无筋钢纤维混凝土管片正截面结构设计方法

为完善无筋钢纤维混凝土管片的设计方法,加速其在城市轨道交通中的应用,提出一种新的无筋钢纤维混凝土管片正截面结构设计方法。根据已有对钢纤维混凝土本构关系的研究成果,依据地铁管片的受力特点,分析了影响地铁管片正截面承载力的主要因素。依据无筋钢纤维混凝土管片极限拉应变与钢筋混凝土的极限拉应变不在一个数量级上的差异,结合现行混凝土规范,采用平面假设,把应力和应变作为无筋钢纤维混凝土管片设计的特征值;用钢纤维混凝土应变的取值范围对应不同的设计工况,将不同工况下的无筋钢纤维混凝土管片的设计验算结果归结到同一张应力应变图中。论述了采用轴力-弯矩包络图进行正截面设计验算的主要流程,并通过一个工程实例展示不同工况下无筋钢纤维混凝土轴力-弯矩包络图的相互关系。计算结果表明:在正常使用极限状态下,强度是影响承载能力的主要因素;而承载能力极限状态下,特别是偶然荷载作用下,无筋钢纤维混凝土的韧性是影响承载能力的主要因素。

纳米变截面结构的导热性质

采用分子动力学方法模拟了固态氩的纳米变截面结构的导热性质,研究发现纳米变截面材料的热阻和热流的大小与方向都相关:当纳米结构沿热流的方向为渐缩时,纳米结构的热阻随热流的增加而增大,而当纳米结构沿热流的方向为渐扩时,纳米结构的热阻随热流的增加呈减小的趋势;当热流较大时,热流沿渐缩方向时的热阻明显大于热流沿渐扩方向时的热阻,但当热流较小时纳米变截面结构的热阻和热流方向的关系不大.最后依据热质的运动和传递理论的动能效应对该现象进行了分析解释。

两相沥青前驱体及其碳纤维截面结构调控

为给高性能碳纤维的结构设计提供理论参考,利用各向同性煤沥青(IPc)与中间相沥青形成二元不相容共混物的相分离结构,并利用筛网装置改变共混沥青的熔体流动状态,研究共混两相沥青的相结构对最终碳纤维结构的影响。结果表明:在共混前驱体中,掺杂的15%IPc不足以抑制劈裂的形成;而使用15层筛网纺丝装置,促进微畴沿径向折叠排列,抑制了轴向劈裂的出现;进一步提高熔体受剪切程度,各向同性相形成贯穿的条带结构,纤维截面重新出现劈裂结构。30%的各向同性相抵抗了碳纤维中的裂纹扩展,碳纤维最终形成介于放射状和无规的截面形貌;使用50层筛网装置,纤维截面中出现类似的劈裂结构受到抑制—重新出现劈裂结构的演变过程。结果证实了相分离和筛网装置对中间相微畴在纤维中排布方式的协同影响作用。

竹塑复合地板截面结构对力学性能的影响

以竹塑复合户外地板为研究对象,运用材料力学的相关理论分析,构建了竹塑复合材料的承载力学理论计算模型,通过有限元模拟和理论计算相结合的方法,详细研究了截面芯孔数量和芯孔尺寸对地板整体承载能力和抗变形能力的影响,并通过实验验证了地板截面结构的优化设计方法,得到了综合性能较优的竹塑复合地板截面结构。

衬砌钢模台车变截面结构的设计

为了使衬砌钢模台车适应不同隧道或变截面隧道的施工要求,基于钢结构设计原理,设计了一种用于钢模台车变截面的新结构。在分析变截面隧道特点的基础上,以4~6m范围变化的隧道截面为例,阐述了由可变形模板和弧拱架组成的顶模板的变截面结构的设计思想及过程,并与常用的台车变截面结构进行了比较。该结构可以使钢模台车适用范围更大,提高施工效率以及降低成本。

改善丝条截面结构方法探究

分析了制丝生产中影响丝条截面结构的因素,通过切片实验验证了当前制丝生产中恶化丝条截面圆整度的首要因素是丝条与络交瓷座之间的挤压摩擦。提出了改善丝条截面圆整度的方法。

SMA复合材料变截面结构的静态非线性有限元分析

在考虑结构几何非线性、形状记忆合金(SMA)相变特性和材料非线性的基础上,利用有限元法研究了内嵌SMA纤维的复合材料变截面结构的非线性静力学响应,并与几何线性情况下的结果进行了比较。研究发现,SMA复合材料变截面结构加载时的位移-载荷曲线与卸载时的不重合,二者形成了封闭的滞后环,而且由几何非线性分析得到的滞后环面积比由几何线性分析得到的小。此外,由几何非线性分析得到的SMA纤维的应力-应变伪弹性滞后环面积、最大马氏体含量都比几何线性分析的结果小得多。该研究可为SMA用于大变形结构被动控制奠定理论基础。

