基于ANSYS数值力学模型的二次衬砌结构稳定性分析

二次衬砌开裂是隧道最常见的病害之一,对有裂缝的既有隧道衬砌结构的稳定性进行分析研究具有重要的现实意义和理论价值。基于断裂力学的裂缝模型,通过数值分析,探讨了有裂缝既有隧道二次衬砌结构稳定评价的计算方法。通过模型试验对非破坏性衬砌和开裂衬砌的承载力进行了分析比较。结果表明:(1)断裂力学有限元方法可用于评价既有裂缝隧道二次衬砌结构的稳定性。(2)不同零件出现裂纹时所需载荷的大小顺序为:足弓比拱顶小,拱顶比拱腋小,拱腋比仰拱小。(3)当支架位于拱顶和拱脚时,对衬砌结构的稳定性影响最大。(4)衬砌结构的承载力因裂缝而下降,当隧道仰拱底部出现纵向裂缝时,其承载力下降了37.5%。

钢结构焊接的Ansys数值模拟

钢结构主要的连接方法为焊接连接。准确的焊接模拟对节点承载力、焊接变形等分析具有重要的意义。利用Ansys软件可以实现焊接的数值模拟。把焊接模拟的温度场、焊接温度动态变化过程等数值模拟结果与前人试验结果进行对比,结果表明,采用Ansys软件进行三维实体建模、并结合生死单元技术模拟焊接过程,求解温度场与应力应变场,其结果与实际焊接情况具有高度的一致性,温度场与雷卡林试验温度场吻合较好;焊缝附近各点的温度变化与横截面上的残余应力结果,与实际焊接情况相符。此结论为Ansys软件进行工程结构的焊接模拟的可靠性分析提供了实用的参考价值。

利用ANSYS进行网架结构损伤诊断的数值模拟研究

利用结构动力参数的改变对空间钢网架进行损伤分析,其中许多指标对损伤并不敏感.文中通过结构有限元分析软件AN SY S得到网架结构位移模态分析数据,采用杆件轴向应变变化率的模态分析技术针对不同损伤状况的钢结构网架进行损伤识别,能够较为准确地诊断出网架杆件的损伤位置.

基于ANSYS的波纹管波形参数对平面失稳影响的分析

为了研究波纹管波形参数对波纹管平面失稳的影响,使用ANSYS软件建立了波纹管的有限元模型,对不同波形参数下的波纹管有限元模型进行了模态分析与特征值屈曲分析。有限元计算结果表明,增加波纹管的壁厚和波距,或者减小波高,会使波纹管的固有频率和屈曲载荷增加,因此在波纹管设计时,在满足综合性能情况下,可通过在一定范围内增加波纹管的壁厚和波距,或者减小波高的方法减少平面失稳的发生;同时模态分析求出了波纹管的固有频率和振型,可以避免在工程作业中,因为外界振动频率与波纹管固有频率相同而发生共振现象,致使波纹管发生平面失稳,为工程设计提供有效参考。

冲击回波法检测桥梁孔道注浆密实度的ANSYS/LS-DYNA数值分析

冲击回波法是以弹性波原理为基础,是桥梁孔道注浆密实度检测的新型无损检测方法。针对该方法的定量检测效果问题,采用有限元数值方法进行了模拟研究。详细介绍了一种基于ANSYS/LS-DYNA的有限元建模方法,通过孔道不同埋设深度作为变量,研究缺陷响应情况,为冲击回波检测方法的定量解译难题提供进一步的研究思路。

基于ANSYS接触式机械密封热力耦合的研究

密封环的热力特性是影响接触式机械密封性能的关键问题。利用ANSYS软件,分别采用隔离法和整体法对接触式机械密封环温度场进行模拟,并与有关文献的实验结果进行比较、选择更准确的整体耦合法为模拟结果。在整体耦合求温度场的基础上,进行密封环热力耦合的计算和分析。研究表明:密封环变形随其材料的热膨胀系数的增大和导热系数的减小而增大,密封环最高温度和最大变形出现在静环内径处。

脉冲红外无损检测缺陷深度定量测量的数值模拟

缺陷深度定量测量是脉冲红外热波技术定量测量的重要应用,在一维热传导理论模型基础上分析了对数温度-对数时间二阶微分峰值法计算原理。以背面有6个大小相同深度不同的平底洞不锈钢试件为例,利用Ansys模拟脉冲红外无损检测过程,采用对数温度-对数时间二阶微分峰值法计算缺陷深度。比较和分析了Ansys和脉冲红外热波实验结果,结果表明所建立Ansys模型与脉冲热波实验结果相符,可为脉冲红外热波技术缺陷深度定量测量应用提供理论依据。

