纵向泵浦Cr∶Nd∶GSGG激光棒的热透镜效应研究

对纵向泵浦Cr∶Nd∶GSGG激光棒的热透镜效应进行了详细的理论分析。对温度分布的函数表达式 ,进行了讨论 ;分析了热引起的应力 ,得到了激光棒破裂的临界功率公式 ;最后对光学畸变进行了分析与讨论 。

某复杂工程楼板应力分析

以上海某在建工程为背景,系统介绍了开洞较多的地下室顶板的嵌固能力、超长地下室温度应力控制及大开洞及多塔结构楼板计算分析及加强措施。利用ETABS有限元软件及YJK软件建立了相关模型,通过将地震作用简化为节点荷载作用在上部结构质心处,对首层楼板进行了应力分析,得到了楼板在多遇地震下和设防地震下的应力水平。分析结果表明,地下室顶板具有较好的嵌固能力,可不考虑该楼板对上部结构产生的多塔效应,设计时为了更好地保证安全性,将地下一层楼板作为结构嵌固端。而地下室楼板在温度应力作用下楼板应力分析及大开洞及多塔结构上部楼板地震作用下楼板应力分析结果表明可以通过设计中局部附加楼板受力钢筋满足结构受力要求。

砂土中开口管桩沉桩过程的颗粒流模拟研究

基于颗粒流理论,采用PFC2D程序,模拟再现不同型号开口管桩在沉桩过程中土塞的形成演化规律、土颗粒细观结构变化以及桩周土应力场分布情况,并通过分析土体细观变化模式揭示沉桩过程中宏观力学响应的内在机制。计算结果表明,管桩直径对土塞效应影响很大,外径为30 mm的开口管桩,沉桩过程中土塞增量填充率(IFR)值较小,土塞效应明显,土塞高度小,类似闭口桩;随着管桩直径的增大,土塞效应迅速减小,大直径管桩在砂土中沉桩全部闭塞的可能性很小。细观因素(孔隙率和滑动比例)与土体宏观位移表现之间存在着明显的相互对应关系,并依此将桩周土划分3个区域。桩周土体水平应力、竖向应力和剪应力都在桩底附近形成"应力核",不同型号管桩桩周土应力场分布相近。

真三轴试验中的端部摩擦效应分析

端部摩擦效应是三轴试验的常见问题之一。相对于常规三轴试验,由于在茂木式真三轴试验中方形试样4个端部需设置两对端部垫块,从而导致端部摩擦问题更加突出。运用FLAC3D,针对Mohr-Coulomb材料,即无中间主应力影响材料,模拟真三轴加载过程中端部摩擦对试样强度和变形行为的影响。计算结果表明,端部摩擦也可以产生虚假中间主应力效应,即使对于无中间主应力效应材料,中间主应力也会导致最大破坏主应力的增加,且摩擦系数越大,这种趋势则越明显。分析了端部摩擦产生这种趋势的原因,指出了真三轴试验中减小端部摩擦的重要性。

Halbach永磁阵列磁场解析求解及推力建模

对于无铁心动铁式长行程直线电机,其动子Halbach永磁阵列长度小于定子线圈沿运动方向的长度,为线圈切换简单及提高磁场的利用率,使得通电线圈范围大于永磁阵列产生的磁场范围,此时通电线圈数目不发生变化,需利用到永磁阵列的端部磁场。由于端部磁场的畸变产生端部效应,引起的推力波动将影响电机的运动精度。为此,需要建立准确的包含端部效应的Halbach永磁阵列磁场模型。以无铁心动铁式永磁同步直线电机为研究对象,考虑端部效应,采用修正的傅里叶级数形式推导出了伪周期内完整的Halbach永磁阵列磁场解析模型,并利用Maxwell应力张量法建立了电机推力模型。通过磁场有限元仿真、推力测试,对比结果验证了所提方法的准确性和有效性。

岩石试件端面摩擦效应数值模拟研究

试件端面摩擦效应直接影响试件内的塑性等效应变、侧向位移的分布和单元应力应变曲线。本文运用ANSYS中的接触单元模拟了平面应变状态下端面摩擦效应对塑性等效应变、侧向位移和单元应力应变曲线的影响,得到了不同摩擦系数时塑性等效应变及侧向位移的渐进变化形式。当接触面摩擦较小时,塑性等效应变图案为上下两个X形网络,侧向位移上下分布均匀;当接触面摩擦增大时,塑性等效应变网络向中部靠拢并且明显增大,侧向位移上下分布不均匀,中部较上下端面位移大;当试件端面侧向位移被限制,即摩擦力很大时,塑性等效应变网络变为一个X形局部化带,侧向位移分布更加不均匀,中部明显隆起。