微弧氧化沉积BaTiO_3介电薄膜的截面结构研究

采用微弧氧化技术在工业纯Ti板表面沉积了BaTiO3薄膜,利用XRD、SEM、EPMA表征了薄膜表面及截面的物相组成、截面结构以及截面元素分布情况,并利用电容探测仪检测了薄膜的介电性能。结果表明:薄膜表面和截面均主要由四方相BaTiO3组成;薄膜截面可分为过渡层、致密层和疏松层,但各层元素含量不同;微孔的存在导致Ba、Ti、O三种元素在截面区域内的分布出现突变;测得薄膜在100 Hz下的介电常数和介质损耗分别为227.3和0.043。

多场环境下等截面结构性能分析及优化设计

针对机电产品在多场环境中的结构部件优化问题,提出了基于微分单元的零件等截面优化设计方法。结合等截面结构特性及有限元分析方法,构建了零件等截面模型及性能表达,并基于多场服役环境下(如温度场、静力场等)性能需求,分析了零件等截面拓扑变化与其性能变化之间的映射关系,尤其针对其强度需求,建立了其截面结构惯性矩演化过程模型,提出了多场服役性能需求下零件等截面优化设计方法。结合某型号制冷类产品中门体饰条零件,分析了其结构截面拓扑形状,提出了满足其各类服役性能需求的优化截面结构,验证了所提方法的有效性。

耐水木塑地板截面结构特征分析

根据力学理论对目前常见的3种异型木塑地板截面结构进行分析,并结合实际规格尺寸进行相关验算,推导出3种异型木塑地板截面形状惯性矩的计算模型。结果表明:利用计算模型计算的相对误差较小,可在实际中应用。同时分析了3种异型截面结构的木塑地板的优缺点,指出需结合具体的实际情况选择使用。

深海玻纤增强柔性管截面结构设计及强度分析

在深海石油开采中,使用传统的钢制管道作为海底管道和立管,存在耐腐蚀性差、重量大以及柔性小等不足。热塑性玻纤增强柔性管具有重量轻、强度高、柔性好以及耐腐蚀性强等优点,逐步成为海洋管道发展的趋势。针对南海500 m海深油井使用玻纤增强柔性管进行增强层截面结构设计,依据DNVGL-RP-F119规范和美国船级社相关规范,针对柔性管增强层缠绕角度及缠绕层数,依据经验建立±30°~±75°缠绕角度和20层~40层缠绕层数的组合模型。利用ABAQUS有限元软件进行30 MPa内压、60 t拉力和5 MPa外压三种载荷工况下的强度分析,得到满足上述载荷工况的最优缠绕角度为±60°;再进行90MPa爆破压力及拉伸与外压组合工况下的强度校核,最后得到能够满足技术指标要求的增强层最优缠绕角度为±60°和最少缠绕层数为36层。

多风速段下低风阻导线抗风能力实验分析及导线截面结构参数优化

低风阻导线具有能降低导线所受风载荷、减小输电线路杆塔所受风压的优点。前期研究发现改变低风阻导线截面凹槽参数会对导线抗风能力造成一定影响,但针对具体的导线截面结构优化并无深入研究。以四种不同截面形状的低风阻导线为研究对象,在风洞试验条件下探究了导线风阻系数在不同风速段中的变化规律,并利用基于最小二乘的多项式曲面拟合对风阻系数与截面结构参数之间的相关性进行回归分析。研究结果表明:在低风速10~20 m/s区间内,导线风阻系数随导线截面粗糙度增加而线性递增。在中高风速20~60 m/s区间内,导线风阻系数由截面凹槽数量与凹槽半径构成的双变量二次函数决定。通过求解函数最小值可以获得低风阻导线的优化截面结构参数。基于纳维-斯托克斯方程在COMSOL有限元软件中模拟了优化导线模型与普通低风阻导线模型在多风速段中的流场变化情况,验证了本次拟合结果的有效性。

水下爆炸载荷作用下变截面结构中应力波的传播特性研究

随着科学技术的发展,越来越多的学者关注水下爆炸对舰船结构的毁伤特性研究。应力波作为结构载荷和能量传递的形式,对于认识结构系统的冲击响应特性至关重要。但是,关于水下爆炸载荷作用下船体板架类变截面结构中应力波的传播特性目前仍认识不足。本文将基于应力波理论,借助有限元法研究在冲击载荷作用下变截面杆和舷侧外板中弹性波的传播特性。首先,结合应力波理论,基于耦合的欧拉-拉格朗日法(CEL)和欧拉体积分数法研究在水下爆炸冲击载荷作用下变截面杆中弹性波的传播特性,对数值研究方法的精度进行验证;然后研究舷侧外板在受到水下爆炸冲击载荷作用下结构中弹性波的传播特性,并且利用冲击响应谱分析方法研究结构的响应规律,为后续研究复杂舰船结构的冲击响应规律提供参考。