基于ANSYS的煤巷锚杆支护优化模拟分析

针对目前煤巷支护主要应用工程类比法进行支护,容易出现支护设计不当等问题。应用ANSYS对陶一煤矿煤巷支护设计进行优化分析,优化过程分三种工况,即无支护状态、现支护状态、优化支护状态。模拟结果表明:现井下的煤巷支护设计不合理,优化后的支护设计能够较好的控制围岩变形和应力分布更加均匀。同时现场工业性试验证明了优化支护设计的合理性。

基于Ansys的相变墙体传热特性计算分析

基于Ansys软件建立数学模型,计算分析了不同厚度相变储能材料、不同相变墙体结构的传热特性。计算结果表明,相变储能材料越厚,相变墙体内层与室内环境界面温度随外界温度变化幅度越小,能够有效降低室内空调设备的能耗;相变储能材料厚度一定时,不同结构的相变墙体从节能降耗角度差别不大;相变储能材料位于墙体中心位置时节能效果较好。

爆炸荷载作用下组合箱形结构响应的数值分析

为提高结构杭力的要求，克服现有防护结构厚重苯大的缺点，将箱形钢板—钢筋混凝土组合结构引入到抗爆炸领域中，运用ANSYS大型有限元软件对该结构和普通钢筋混凝土结构在相同爆炸荷载下的响应进行数值分析，进行了变形和钢筋应力两方面的对比，得出了这种新型结构在抗力、变形方面均具有明显优势的结论，说明该结构在抗爆炸领域中具有一定的实用意义和价值。

锦丘煤矿过断层回采巷道支护技术研究

为保证锦丘煤矿过断层巷道掘进安全,提出在原支护方案基础上直接开挖、疏水后开挖、疏水+注浆+锚网喷支护3种掘进方案,采用ANSYS对各掘进方案下巷道应力、位移进行研究,并在将研究结果应用于工程时,对巷道顶板离层量进行分析。研究结果表明:断层破碎带阻隔了采动应力传递,工作面临近断层时,围岩的竖向支撑压力增加;直接掘进巷道时,由于断层内裂隙水压的作用,当巷道掘进至断层前方5 m处时,围岩水压和巷道位移迅速增加,具有突水淹井的危险;对断层破碎带疏水后,巷道穿越破碎带时,破碎带附近围岩将因支护强度不足而导致巷道围岩发生大变形,同时塑性区分布范围广,无法保证巷道稳定性;采用疏水+注浆+锚网喷支护后,锚杆间距为0.8 m时,巷道围岩位移量和塑性区分布范围相对较小,能较好的稳定巷道;3条巷道离层量先快速增加,而后逐渐稳定,并在掘进25 d后基本保持稳定,且离层量小于巷道离层的临界值83 mm。

煤储层水力压裂破裂压力影响因素数值模拟研究

为提高煤层气井的压裂效率,通过利用ANSYS有限元软件,模拟了煤层气井压裂过程中的降低煤层破裂压力的各种途径和方法,研究建立了套管射孔完井的应力计算模型,并计算了模拟煤岩破裂压力,分析了射孔长度、孔径、煤岩的泊松比与杨氏模量、地层深度等对煤岩破裂压力的影响。模拟结果表明,当射孔长度和射孔孔径分别控制在1 m左右和15 mm左右的情况下,有利于降低煤岩的破裂压力;较低的煤岩泊松比在一定程度上有利于减小破裂压力;煤岩杨氏模量对破裂压力的影响不大;而煤层的深度越大,其破裂压力受水平主应力差的影响越小。

24110工作面采动岩体应力场与损伤场数值模拟研究

为揭示采动应力场及岩体损伤场的变化规律,运用ANSYS数值模拟软件对十矿己四采区己15-16-24110采面开采扰动条件下的应力场与岩体损伤场分布与演化规律,进行了数值模拟实验。实验结果为采煤工作面矿压管理和动压灾害防治取得了参考数据。

