温度-应力试验方法的建立

系统地介绍了温度-应力试验法的含义、适用范围和相关术语、温度-应力试验对仪器设备的功能的要求和对试验环境的温湿度要求、温度-应力试验的一般流程以及试验结果可提供的性能参数,希望借此推动温度-应力试验方法和设备仪器的标准化进程。

熵权-优劣解距离法综合评价油田加热炉能耗方法研究

为了提高油田加热炉运行效果,实现节能减排的目标,采用熵权法结合优劣解距离法对能耗水平进行评价分析。对K油田35台加热炉的空气系数、排烟温度、炉体表面温差、热效率4项指标进行分析,评价加热炉与理想工况的相对接近度,得出加热炉运行的整体情况,并对低效加热炉采取措施。研究表明,3台加热炉的相对接近度明显较低,主要原因是4项指标的综合作用导致,因此对35台加热炉进行综合调整,调整后的加热炉平均热效率由84.22%上升到87.32%,提高了3.68%,累计节约天然气44.97×10^(4)m^(3),折合经济效益157.4万元。

大温差作用下寒区路面温度应力行为研究

为了了解在内蒙古寒区路面内部温度应力的变化,研究不同基层类型在寒区温度应力行为及结构性能,借助Abaqus软件,利用顺序耦合法获得路面在日温差为20℃,30℃,40℃的大温差环境下的温度应力,并分析不同基层路面在温度和动载耦合作用下的力学响应。结果表明:组合式基层路面在寒区大温差环境下路面力学性能最好,且在温度和动载耦合作用下仍然具有优势,各层温度应力均最小,且在低温和动载耦合作用下所有力学指标均较小,在高温和动载耦合作用下沥青层剪应力表现较好。

预应力混凝土箱形渡槽日照温度应力分析

阐述了箱形渡槽温度应力产生的原因,根据箱形渡槽的温度边界特点,给出了箱形渡槽日照温差分布形式;并将箱身温度应力分成非线性温差自约束应力和约束应力两部分.通过对某渡槽的计算表明:日照作用下混凝土箱形渡槽槽身外表面将产生可观的温度应力,会导致槽身混凝土出现裂缝,在设计中应配置适当的温度钢筋.

钢柱温度应力数值计算与试验对比研究

联合应用恒载升温热-力路径下所得ε-T-k材料模型与恒温加载热-力路径下所得ε-k-T材料模型,构建了一种与受火钢构件实际热-力路径相符的分段叠加计算模型,并将计算结果与试验结果进行对比分析。结果表明:所采用分段叠加法突破了传统的恒温加载试验和恒载升温试验钢构件热-力路径,计算所得结果与试验结果相近,作为计算分析钢构件温度应力的一种方法,可有效提高钢结构抗火设计与评估的准确性。

基于虚拟材料法的梅花触头温度场数值仿真分析

为了分析断路器梅花触头温度分布规律,采用虚拟材料法描述了梅花触头触指的接触电阻特性,结合电磁-应力-温度有限元数值计算仿真,建立了梅花触头温度场数值仿真模型。利用上述模型分析了额定电流与短路工况下梅花触头的温升特性,计算结果表明虚拟材料法能够同时描述触指端部的收缩电阻与附加电阻,从而模拟接触交界面的局部高温。随后,进一步分析弹簧压力与压力均匀性对梅花触头温度场的影响,计算结果表明,弹簧压力减小及触指压力不平衡均会导致梅花触头温升增加。所提方法能够为断路器梅花触头设计与过热缺陷分析提供参考。

翅-管型温差发电器的机-热耦合仿真设计

为了提高内燃机排气余热能量的利用率,设计了一种千瓦级的翅-管型温差发电器,该装置具有结构紧凑和机械预紧力小的特点。按照正交实验的排序,对机体进行机-热耦合仿真,分析结构参数对于温度分布的影响,以及夹角-弹簧机构对于压紧力的影响,得到了优化方案和弹簧刚度值,满足了温差发电元件对于额定温度和压紧力的要求。

