倒三角形截面板管连接式钢圆弧拱在平面内的稳定承载力研究

采用理论推导与数值模拟相结合的方法,对倒三角形截面板管连接式钢圆弧拱在平面内的弹性屈曲和弹塑性屈曲进行了深入研究。首先,理论推导了拱的截面剪切刚度,并提出了拱在全跨均布径向荷载作用下的弹性屈曲公式。此外,还提出了避免连接板和弦杆在拱发生整体弹性失稳之前发生局部失稳的限制条件。然后,分别研究了在全跨均布径向荷载和全跨均布竖向荷载作用下,拱的整体弹塑性失稳机理。结果表明,在全跨均布径向荷载下,拱在1/4跨和3/4跨附近的弦杆会发生屈服,最终发生拱的整体弹塑性失稳。基于数值结果,建立了拱在全跨均布径向荷载作用下的稳定曲线,并针对拱发生整体弹塑性屈曲提出了相应的稳定承载力设计公式。在全跨均布竖向荷载作用下,钢拱发生整体失稳时,在拱脚两端附近的下弦杆会进入屈服。同样地,本文也提出了拱在全跨均布竖向荷载作用下,发生整体弹塑性失稳时的稳定极限承载力设计公式。本文所建议的公式与有限元结果符合得较好,可供实际工程设计参考。

方钢管混凝土柱内隔板式节点的抗弯承载力研究

为了研究方钢管混凝土柱内隔板式节点的抗弯受力性能,完成了3个方钢管混凝土柱内隔板式节点的低周反复荷载试验。在此基础上,研究了轴压作用对方钢管混凝土柱内隔板式节点抗弯承载力的影响,提出了3块内隔板情况下节点抗弯承载力的计算方法。同时对梁柱翼缘等宽情况下节点的抗弯受力性能进行了分析,建立了相应的计算公式,计算结果与试验结果进行了对比,吻合良好。试验结果及理论分析对现行规程中的节点抗弯承载力计算公式进行了补充,拓宽了内隔板式节点的适用范围。

基于PSO-SVR的RC板柱节点抗冲切承载力预测与影响因素分析

混凝土板的抗冲切承载力是结构设计中的重点与难题,基于所收集的475组钢筋混凝土板柱节点抗冲切承载力数据,建立了粒子群算法优化参数选择的支持向量机(PSO-SVR)预测模型,进行多个给定影响因素作为输入变量的RC板柱节点抗冲切承载力预测。将该模型与其他理论经验计算式的预测结果进行对比,结果表明,PSO-SVR模型的误差最小,预测结果最好。最后,利用SHAP解释模型对影响抗冲切承载力的不同指标进行敏感性分析,在给定的6个输入参数中,板的有效深度是最主要的影响因素,钢筋屈服强度的影响最弱。研究结果可以为钢筋混凝土板柱节点抗冲切承载力的预测提供新的思路与方法。

管壳式换热器管板上隔板槽面积计算

管壳式换热器中,对管程为双程或多程或壳程为二程时,必须设置隔板,这时管板上在设置隔板槽部位不能布管,因此在管板计算中必须计算隔板槽面积,过去通常采用换热器内径乘上隔板槽宽度来计算,即:

高压板壳式换热器板片强度分析

针对高压板壳式换热器的耐压问题,建立板壳式换热器耐压核心元件换热板片在高压下的受力计算模型,利用SolidWorks计算模块,对不同型式板片在高压下的应力情况进行数值计算。利用计算结果,设计出1型针对该高压情况的换热板片,形成1台耐高压的板壳式换热器。通过压力试验,验证了该板壳式换热器的耐压性能及所构建理论计算模型的正确性。

基于CFD的弓形折流板对管壳式换热器性能影响研究

应用标准k~ε模型结合壁面函数法对单弓形、双弓形折流板管壳式换热器规内部流场进行了数值模拟,以SIMPLE方法对压力场和速度场耦合计算。采用数值模拟和物理模型实验相结合的方法,对单弓形管壳式换热器计算模型同尺度的物理模型进行了实验,并与数值模拟的结果进行比较。在此基础上,对两种形式的管壳式换热器内部流场进行了分析,为管壳式换热器的优化设计和研发提供理论依据。