煤矿瓦斯爆炸冲击下的弧形防爆墙数值模拟研究

为研究掘进面、巷道、采空区、生产隔离区等地点的瓦斯爆炸防护墙的弧度对冲击波的影响,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对圆心角分别为30°,45°,60°,75°,90°的弧形防爆墙在相同高度、药量和爆距条件下的计算模型进行了模拟,对墙后水平和竖直方向测点的超压值进行分析,并对比经验公式,得出不同弧度下防护墙体的冲击波分布规律以及墙后超压的分布特点。结果表明:(1)相比于直墙式防爆结构,弧形防爆墙受到爆炸冲击波时具有更好的消减作用;(2)各测点压力按照分布特点呈现先增加后衰弱的趋势,不同测点峰值压力受距离墙体和地面远近的影响;(3)相比于其他弧度防爆墙,弧度为60°防爆结构具有较好的抗爆炸冲击波效果。

长径比对SFRC抗压性能的细观数值模拟

根据Weibull统计分布理论推导了钢纤维混凝土(SFRC)的损伤本构模型,基于试验数据得到了SFRC模型参数。利用ANSYS软件在细观上建立钢纤维混凝土立方体试件有限元模型,并对其单轴压受力下的力学性能和破坏状态进行了数值模拟,研究钢纤维长径比对钢纤维混凝土抗压强度的影响。结果表明,SFRC细观模型能较好的模拟单轴受压下混凝土的静力学性能和损伤破坏。

纤维沥青混合料的冻融劈裂试验数值模拟

沥青混合料的数值模拟大多数是基于沥青种类以及粗、细集料的级配,而针对掺加纤维的沥青混合料的研究则较少。因此,在进行冻融劈裂试验后,使用ANSYS建立三维的马歇尔试件分析结构模型,采用两点加载的模式、50 mm/min的加载速度对冻融劈裂试验进行数值模拟。将数值模拟与试验结果对比,数值模拟与试验结果之间趋势一致、精度可控,采用数值模拟切实可行。

高精度热缩夹头温度场数值模拟

依据电磁场理论,建立了高速精密热缩夹头的温度场模型,利用有限元分析软件ANSYS进行了温度场数值模拟,对规格为16的热缩夹头进行了感应加热温度测量实验,实验数据与模拟分析有较好的吻合,为揭示高精度热缩夹头感应加热规律、进行高精度热缩夹头的开发及其参数优化提供了理论依据。

梨树断陷断陷期小宽断裂带构造应力场数值模拟

在小宽断裂带构造解析基础之上,根据地质资料以及前人提供的岩石物理学参数建立了梨树断陷区的二维地质和数值模型。进行了构造应力场数值模拟,分析了梨树断陷小宽断裂带断陷期小宽断裂带断陷期在沙河子期(K_1sh)、营城期(K_1yc)、登楼库期(K_1d)的构造应力场特征。模拟结果显示:(1)沙河子期在左旋走滑应力状态下,小宽断裂带处于近NE—SW方向的拉张应力状态,剪应力在沿着断裂带SW—NE走向逐渐减小;(2)营城期在右旋走滑的应力状态下,小宽断裂带处于近NW—SE向的拉张力状态,剪应力最大值位于断裂带的最中间部位;(3)登楼库期在左旋走滑的应力状态下,断裂带处于SWW—NEE向的张拉应力状态,剪应力最大值位于断裂带西南段。

基于SEM和ANSYS的钢芯钢丝绳受力分析

钢芯钢丝绳作为目前市场上使用较广泛的钢丝绳,其钢芯断丝问题也得到了较广泛的关注,分析钢芯钢丝绳的受力情况显得尤为重要.文中结合扫描电镜(SEM)分析法和ANSYS数值模拟分析法,分析了钢芯钢丝绳钢芯断丝时的受力特点,确定了钢芯钢丝绳的应力集中区域,可为钢芯钢丝绳的设计和强度计算提供一定理论指导意义.

CFRP板嵌贴加固混凝土粘结滑移数值分析

以CFRP板—混凝土的拉拔实验的有限元分析为例,介绍了ANSYS有限元软件中的Combine39单元在滑移分析中的应用,建立碳纤维板与混凝土的拉拔实验的有限元分析模型,进行了相关力学分析,求出CFRP板在混凝土中的滑移量,并与实验中的相关数据作比较。结果表明,实验结果与理论值相吻合,证明ANSYS软件能方便地用于CFRP与混凝土间的滑移分析。