改进的基于模态参数的结构计算模型修正算法

对基于模态参数的结构计算模型修正算法而言;实验振型扩充是一个必要环节。由于修正问题需要迭代求解,所以以往算法用于振型扩充的系统矩阵一般都来自于上一迭代过程,导致系统矩阵误差传递给用作修正参考值的扩充实验振型,滞缓了迭代收敛速度。针对这一问题,提出一种改进算法,通过给扩充后的振型矩阵添加一个修正项来减小因系统矩阵不精确而导致的扩充振型误差,振型修正项与待修正参数之间的相关关系由求解一个最小化系统特征方程和振型误差的优化问题获得。算例研究表明,改进的算法可以提高修正的收敛速度,且迭代收敛曲线更趋平滑。

浅埋隧道围岩压力计算模型修正及应用

以现行规范中浅埋隧道围岩压力计算的力学模型为基础,引入潜在滑移面偏移角的概念,提出潜在滑移面可随岩土体参数变化而偏转的修正计算模型;同时利用水平条分法引入地表边界条件,通过图解法可准确求得滑移角、破裂角、侧阻力与竖向围岩压力。对不同围岩条件下进行算例分析,并通过敏感性分析探讨岩土体抗剪强度指标对块体体积、侧阻力及其分布模式、竖向围岩压力的影响。研究结果表明:在计算假定完全相同情况下,修正模型即蜕化为传统模型;而围岩等级较低时,二者计算结果相近。随着黏聚力和摩擦角的增加,岩土体整体自稳能力增强,可滑动三角形块体体积减小,使其提供的侧阻力合力降低;侧阻力分布模式受重度影响减弱,受抗剪强度指标的影响相对增强,故其分布曲线形心上移;下沉梯形块体体积增大,与减小的侧阻力协同作用,使得竖向围岩压力增加。黏聚力和摩擦角对围岩压力计算结果的影响一致,因此运用修正模型时,也可采用计算摩擦角的等效方式估算浅埋隧道的围岩压力。

垂直螺旋输送机生产率计算模型的修正

为使垂直螺旋输送机的生产率计算模型更符合实际生产情况,在单质点法分析的基础上,以细沙为物料进行实验,考察螺旋转速、取料头转速及细沙垂直输送速度对生产率的影响;基于计算模型推算输送管内物料的填充率,利用MATLAB函数拟合功能,得到生产率与螺旋转速、取料头转速的定量关系式,结合实验测得的垂直输送速度,完成生产率计算模型的修正。结果表明:生产率随垂直螺旋转速的增大而增大,且增长幅度逐渐降低,随取料头转速的增大而近似线性增大;修正后的模型能较为准确地预测垂直螺旋输送机的生产率,平均计算误差在10%以内。

基于静力推覆试验的4车道公路隧道围岩压力计算模型研究

以典型4车道公路隧道为原型,开展缩尺模型的静力推覆试验,重点关注地层位移、地层裂缝、围岩压力随推覆位移的发展规律,并与2车道隧道的试验结果展开对比。试验结果表明:(1)地层以起拱线为界发生相反方向位移进而产生裂缝,因此计算模型中起裂点位置应由边墙底部修正为起拱线处。(2)地层在推覆作用下沿隧道环向平顺滑移且大角度偏转倾斜,因此计算模型中潜在滑移面应由恒定竖直修正为线性倾斜。在此基础上,探讨了围岩压力计算模型假定在4车道隧道中的适用性,提出适用于4车道公路隧道的围岩压力修正计算模型。研究成果可为4车道公路隧道的抗震计算/验算提供试验依据与技术支撑,为围岩压力计算模型的进一步完善提供参考。

水平受荷嵌岩桩承载性能的修正模型研究

基于5组大直径嵌岩桩水平受荷现场试验及荷载-位移图,确定p-y双曲线函数法作为文章一系列荷载试验的水平承载力判别准则,从而确定试桩的极限水平承载力。采用Zhang法、Kulhawy法、Reese法三种水平承载力计算理论对荷载试验的水平承载力进行计算,将计算结果和准则判别的真实承载力比较。结果表明,Kulhawy法的解答更适合计算嵌岩桩的水平承载力。修正了Kulhawy计算模型,对系列试验再次进行了修正计算,对上述几类模型的计算结果进行误差分析与比较。结果表明,修正的Kulhawy计算模型解答更接近水平荷载试验的真实承载力值。