板壳理论在压力容器强度设计中的经典应用之四(下)——管壳式热交换器管板变通计算的原理与应用(下)

通过分析浮头式和填函式热交换器管板布管区周边的横剪力和弯矩,提出利用固定管板式热交换器管板计算方法变通应用于浮头管板和填函管板的应力计算,并具体给出变通计算时管板周边弯矩的处理方法。结合管板与壳体、管箱的连接方式中典型的夹持结构和埋焊结构,分析指出各种情况下哪块管板受力更苛刻,以及此时如何构建对称管板,然后使用变通处理方法中相应模型进行计算。最后得到结论:对于埋焊结构,按照JB 4732中提供的浮头和填函管板计算方法存在缺陷,并阐述了原因。

板壳理论在压力容器强度设计中的经典应用之四(上)——管壳式热交换器管板变通计算的原理与应用(上)

通过分析固定管板、浮头管板和填函管板以及U形管板周边剪力和弯矩的状况,指出七种管板周边剪力和弯矩的差别与联系,同时阐明了"差别"对管板应力的影响。以此为基础,利用变通方法对五种特定管板进行了计算,证实了管板周边剪力和弯矩对管板应力的作用,由此决定了各种管板受力的优劣。结果显示,所述管板受力状况由好到差依次为:固定埋焊管板、浮头埋焊管板、浮头夹持管板、U形埋焊管板和U形夹持管板。此外,对于所述各种管板如何利用SW6软件中的固定埋焊管板模块进行便捷变通计算,给出了具体说明。

板壳式换热器板束封板计算的探讨

介绍板壳式换热器的主要特点和应用。笔者通过对产品开发的生产实践,参照有关资料,提出解决板束封板设计计算的近似计算方法。

面层强化型发泡陶瓷板平面外受力性能试验研究

研发了一种面层强化型发泡陶瓷板,它由发泡陶瓷板复合高性能砂浆面层而成。进行了9个不同设计参数的发泡陶瓷板及面层强化型发泡陶瓷板平面外受力性能试验,设计参数包括:发泡陶瓷板是否嵌入钢筋网;钢筋网分布间距以及嵌入深度;发泡陶瓷板是否复合高性能砂浆面层;复合高性能砂浆面层是单面复合还是双面复合。试件宽1200 mm、厚80 mm,施加垂直于板面的集中荷载,力作用方向通过试件形心。对比分析了各试件的破坏特征、承载力、刚度、应变。结果表明:内嵌钢筋网可克服发泡陶瓷板脆性破坏,发泡陶瓷板开槽并嵌入钢筋网后采用灌浆料粘结可保证钢筋网与发泡陶瓷板共同工作;与普通发泡陶瓷板相比,面层强化型发泡陶瓷板的承载力、刚度和变形能力显著提升。提出了面层强化型发泡陶瓷板平面外承载力简化计算公式,并进行了有限元模拟,计算及模拟结果与实测符合较好。

节点刚度对铝合金板式节点网壳稳定性能的影响

本文提出了考虑铝合金板式节点半刚性的杆件单元力学模型,建立了考虑铝合金板式节点试验弯矩-转角曲线关系的网壳结构数值模型,并通过数值算例进行验证.数值计算结果表明,铝合金板式节点半刚性特性显著降低了网壳结构的承载力.进一步的参数分析表明,结构跨度对网壳稳定承载力的影响最大,荷载分布模式和支撑条件对网壳稳定承载力的影响较小.

平面声波由空气经加肋板向水中传输的数值计算研究

采用有限元法和边界元法计算研究了平面声波由空气经加肋板向水中的声传输。数值计算表明：板的刚度对声传输的影响只有在板的刚度较大时才是重要的，当板的刚度较小时，空气和水之间的声阻抗失配对声传输起支配作用；板厚或肋骨惯性矩的变化会引起结构传声损失曲线上隔声低谷位置的变化；增大板厚或肋骨惯性矩可增大结构的传声损失，特别是当激励频率低于结构基频时，可通过增大板厚或肋骨惯性矩来增大结构刚度进而明显增大结构的传声损失。