截面结构对纸箱抗压强度的影响及定量表征

目的研究截面结构的改变对多边形瓦楞纸箱抗压强度的影响规律。方法改变垂直侧板数量、边长、相邻侧板围成角度进行抗压试验,分析多边形纸箱变形失效过程及抗压强度的变化规律,建立以独立的垂直侧板边长代替周长的计算模型。结果当其他影响纸箱抗压强度的条件一定时,侧板数量的增多会使抗压强度值增大。八边形瓦楞纸箱的侧板边长越接近正多边形、围成角度越接近135°时,抗压强度越大。结论瓦楞纸箱变形失效本质是由侧板结构受压后整体失稳造成的,所提出的计算模型能较真实地反映纸箱受压的力学特性,且能有效表征多边形瓦楞纸箱抗压强度。

变截面结构双向箱式水力调压塔研究及应用

针对长距离输配水工程平原区设置双向调压塔高度大、抗震要求高、投资大、运行管理维护困难等约束要素,利用上下不等面积活塞增压原理,提出了变截面结构双向箱式水力调压塔,即将双向调压塔的高度降低,而功能基本保持不变,并将其应用于大伙房水库输水二期工程鞍山加压泵站中。结果表明,变截面结构双向箱式水力调压塔不但保持了传统双向调压塔可靠的水锤防护特性,且大幅降低了塔体高度,具有显著的技术经济优势。

超大截面结构转换梁施工技术

以大直径螺旋焊接钢管作支撑,槽钢加胶合板作底模,辅以相应的混凝土浇筑措施,完成了离地20余m的超大截面结构转换梁的施工。

大截面结构转换梁施工技术的应用实例

汕头利侨生产厂房,是一座集科研、开发、生产电子元件于一体的轻工业生产厂房.

2219铝合金变截面结构搅拌摩擦焊接工艺及组织特性

针对变截面结构产品,提出了一种变截面搭接结构搅拌摩擦焊接方法,通过加装辅助板将整条焊缝焊接方向上补偿为等厚度。焊接采用一次定位焊接+二次定位焊接+正式焊接的工艺方式,一次定位焊为预定位,二次定位焊保证辅助板与试片主体结构之间形成有效连接,正式焊保证形成完整的焊缝。焊缝表面成形良好,超声相控阵检测无超标缺陷。通过对力学性能的分析,变截面搭接结构处焊缝与非搭接处焊缝和常规对接焊缝的力学性能基本相同,平均抗拉强度均达到母材的70%以上,平均延伸率均在5.8%以上。变截面搭接焊缝焊核处晶粒形态为细小的等轴晶,靠近轴肩影响区部分的晶粒尺寸大于靠近焊缝根部的晶粒尺寸,受再结晶影响,焊缝两侧热机影响区处辅助板搭接界面消失。

双曲线圆截面建筑结构雷诺数效应模拟实践

在流线型结构气动性能风洞试验研究中,结构表面绕流特征雷诺数效应的准确模拟对于确定风荷载、评价其气动性能的影响是决定性的。通过改变模型表面粗糙度可以实现原型结构超高雷诺数条件(Re≥107)绕流效应模拟,但模拟手段及效果受人为经验因素影响较大,难于总结表面粗糙度与绕流形态变化关系,给实际模拟操作造成不便。设计两组双曲线圆截面结构模型风洞试验,通过在模型表面粘贴不同厚度粗糙纸带的办法,尝试并实现了模型超高雷诺数条件绕流特征模拟,分析了粗糙度及试验风速对模型表面绕流压力分布、截面阻力系数等参数的影响,初步总结了相对粗糙度随模型尺度的变化规律,为更好展开圆截面建筑结构气动性能研究提供了借鉴。

固定翼飞机截面绕流结构着水冲击载荷特性研究

针对水上飞机常用的V型和陆基飞机常用的圆柱绕流结构,开展了模型着水载荷试验,对比分析了两种不同截面绕流结构的载荷特性。研究结果表明:V型绕流结构具有较好的载荷特性,在着水过程中压力峰值变化周期较长、峰值相对较小,峰值作用半周期在0.1 s左右,压力位置、速度对峰值影响明显,越靠近对称面位置,着水速度越大压力峰值越大。圆柱形绕流结构具有压力峰值大、作用周期短的特点,同等条件下对称面位置的压力峰值是V型绕流结构最大压力的8.7倍,峰值作用半周期仅在0.5 ms左右。