钢管混凝土梁在侧向冲击荷载作用下动力响应的试验研究和数值模拟

钢管混凝土构件和其他材料的结构构件一样,在役期间不可避免地要受到意外撞击,为了了解其破坏过程进而为结构设计提供理论依据,对套箍系数分别为1、1.15和1.9的两端简支钢管混凝土梁在不同侧向冲击能作用下的动力响应进行试验研究和仿真分析。动载试验在DHR-9401落锤式冲击实验机上进行,试验过程中通过力传感器和应变片记录冲击力时程曲线和试件特定位置的应变时程曲线,试验结束后测量试件整个跨度范围内的侧向位移,获得试件残余变形模态。利用ANSYS/LS-DYNA软件,采用PLASTIC-KINEMATIC和SOIL-CONCRETE材料模型分别模拟钢管和其核心混凝土材料,对试验过程进行数值模拟,得到的跨中挠度和冲击力时程曲线与试验结果非常一致,进而对试件的应变变化情况进行深入的研究,给出钢管混凝土试件的临界破坏状态。研究结果表明,套箍系数是影响构件临界破坏能量的一个最重要的因素,临界破坏能是套箍系数的二次函数。

侧向冲击载荷作用下钢管混凝土梁动力响应的实验和理论研究

该文中对套箍系数分别为1、1.15和1.9的两端简支钢管混凝土梁在侧向冲击载荷作用下的动力响应进行了实验和理论研究。动载试验在DHR-9401落锤式冲击实验机上进行,实验中得到了试件破坏模态和冲击力时程曲线等特征量。进而基于实验研究结果,并考虑撞击时局部变形的影响,建立了局部变形和整体变形的关系,推导出钢管混凝土梁在低速冲击下整体变形的计算公式,其结果与实验结果较为吻合,并为临界破坏冲击能的计算提供了方法。

钢管混凝土结构构件抗爆性能的试验研究

对建筑结构构件存在巨大潜在破坏危险的爆炸冲击现象,开展了钢管混凝土结构构件在爆炸荷载作用下的动力响应试验研究.以相同管径3种不同壁厚的钢管混凝土简支构件为试验对象,分别进行了3个不同药量的炸药起爆,测量了爆炸冲击波压力时程曲线、构件跨中底部的应变时程曲线及构件跨中的最终挠度,对爆炸作用力、套箍系数与构件变形的关系进行了分析.试验表明,提高构件的套箍系数及自振周期,能够提高构件的抗爆能力.

方形截面钢管混凝土套箍系数与延性指标的关系

对 12个方形截面钢管混凝土 (以下简称为方钢管混凝土 )轴向压缩的荷载 -变形关系进行了试验研究 ,考察了不同套箍系数下方钢管混凝土的延性指标 ,证明了钢管对核心混凝土约束的有效性。

钢管混凝土轴压短柱界限套箍系数

基于统一强度理论,借助钢管混凝土轴压短柱极限承载力计算公式的推导,得出了极限状态时钢管和混凝土之间的侧压力,提出了界限套箍系数的概念,并给出界限套箍系数的计算公式,同时分析了不同套箍系数时钢管的三向应力和钢管混凝土短柱的轴压应力-应变曲线出现不同发展趋势的原因,且理论分析得出的结论与相关文献的试验结果一致,说明分析过程的合理性;最后对影响因素进行了分析,根据分析结果提出了实用建议,并发现相关参考文献的界限套箍系数为该研究结果的特例。

钢管珊瑚混凝土短柱轴压性能试验研究

以南海岛礁的礁砂作为骨料,参照南海海水离子含量人工配制海水,制作7组圆钢管珊瑚混凝土短柱试件进行轴压试验,通过分析试件在轴压荷载下的效应变化和破坏形态,分别得到不同钢管套箍系数与试件长径比对短柱试件力学性能的影响规律,以及钢管套箍作用对核心珊瑚混凝土约束强度的影响。基于试验结果,进一步分析了钢管套箍系数对核心珊瑚混凝土强度的影响情况,回归得到钢管珊瑚混凝土极限承载力计算公式,为圆钢管珊瑚混凝土的设计应用提供试验参考。

叠片式可膨胀套管扶正器设计

套管扶正器的作用是使套管在井眼内居中,保证固井时水泥浆均匀凝固在套管与井壁所形成的环形空间内,从而提高固井质量。传统的套管扶正器满足不了可膨胀套管的扶正要求。将套管扶正器环箍设计为可随膨胀管的膨胀而连续膨胀结构,成为叠片式可膨胀套管扶正器,解决了膨胀管在井眼内扶正居中的问题。