铝合金板式节点刚度对网壳稳定性能影响研究

铝合金板式节点网壳是一种典型的半刚性节点网壳。采用ANSYS有限元软件对铝合金板式节点网壳弹塑性稳定性能进行了有限元分析。建立了考虑节点刚度的杆件单元模型。采用Combin39单元对节点非线性弯曲刚度进行模拟。分析了节点刚度对网壳失稳模态、应力分布和极限承载力的影响。研究发现,节点的非线性弯曲刚度对网壳整体稳定性能具有削弱作用,其削弱作用随着网壳矢跨比的减小而加大。最后,为了了解节点刚度四折线模型中各参数对网壳稳定性能的影响而进行了参数分析。研究表明,网壳极限承载力随着滑移弯矩和嵌固刚度的减小而降低,而其它节点刚度参数的影响可以忽略。

板式结构体系的箱形平板薄壳单元

为简化板壳结构的计算,根据板式住宅墙板的受力和变形特点,提出一种新型的箱形平板薄壳单元。这种单元在平面弹性变形和板弯曲相似的基础上,将平面弹性单元转化为板弯曲单元。在计算的过程中板的弯扭内力和拉压内力单独计算,然后进行叠加,形成一种广义位移协调单元。数值算例验证表明:这种单元能通过分片验证,并且具有等参元的性质,与弹性单元相比具有基本相同的精度。在模拟板式住宅体系时具有剖分简单、计算效率高的特点。

基于ANSYS的板壳式换热器板芯流固耦合模拟分析

采用ANSYS Workbench协同仿真平台对板壳式换热器中板芯壳程板片进行流固耦合分析,应用流固耦合的CFD模拟方法考虑了板芯与传热介质的相互影响。该研究区别于其他理想化刚性模型进行的板芯传热流动力学模拟分析,是通过有限元算法设置,精准描述了换热过程中换热介质和板芯的相互作用。并通过对板芯的变形、温度和等效压力的设置,分析不同工况条件下各因素对板壳式换热器中板芯的作用效果与影响方式。

釜式固定管板换热器的新颖设计计算方法探析

通过分析和实际算例,说明釜式固定管板换热器的常规计算办法存在盲目性,分析了壳程各壳体组合刚度的变化规律,提出了用当量壳体筒体来代替原筒体进行管板计算的方法。

板壳式换热器板片流动与传热性能的数值模拟

针对板壳式换热器的人字形板片建立了单流道物理模型,并利用数值模拟软件分析了其重要结构参数波纹夹角的变化引起的模型流场、速度场和温度场的变化情况,以及对其传热性能的影响。结果显示:换热板片波纹夹角的变化使得流体的流动状态发生了变化,随着波纹夹角的增大,流体的流态由十字交叉流逐渐转变为曲折流。随着波纹角度的增大,流体的扰动程度加强,湍流程度提高,与此同时,努塞尔数和传热因子增大,传热性能增强。模拟结果表明波纹夹角对板壳式换热器流动和传热性能具有较大的影响,可以成为板壳式换热器优化设计的一个重要方向。

球罐球壳板几何尺寸计算

随着化工,钢铁产业的规模逐渐增大,球形储罐的使用逐渐增多,容积愈加多样化,文章据工作实际需要,参照混合式球罐几何尺寸的立体解法,对常用的桔瓣式、混合式球罐三带球壳板计算公式进行了总结,并利用Excel编制计算表格,为实际工作提供方便。

解析GB151不带法兰固定管板计算公式和图表

GB 151中对固定式热交换器管板设计计算方法是在JB 4732附录I的基础上进行简化而得到,为了设计人员手工计算方便,大部分计算公式以计算图表的形式给出,随着计算机发展和普及,以计算公式表示更精确实用(ASME规范中给出计算图表和计算公式),到目前为止没有看到公开资料给出管板计算方法图表的公式;通过对固定式热交换器管板模型简化和理论推导,给出管板计算方法图表的计算公式,通过特例计算验证了推导的公式的正确性。未说明的符号和单位与GB 151和JB 4732附录I相同,并提出一些部分的修改意见。

装配整体式预应力夹层板楼盖结构设计方法

介绍了装配整体式预应力混凝土夹层板在主跨度方向的承载力计算方法和正常使用极限状态的验算内容。详细描述了计算原理和叠合层与夹层板连接的构造措施。实例设计表明,预应力夹层板楼盖结构两个方向的设计均可采用现行规范中叠合式受弯构件的设计方法。