。在动力学方面,考虑流固耦合效应下止水降低了闸门结构的各阶频率;预应力锚索对闸坝一体化动力特性影响较小。

磁电弹性材料中圆弧形裂纹的反平面断裂问题

利用广义复变函数理论和保角映射技术,研究磁电弹性复合材料中圆弧形裂纹在无穷远处受到沿磁电极化方向的磁/电载荷和反平面机械载荷的共同作用下的反平面问题,给出应力场及位移场的精确解析解,并获得在磁电全非渗透及全渗透边界条件下圆弧裂纹尖端场强度因子和能量释放率的解析解。基于数值解进行数值分析,由数值结果表明:控制圆弧形裂纹半弦长与弓高比值的减少,可以提高材料的可靠性能;在两种边界条件下,机械载荷的不断增加最终会促进裂纹的扩展;在磁电全渗透边界条件下,裂纹扩展不受磁/电载荷的影响,但与材料常数和机械载荷的大小水平有关;在磁电全非渗透边界条件下,正(负)磁/电载荷的增加会阻碍裂纹扩展。

附加质量法和FSI法用于弧形闸门动力特性分析的适用性

为研究附加质量法和流固耦合界面(FSI)法用于弧形闸门动力特性分析的适用性,首先通过建立弧形闸门有限元模型,采用收敛性分析的方法研究了FSI法计算时流体长度的合理取值,保证了流体-弧形闸门系统自振频率的计算精度。其次,从弧形闸门水头高度和刚度的角度出发,比较了采用附加质量法和FSI法对弧形闸门流固耦合效应的模拟结果,讨论了采用简化的附加质量法的适用性。最后,根据有限元计算的数值结果讨论了流固耦合效应对弧形闸门动力特性的影响。结果表明:(1)FSI法中流体长度取2倍水头高度可代替实际流体的无界性;(2)在水头较低且闸门刚度较大的情况下,采用附加质量法模拟流固耦合效应能在保证计算精度的基础上提高计算效率。随着水头增高,精度有所下降。此时,弧形闸门的自振频率明显降低,并且主要的变形由支臂转移到面板,有必要采用FSI法代替附加质量法来确保计算精度。

不同水头下深孔弧形工作闸门地震响应分析研究

水工钢闸门被广泛应用于我国西南地震高烈度地区。为了确保在脉动水流与地震荷载作用下的安全可靠运行,需要分析不同水头下闸门的抗震性能。采用ANSYS建立三峡大坝某深孔弧形工作闸门有限元模型,基于动力时程法,对其开展地震响应分析,研究闸门在无水、20 m、40 m、60 m和85 m水头下动水压力与地震荷载对闸门强度、刚度的耦合影响。结果表明:水头越高,闸门在有、无动水时的最大应力及主横梁径向位移差值越大,动水压力对闸门的地震响应影响越显著。该研究对于同类水工钢闸门的地震响应分析具有参考借鉴意义。

新型辊压机DAC弧形双曲线进料装置的特性分析

针对辊压机进料装置的运动轨迹对系统效能影响较大,本文设计了一种新型DAC双曲线进料装置,对其结构组成进行了分解。通过对进料口、侧挡板、调节插板和驱动装置等四个关键要素的研究,提出了沟谷聚落式进料口、同轴层叠式侧挡板、透空式斜插板及智能一体化执行器的设计方法,并将结构特性进行了分析。经过产品设计后应用的情况,结果表明该DAC弧形双曲线进料装置可以将联合粉磨系统产量由210 t/h提高到237 t/h,提升幅度为12.8%,电耗由34.2 kWh/t降至31.9 kWh/t,增产节能效果比较明显。

南水水库高水位运行状态下泄洪洞出口弧形闸门原型观测结果分析

随着全球气候的异常变化,局部地区出现强降雨的情况时常发生,导致地区水库长时间在高水位运行。部分水库承担泄洪任务的关键金属结构弧形闸门运行时间已超过折旧年限,判断同类闸门在此极端情况下能否安全运行至关重要。本文根据南水水库出口弧形闸门原型观测试验结果,从结构应力测试、动力特性测试、振动响应测试和启闭力测试等方面对出口弧形闸门进行安全评价,得出结论:泄洪洞出口弧形闸门虽运行逾50年,且处于高水位运行状态,但由于其合理的设计结构,仍具有可靠的安全裕度和较高的经济价值。本文研究结果对已超折旧年限且运行状态发生极端变化的弧形闸门的安全性评价具有一定的参考价值。

基于弧形阵列对发射源定位的风机叶片净空检测方法研究

风机叶片在强风作用下往往会发生朝向塔筒的折弯,导致风力发电事故发生。对此,本文提出了基于弧形阵列对发射源定位的风机叶片净空检测方法。由于塔筒的阻挡,圆形阵列所有阵元中仅面向叶片部分可接收到位于叶片顶端的发射源的信号,因而推导了弧形阵列的阵列流形及方向图公式,在此基础上提出了基于弧形阵列对发射源定位的方法,进而推导出叶片净空与发射源仰角的函数关系公式。最后,基于计算机仿真验证了上述方法的可行性和有效性。

大体量异型预制弧形件智能装备研究

本文针对上海市机场联络线的大体量异型预制弧形件拼装设备进行了研究。首先阐述了该线路中弧形件的构造信息,并根据弧形件构造阐述了弧形件智能装备的研发思路及设备的细部构造;之后对弧形件的姿态控制进行了相关的分析;最后介绍了弧形件的施工流程和弧形件设备施工实践。结果表明所研发设备可有效识别弧形件姿态,且在极限工况下可满足拼装要求。利用研发设备极大提升了施工效率,节省了施工工期,取得了较好施工效果,可为后续类似工程提供借鉴经验。

不良地质条件下山体内弧形闸门竖井塌方处理措施

轿子山水库山体内弧形闸门竖井塌方,竖井下游侧倒悬体失稳,边坡垮塌冒顶。如何有效处理塌方,加固已失稳的倒悬体,防止二次开挖时竖井倒悬体再次坍塌,确保闸门竖井建成后安全运行是关键。在塌方处理中先对井内坍塌漏斗进行回填,后用混凝土梁+锚筋桩+固结灌浆联合从井口对下部岩体进行加固,再用锚喷支护+固结灌浆对井壁进行加固的措施,有效处理了塌方冒顶,联合支护对坍塌体起到良好的加固作用。