油田井下套管爆炸环焊技术研究

通过局部环焊技术对油田井下破损套管进行修复 ,得出简便可行的数学模型方程 ,选取切合实际的边界条件求解 ,求出了有工程应用价值的参数

内压作用下壳体刚度对药柱强度的影响

在厚壁圆筒内、外压强作用下弹性应力解的基础上,利用三维问题的应力-应变关系,得到了厚壁圆筒内的应变和位移表达式;由圆管型药柱与复合材料壳体连接处的径向位移连续性条件,得到了内压作用下药柱与壳体之间的压强;讨论了该压强对药柱内应力和应变的影响,给出了药柱内的应力和应变表达式。结果表明,提高壳体圆筒的刚度或减小药柱的m数,可有效减小药柱内表面的环向应变。对低温服役的战术发动机,宜采用中强高模炭纤维制作壳体。

射孔水泥环套管力学性能的分析计算

油田生产中射孔对套管力学性能影响较大,生产层段射孔套管损坏严重。建立水泥环-套管射孔模型,计算分析射孔套管应力变化。由分析得出,射孔是造成套管损坏的主要原因。射孔水泥环套管最大应力在射孔孔眼产生,沿孔径方向应力减小。水泥环对射孔套管的抗挤强度影响明显,随水泥环厚度增加,套管应力减小,抗挤强度增加。油田生产中,为节约成本,对射孔层段应该采用厚壁套管合并提高固井技术,保证水泥环与套管的牢固,可以提高射孔套管抗挤强度。射孔套管的孔密对套管水泥环应力影响较大,射孔套管-水泥环应力随射孔密的增加而增加。射孔相位角对套管应力影响较大,钻井完井应采用螺旋布孔,并保持相位角接近120,°可以提高射孔套管的抗挤强度。

汽车滚柱式单向超越离合器套环应力计算的曲梁法

对汽车滚柱式单向超越离合器套环进行力学分析，首次提出套环为受集中力作用的超静定曲梁，以此来求解其最大正应力，即曲粱法。采用电测套环工作应力和采取光弹性应力分析方法验证曲梁法的正确性，并指出，多年来国内外按Ｔｈｏｍａｓ视套环为厚壁圆筒，受内压来计算应力是不可取的。

炭纤维复合材料壳体封头新型环向补强的数值模拟及试验

针对内压承载工况下炭纤维复合材料壳体封头的补强问题,基于网格理论完成了不同封头补强方式的480 mm纤维缠绕壳体的设计;利用商业有限元软件Abaqus和二次开发语言Python建立了含有补强结构的复合材料壳体的细观仿真模型,并通过数值仿真方法对接头附近的封头环向、纵向补强结构的补强作用规律进行了计算研究;通过壳体产品研制和水压试验研究了不同补强方法的成型工艺性和对内压承载性能的提升效果。结果表明,采用环向补强技术的封头内压下具有更低的纤维方向应变和层间剪切应力;采用环向补强技术的封头内压下具有更大的轴向变形,更小的法向变形,与纵向补强方法结果相反;采用环向补强壳体的封头内压承载性能和稳定性能明显优于纵向补强方法;采用环向补强的复合材料壳体容器特征系数比纵向补强复合材料壳体提高了约5%。

套管井瞬变电磁测井在节箍处的响应与几何因子分析

剩余油的探测需要利用套管井条件下的电阻率测井曲线.为此,用线圈电流的导通和关断激发电磁场,这些电磁场以低频为主,集肤深度大,能够穿过套管进入地层,并在地层中激发涡流,涡流激发的磁场能够再次穿过套管在接收线圈上产生响应.测量不同源距的瞬态电磁响应波形,将同一源距相邻两个深度点测量的波形相减去掉无用信号,获得的波形反映了地层的电导率.取其峰值得到测井曲线,该曲线在套管节箍处幅度很大,随深度变化的形状与同源距的Doll几何因子在半径比较小时随深度变化的形状相似.将同源距的Doll几何因子在径向上压缩、纵向上拉伸到与实际测量的曲线形状一致,压缩拉伸后的Doll几何因子即为套管井的几何因子,套管的高电导率和磁导率对响应的影响被归并到几何因子中.这为分析套管井瞬变电磁测井的纵向和径向特征,获得不同纵向分辨率和探测深度的测井曲线提供了基础.

石油专用浮箍浮鞋在煤矿服务钻孔下管和固井中的应用

将石油专用浮箍浮鞋用于煤矿服务钻孔的下管及固井工作中,需要解决的主要问题是如何使其在泵压达到2MPa时,阀门自动打开,容许浆液通过,否则阀门始终处于关闭状态。以清水营送料孔为例,对石油浮箍浮鞋在煤矿服务钻孔下管和固井中,如何确保浮箍浮鞋在孔底顺利打开,掌握搅拌水泥浆液的时机,从而使注浆过程一次性注完以及固井过程中采用的技术措施作了详尽说明。从实际应用来看,该方法起到了简化下管和固井施工程序,节约工程成本的效果。

侧向冲击荷载作用下两端固定钢管混凝土构件的试验研究

利用落锤式冲击试验机对两端固定不同壁厚钢管混凝土构件进行了侧向冲击实验。实验过程中记录了冲击力时程曲线,并量取了构件跨中的侧向位移,同时对构件的破坏形态问题也做了分析。揭示了影响两端固定钢管混凝土构件的临界冲击能的影响因素,为进一步研究奠定了基础。