轴向约束梁柱在火灾引起温度沿截面不均匀分布条件下的大变形分析

火灾升温引起钢材强度和刚度降低,对温度沿截面分布不均匀的构件还将产生热弯曲,火灾下结构分析同时涉及几何非线性和材料非线性,无法求得解析解,只能通过数值方法求解。本文基于轴线可伸长梁理论,用勒让德多项式作为基函数逼近梁柱轴向和横向变形,根据平衡方程误差平方和最小的条件确定多项式系数的方法,分析了轴向约束钢柱在火灾引起的沿截面线性分布温度场下的受力和变形性能。考虑了温度梯度、轴向约束刚度比、荷载比、构件长度等参数的影响和升温条件下钢材的弹塑性性能的影响,该方法结果与解析结果和有限元分析结果吻合。研究表明,随着荷载比的增大构件的临界温度迅速降低,轴向约束刚度、温度梯度和构件长度仅影响构件的变形,对构件的临界温度影响较小。

钻井液径向温度梯度与轴向导热对井筒温度分布影响

本文基于井筒与地层间能量平衡原理,将井筒钻井液划分成不同径向单元网格,建立了考虑径向温度梯度条件下钻井液层间温度模型;同时引入钻井液轴向导热项,建立了钻井液轴向导热温度模型,将数学模型应用隐式有限差分法离散与求解.计算结果表明:钻井液径向温度梯度对井筒径向与轴向温度产生的误差分别为0.15℃和0.2℃左右;而钻井液轴向导热对井筒温度分布几乎不产生影响.因此,通过建立的数学模型进行系统分析表明,在建立井筒-地层耦合瞬态传热模型时可忽略两者对井筒温度分布的影响.基于数学建模方法验证了以前学者模型假设条件的正确性,为油气井与地热井井下温度分布规律深入研究奠定了可靠的理论基础.

光纤环瞬态温度梯度对Shupe误差的影响

光纤陀螺的承环结构不同,会影响光纤环的温度及温度梯度分布,进而影响陀螺的精度。对四种不同承环结构的光纤陀螺进行有限元瞬态热仿真,得到光纤环的温度分布。基于四极对称绕法绕制光纤环的截面数字离散化模型,绘制了四个光纤环沿展开光纤上的温度分布,计算了四个陀螺的轴向和径向温度梯度及其引起的Shupe误差。对比分析结果表明:承环结构形式不同,光纤环的轴向和径向温度梯度不同,轴向温度梯度对光纤环的Shupe误差影响更大。