虚拟荷载法在钢-混凝土组合梁计算中的应用

研究了虚拟荷载法在钢-混凝土组合梁应力计算中的应用。推导了基于虚拟荷载法的简支组合梁温差应力计算式;结合有效弹性模量法,推导了基于虚拟荷载法的简支组合梁收缩应力计算式;以某一45 m跨径工字简支钢-混凝土组合梁为例,分别采用虚拟荷载法、ANSYS有限元法及TBJ 24—89《铁路结合梁设计规定》推荐的计算式计算组合梁的温差应力及收缩应力,并进行了对比分析。研究表明:对于组合梁温差应力计算结果,虚拟荷载法与ANSYS有限元法的误差为1.6%,说明虚拟荷载法能准确计算组合梁温差应力;与TBJ 24—89《铁路结合梁设计规定》计算式的计算结果相比,虚拟荷载法应力计算式对收缩应变的考虑更为充分。

波形钢板-混凝土组合桥面板焊接残余应力与疲劳性能研究

为了解波形钢板-混凝土组合桥面板中考虑残余应力时波形钢板-横隔板焊接部位的疲劳性能,采用热-结构顺序耦合法对波形钢板-横隔板焊缝的焊接及冷却过程进行有限元模拟,研究焊接及冷却过程后所产生的残余应力场,并基于应变能的评估方法对组合桥面板波形钢板-横隔板焊接区域疲劳寿命进行评估。结果表明:波形钢板-混凝土组合桥面板中波形钢板-横隔板焊接区域在焊接过程中焊缝的温度急剧变化,温度最高可达到1439 ℃,热源作用位置附近的温度梯度较大;起弧和落弧位置残余应力分布较为不均匀,应力梯度较大;其中横隔板上焊缝的下部水平段处竖向残余应力最大(400 MPa)因此应考虑焊接残余应力对结构受力的影响;波形钢板组合桥面板波形钢板-横隔板焊接部位最不利疲劳易损细节为第2纵肋左侧下部倒角波形钢板焊趾处,基于考虑焊接残余应力的应变能的评估方法计算得出波形钢板-混凝土组合桥面板最不利疲劳易损部位的疲劳寿命为60年,小于100年的设计使用寿命,因此采用波形钢板-混凝土组合桥面板的桥梁在运营60年后应在加强波形钢板-横隔板焊缝处疲劳破坏的监测。

某电厂汽轮发电机底板大体积混凝土温度裂缝控制研究

根据大体积混凝土结构温度的组成及影响因素,结合温度的变化规律,采用温差-温度应力双控法,通过施工前进行理论计算预估,优化施工方案;施工后将实测温度进行跟踪数据分析,实施信息化施工,对大体积混凝土进行科学的裂缝控制。结果表明,在大气温差变化较大的地区和季节,采取循环水管冷却的方法能有效控制大体积混凝土内外温差,进而控制温度裂缝的产生。且在混凝土温降阶段前期,直接表现为实测值的温降速度明显大于预估值,在温降阶段后期,由于前期水管冷却带走了大量的水化热,实测值的温降速度则略低于预估值。

基于温度-应力试验和层次分析法的混凝土抗裂性能综合评价

采用层次分析法对温度-应力试验所得到的各项混凝土抗裂性能评价指标进行综合分析,从而获得它们各自的权重。运用加权求和法计算抗裂性能评价综合指标,并据此全面评判混凝土的抗裂性能。结果发现:对应最大拉应力的温度、最大拉应力、应力储备、最大压应力和拉应力平均增长速率5项主要评价指标的权重值依次为0.362、0.267、0.232、0.083、0.056;抗裂性能评价综合指标值越大,混凝土的抗裂性能越好。考虑各指标权重的抗裂性能评价比基于单一指标的方法更为合理。通过实例验证了基于层次分析法的抗裂性能评价方法具有较好的适用性和可靠性。

基于热源法的涡旋盘高速精密铣削切削热研究

针对高速精密铣削过程中涡旋盘的热变形问题,基于热源法建立了工件温度场模型,分析其任意位置任意时刻的温度变化情况。根据Cr15Mo材料的J-C本构模型和剪切面温度场模型,推导出剪切面温度和剪切应力的数学模型,探讨了不同应变下应力-温度的关系和不同温度下应力-应变的关系。数值模拟结果表明,当数控机床主轴转速达到7 000r/min时,切削温度保持在753.957℃左右,转速每升高1 000r/min,涡旋盘应变变化213/s,应力约增加20MPa。研究结果对于涡旋盘高速精密铣削中合理选择加工参数、有效控制热变形具有一定的指导意义。