基于极限平衡法的小窑采空区地基稳定性评价方法研究

在煤矿采空区地表进行城镇建设开发利用已成为国内矿业城市解决建设用地指标不足的有效途径。为了给城镇建设规划提供依据和保证拟建建筑的安全,首先必须对采空区场地进行地基稳定性评价,然后根据评价结果有针对性地采取建筑、结构、地基基础及采空区处理等治理措施。其中,小窑采空区往往因其开采面积小、顶板垮落不充分而成为悬顶区,悬顶区在地表建筑荷载作用下,有可能发生突发性的采空塌陷地质灾害,从而危及地表建筑及人员安全。极限平衡法是小窑采空区地基稳定性评价常用的方法之一,该方法通过建立采空区顶板压力、建筑基底压力、上覆岩层自重及岩体摩阻力四者之间的平衡方程而得到临界埋藏深度。但对于小窑采空区临界埋藏深度计算公式中基底压力p和埋深H参数概念的理解尚存在分歧,从而造成在评价工作中计算结果和评价结论的不唯一。针对该公式存在的问题进行了剖析,建立了与不同概念理解相对应的两种修正计算模型。研究对比分析后,建议采用以适用性更强的第二种修正计算模型为准,并明确了参数p和参数H的基本概念,即参数p的意义为建筑物基底平均压力,参数H的意义为自建筑物基底起算的采空区埋藏深度。在此基础上,又分别针对裸露型基岩场地和覆盖型基岩场地的情况,对第二种修正计算模型的采空区临界埋藏深度计算公式进行了改进和扩展,从而为更好地指导小窑采空区地基稳定性评价工作提供了参考。

纤维缠绕复合管材短期爆破压力理论分析

根据一定的假设和简化构建了理论爆破压力的计算模型,并通过力学平衡法推导出纤维增强复合管材的理论短期爆破压力计算公式,然后对不同缠绕角度涤纶纤维增强高密度聚乙烯管材进行短期爆破压力测试。由实测数值与理论计算结果的偏差可知,纤维层的环向方向各层纤维受力不均不能忽略,需要对理论公式进行修正,与实测数据进行对比发现,修正公式计算结果最大误差为1.12%,可准确预测爆破压力。不同缠绕角度的计算结果表明,随着纤维缠绕角度增大,短期爆破压力先增大后减小,该管材在最大短期爆破压力时对应的缠绕角度为最佳缠绕角度,其值为60.05°。

基于风险的石化装置失效频率评估技术应用研究

针对我国石化行业众多进入损耗失效期的在役装置,探讨事故发生的风险机理和基于风险的装置失效频率评估技术。由于单纯的失效评估忽略了装置特殊工艺环境、日常检测等技术条件对特定工况下装置单元风险的影响,现用失效频率和失效修正因子进行改进。利用基于多因素的耦合计算模型,对不同工况装置工艺单元失效风险进行综合量化修正,得到系统风险评估技术。应用该技术对某罐区进行了实际评估。

Numerical simulation of ice accretion prediction on multiple element airfoil

For studying ice accretion on aircraft and helicopter airfoils,a modified model of the mass and heat transfer on icing surface was first proposed based on the classical Messinger model.Then an approach for predicting ice accretion on multi-element airfoils was set up through introducing the interpolation calculation of airflow field around the multi-element airfoils.Consid-ering the equivalent thermal power from anti-ice system,a method of the prediction of ice accretion under anti-ice situation was proposed.In order to study the prediction of ice accretion on helicopter rotor,a numerical simulation method combining the computational fluid dynamics (CFD) technique with helicopter aerodynamics theory was set up.The agreement between the results of numerical simulation and the experimental data indicates that the model and methods proposed in this paper are feasible and effective,and that they can lay the foundation of the research on the dynamics in icing condition and design of anti/de-ice system.