空心圆柱仪主应力轴旋转试验副效应研究及对策

详细分析了采用空心圆柱仪进行主应力轴旋转试验遇到的若干问题,主要包括三个方面:空心圆柱试样制备及各向同性试样的获得;试验中尺寸效应、端部效应的考虑与消除;空心试样膜嵌入效应对排水、不排水试验结果的影响等。在系统研究的基础上提出了相应的解决方法,为合理试验成果的取得与修正提出了有益建议。

V型钢导轨端面裂纹原因分析

用宏观、微观检验的方法,对V型钢导轨端面裂纹产生的原因进行分析。结果表明,尖角效应引起的应力集中和热处理淬火加热温度偏高是导轨端面产生裂纹的主要原因。

预应力复合土钉支护施工力学行为

目的探讨预应力锚索张拉后对土钉内力的影响,揭示预应力复合土钉对破裂面形态的改变,研究预应力复合土钉支护的力学行为.方法对预应力复合土钉支护的基坑进行了土钉和锚索轴力的监测,得到开挖过程至开挖结束后土钉和锚索轴力的变化.分析土钉和锚索的受力,并通过寻找潜在滑列面,反应预应力锚索对破裂面的影响.结果预应力锚索张拉后对基坑不同深度处土钉的影响不同,对同一根土钉不同位置处的影响也不同;基坑支护中预应力锚索配合土钉支护的使用会使破裂面形态发生变化.结论预应力锚索对土钉内力的影响具有"邻近效应"和"端头效应".在预应力锚索的上方和下方破裂面呈现不同形式,多层锚索对破裂面的影响更大.

国标GB/T 50266中圆柱试件高径比取值问题研究

国标《工程岩体试验方法标准》(GB/T 50266-2013)和电力行业标准《水利水电工程岩石试验规程》(DL/T 5368-2007)中,建议对于能制成圆柱形试件的各类岩石,圆柱直径宜为48mm^54mm,高径比宜为2.0~2.5,而国际岩石力学学会(ISRM)推荐的高径比为2.5~3.0,但目前我国工程界与学术界普遍采用高径比为2的圆柱形试件,也就是高径比取了国标建议值的下限.针对这一问题,基于莫尔-库仑准则,根据常见岩石的强度参数,反算了轴向压缩时剪切破坏模式下的最危险破裂角,结果表明:对于大多数岩石,3倍高径比基本可以消除端部约束对真实强度的影响,说明ISRM的推荐值具有科学性.结合国标GB/T 50266-2013对高径比的建议值,推荐采用2.5倍高径比,既可消除端部约束对真实强度的影响,也在国标建议值范围内,同时也与ISRM推荐值接轨.

岩石单轴压缩端部效应对受力状态的影响

为研究单轴压缩试验中端部效应对试件内部受力状态的影响,以新阳煤矿山西组中粒砂岩为例,基于广义胡克定律,分别推导了有无端部效应2种情况下试件内部单元体的受力状态。基于FLAC3D数值模拟软件,通过改变接触面参数,分析了端部效应对岩石试件受力状态的影响。研究表明:1端面效应使试件端部侧向应力从无到有,试件中心应力最大,离中心越远,应力越小,试件边缘处应力最小;2端面效应使试件端部侧向应变减小,试件中心应变最小,离中心越远,应变越大,试件边缘处应变最大;3侧向应力应变的变化规律使轴截面的等值线基本呈三角形分布。

考虑应力集中效应下钢带缠绕增强复合管爆破性能分析

针对带有扣压式接头的钢带缠绕增强复合管在内压爆破试验中出现的爆破点靠近接头的情形,基于薄壁壳理论,提出一种考虑应力集中效应的管道爆破压力计算模型。分析得到管壁的径向位移表达式,指出接头附近的管壁径向位移不连续导致的应力集中效应是爆破点靠近接头的主要原因。将2英寸(5.08 cm)4层增强层管道爆破试验、2英寸(5.08 cm)6层增强层管道爆破试验作为算例,分别计算了考虑应力集中效应情形下两种管道的爆破压力,并将计算结果与试验值对比,结果显示二者符合程度良好。通过该模型得到的管道爆破压力可为复合管生产厂家和施工单位评估其爆破压力提供一定参考。

大跨度连续梁拱组合桥梁轨互制特征

为研究大跨度连续梁拱组合桥梁轨相互作用特征,以梅汕线上某(34+160+34)m刚架系杆拱钢箱连续梁组合桥为背景,采用理想弹塑性模型模拟线路纵向阻力,建立"轨-拱-梁-墩"一体化空间模型,对钢轨纵向力的分布规律进行分析,对是否考虑轨道作用下的主梁应力、梁端转角、墩底纵向反力进行比较。结果表明:连续梁拱组合桥远离固定支座的梁端处钢轨纵向力较大,其中最大伸缩应力达到114.0 MPa,在不设钢轨伸缩调节器时钢轨强度仍满足要求;轨道结构对温度荷载和制动力作用下的主梁应力影响较大;轨道结构对梁端转角及墩底纵向反力的分配亦有较大影响。

复合土工膜不同锚固方式的力学特性对比研究

复合土工膜作为一种新型的防渗结构体应用于堆石坝工程,效果突出,但是在土工膜的锚固处容易产生应力集中,出现"端部固定效应".本文结合国外某工程实例,应用商业软件FLAC3D,采用三维显式有限差分法分别对不同锚固方式情况下复合土工膜的应力、变形进行计算分析.结果表明,采用不同的土工膜锚固方式对其受力有一定的影响,在实际工程中,应采用合适的复合土工膜锚固方式改善土工膜的受力状态,减小"端部固定效应"的影响.