掺杂铌和钴元素的PZT薄膜的残余应力测定

锆钛酸铅(PZT)薄膜具有优异的压电性能,是制作微机电系统(MEMS)振动式能量收集器的理想材料。在溶胶-凝胶法制备PZT薄膜的过程中产生的残余应力会对能量收集器有负面影响。该文利用X线衍射法对在退火温度分别为650℃、700℃、750℃、800℃下掺杂铌(Nb)和钴(Co)元素的PZT薄膜样品的残余应力进行了测定。实验结果表明,PZT薄膜样品中的残余应力表现为压应力,从650℃升高到750℃的过程中,随着退火温度的升高薄膜中的残余应力增大;直到750℃附近后,残余应力基本保持稳定。

用有限单元法计算井壁断面应力应变和变温应力应变

(一) 我国已施工的冻结井筒,基本上是采用单层或双层钢筋混凝土井壁。在井壁施工过程中产生裂缝,其因甚多,筑壁温度剧变,则是原因之一。冻结井筒,现浇混凝土井壁的养护条件差,井帮温度为0～-10℃,而混凝土入模温度一般为15～20℃。为加快混凝土硬化和防冻,混凝土中加入一定量速凝剂,加快温升,浇注1～2天,温升达到高峰40℃以上。

同强度等级下粉煤灰掺量对抗冲磨混凝土性能的影响

为了研究粉煤灰掺量对抗冲磨混凝土性能的影响,使用4种掺量粉煤灰配合比(20%、30%、40%、50%),通过水下钢球法、高速水下钢球法、旋转射流法、抗空蚀试验、温度-应力法,对抗冲磨混凝土的性能进行试验研究。结果表明,同强度等级设计时,增加粉煤灰掺量,早龄期混凝土的抗压强度无明显降低,轴拉强度略降,弹模明显降低,这对早期抗裂有利;随着龄期增加,粉煤灰掺量高的混凝土后期强度增幅明显;粉煤灰掺量增加后,混凝土表面抗悬移质冲刷强度降低,但抗推移质冲磨强度未见明显下降或提高;抗空蚀强度整体上随掺量增加而提高;粉煤灰可以明显改善混凝土的抗裂性能,以90 d为设计龄期时,最佳掺量为40%。

岩土热—流—固耦合理论及在采矿工程中的应用

比较系统地介绍了煤炭工业中遇到的不可忽略的渗流—温度—应力耦合问题,而且对各领域的主要研究方法、研究结果等进行了报道,总结了岩土渗流—温度—应力耦合的研究方法和宏观方程,并提出了若干前沿研究方向。

基于参数化语言的3D打印构件机械性能数值模拟

采用参数化语言的方法对3D打印成型过程中的温度场和热应力耦合场进行了分析,其中温度场的分析采用了单元生死法.分析结果表明:单元生死法可以有效解决3D打印增材制造技术的分析难题;3D打印技术会导致打印构件发生翘曲变形现象,必须通过合理优化打印参数提高打印质量.

某地下车站顶板裂缝原因分析

以某地下车站混凝土顶板梁、板构件开裂为实例,通过对裂缝进行调查、检测、模拟分析,并结合简化后的力学模型计算及有限元计算对产生裂缝的原因进行分析探讨,从而得出结论本工程裂缝为温度-收缩裂缝,顶板在温度变化及混凝土早期收缩所产应力的综合作用下产生开裂,可供同类型工程参考。

某地下车站顶板裂缝原因分析

本文以某地下车站混凝土顶板梁、板构件开裂为实例,通过对裂缝进行调查、检测、模拟分析,并结合简化后的力学模型计算以及有限元计算对产生裂缝的原因进行分析探讨,从而得出结论:本工程裂缝为温度-收缩裂缝,顶板在温度变化及混凝土早期收缩所产应力的综合作用下形成开裂。希望本文的研究分析,可供同类型工程参考。