LD端面泵浦Er:Yb:glass/Co:MALO晶体热效应分析

为了减弱激光二极管端面泵浦固体激光器热效应的影响,提高激光谐振腔稳定性及改善激光器的输出特性,以激光二极管端面泵浦Er:Yb:glass/Co:MALO晶体为研究对象,采用有限元分析方法,并根据热传导理论对其进行多物理场耦合热效应分析,系统分析了非键合和键合晶体、泵浦中心波长、功率以及束腰半径对激光晶体的温度场、热应力场以及形变量的影响。结果表明:键合晶体中Co:MALO晶体不仅起到了被动调Q的作用,还起到了热沉的效果,可以有效改善晶体内部的温度分布、热应力和形变量。中心波长为940 nm的泵浦对晶体的穿透性远高于976 nm,采用940 nm的泵浦可以改善晶体的最高温度,但976 nm泵浦结构是扩散键合较安全的结构。由于增大泵浦功率会导致晶体单位面积功率密度分布的增加,热效应也会加剧,泵浦功率增大100 mW对应温度增加9 K,热应力增加1.5 MPa,热形变增加0.5μm。减小泵浦光束半径也会导致热效应的增加,但影响相较于功率不明显。理论分析结果可为激光二极管端面泵浦铒镱共掺磷酸盐玻璃1.5μm固体激光器减小热效应的合理优化设计提供数据理论支持。

岩石三轴压缩端部效应及受力变形状态数值模拟

为研究端部效应对岩石三轴压缩过程中受力和变形的影响,应用ABAQUS对岩石三轴压缩试验进行模拟,分析岩石外、内部应力应变云图的演化及不同路径上各单元的应力应变。结果表明:(1)在端部摩擦作用下,试件端部附近的应力、应变分布较为复杂。(2)弹性阶段靠近上下端部约13mm范围内受端部效应影响,轴向应力较小,径向应力较大,径向应变较小;中间约24mm范围内受端部影响较小,轴向、径向受力和变形较为均匀。(3)靠近端部的水平路径上,两侧的径向应力、应变较大,中部较小;位于中部的水平路径上径向应力、应变分布较为均匀。(4)在弹性阶段,位于试件中下部水平路径上各单元应变均匀增大;在破坏阶段,穿过应变局部化带单元应变快速增加,应力有所减小,发生应力转移,其余单元应变减小,发生变形回弹现象。

点荷载作用下基于声发射监测的岩石加载试验数值模拟

利用RFPA2D对5种尺寸的岩石试件进行点荷载加载数值模拟,从声发射及受载端应力方面分析了点荷载作用下影响岩样试验的有关问题,结果表明：岩样试件在点荷载的作用下,其端部压应力效应对高径比为1∶1~1∶2之间的岩体试验影响不大,否则,端部压应力破坏效应明显,影响试验结果。

硬岩应力–应变曲线真三轴仪研制关键技术研究

基于茂木式岩石真三轴试验原理,介绍真三轴试验机设计中的岩石体积变形测量、端部摩擦效应、应力空白角效应以及真三轴条件下的峰后行为捕捉关键试验技术。此试验系统具有高刚度、大吨位及高响应等特点,能获得真三轴条件下多种硬岩的全应力–应变曲线。同时,利用该试验系统,对不同减摩方案下的摩擦系数进行测试,并评估端部摩擦效应对岩石变形的影响。结果表明:硬脂酸和凡士林混合物具有较好的减摩效果,真三轴试验中,建议采用此减摩方案。端部摩擦往往造成岩石变形的不均匀分布,且对岩石的变形模量和强度有所提高。

端面抽运复合结构板条介质热效应分析

通过对激光二极管端面抽运板条介质工作特点的分析,从热传导方程出发,对端面抽运、传导冷却的板条介质的温度场和热应力进行了理论计算。然后,基于IAS-CAD软件的有限元分析(FEA),分别对单一板条和复合板条的温度场和热应力分布进行了数值模拟。通过模拟结果可知,采用复合结构板条介质不仅大幅降低了晶体的温度值,减小了温度分布不均匀性,还大大降低了热应力,从而能有效地减轻了板条介质的热效应。