三排管非均质冻结壁弹塑性分析

为了分析深厚冲积层三排管冻结壁的力学特性,根据冻土弹性模量E、黏聚力c与冻结温度之间的函数关系以及三排管冻结壁的梯形-抛物弓等效温度场模型,将冻结壁视为材料性质沿着径向呈分段函数变化规律的厚壁圆筒,推导出了三排管非均质冻结壁的弹性区与塑性区应力的解析表达式,并给出了冻结壁承载力与塑性区相对半径之间的关系。根据淮南某矿区冻土的力学参数,利用提出的三排管非均质冻结壁计算方法对该矿区进风井冻结壁进行了力学特性分析,计算结果表明:三排管非均质冻结壁的径向应力随着相对半径r的增大而增加,而环向应力在冻结区间Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ呈现不同的变化规律。对比分析三排管均质与非均质冻结壁的承载力计算结果可知,利用均质冻结壁计算方法得出的弹性极限承载力计算结果偏大,因此基于该结果的冻结壁设计方法存在一定的风险性,而非均质冻结壁的计算结果更加符合冻结壁实际的受力情况。研究成果可为深厚冲积层多排管冻结壁的设计提供一定的理论参考。

局部减薄压力管道极限分析的弹性模量缩减法

为求解含局部减薄缺陷水电站压力管道的极限承载力,提出了该类管道极限分析的弹性模量缩减法。该方法定义了表征单元接近塑性屈服程度的无量纲参数—单元承载比,提出了动态识别局部减薄管道高承载区域阈值基准承载比的计算方法,建立了相应的弹性模量调整策略,可通过基于塑性极限分析原理的线弹性迭代求解含局部减薄压力管道的极限荷载。算例分析表明:本文方法具有良好的计算精度和适用性;21组缺陷结构的计算结果与弹塑性增量法(EPIA)误差均在8%以内;局部减薄轴向长度、深度和周向长度对极限荷载影响依次降低,减薄轴向长度无量纲参数A/R0t超过2.4将可能使极限内压降低45%以上。本文方法可为含缺陷管道结构极限分析和安全评估提供参考。

薄壁无缝钢管的精密矫直方法研究

探讨六辊斜轧薄壁无缝钢管矫直机压下量计算中存在的问题;应用弹塑性弯曲矫正理论对矫正过程进行深入分析;提出符合实际的六辊斜轧薄壁无缝钢管矫直机的压下量计算方法,并将几种钢管的压下量计算结果进行比较。试验结果表明,实际矫直的设定压下量应为矫直压下量与矫正压下量之和。研究结果提供了压下量的最佳选择方法,为提高薄壁无缝钢管矫直精度和制定最优矫直工艺提供了理论依据。

钢管水泥土围护墙等效弹性模量的有限元计算

分析了水泥土围护墙弹性模量对于控制基坑变形的重要性、根据上海某钢管水泥土墙基坑支护的工程实例建立ABAQUS平面二维有限元模型,计算钢管水泥土围护墙等效弹性模量,量化了内插钢管对提高水泥土重力式围护结构的支护强度所起到的作用,并对钢管长度、外径、间距和插入位置进行了参数分析。

光面护壁爆破机理及动光弹试验

在理论上分析了光面护壁爆破新技术的作用原理。开展了动态光弹性试验,获得了光面护壁爆破过程的等差条纹图。通过对条纹图的分析表明,由于护壁套管的存在,能够大大降低爆炸产物对护壁面方向的冲击作用,临空面和护壁面之间的剪应力差值高达3.5倍,它是在护壁面和临空面之间形成光滑爆破开裂面的重要动力。试验结果对于光面护壁爆破技术的应用有一定的参考价值。

小直径圆形薄壁灌浆钢管组合轴压弹性模量研究

小直径圆形薄壁灌浆钢管在装配式建筑中应用广泛,但现有规范对小直径圆形薄壁灌浆钢管的组合弹性模量没有明确的规定。为研究小直径圆形薄壁灌浆钢管组合轴压弹性模量,本文制作了5个试件,进行了轴心受压试验,对试验结果与采用各规程计算公式的计算结果进行了比较,并采用有限元软件ABAQUS进行了分析。结果表明,从弹性力学理论出发,考虑混凝土三向受力的计算方法和《钢管混凝土结构设计与施工规程》(JCJ 01—1989)提供的计算方法更加适用于小直径圆形薄壁灌浆钢管,小直径圆形薄壁灌浆钢管对灌浆料弹性模量的提升更为明显。

以临界屈曲应变为判断依据的非开挖内衬修复设计改进方法

《城镇排水管道非开挖修复更新工程技术规程》(CJJ/T 210-2014)选取管道的长期弹性模量EL进行内衬修复设计,并规定EL为短期弹性模量Es的0.5倍,但是对于这一做法的理论依据仍然存在较多质疑,也导致设计过于保守。据此考虑引入临界屈曲应变理论,提出以内衬的临界屈曲应变εr为破坏判据,并选取管道短期弹性模量Es进行设计的改进方法。研究表明,改进后的设计方法能够保证内衬设计在理论上的正确性,满足内衬的长期强度要求,减小大约21%的内衬设计壁厚,能够有效降低工程成本。

纵振动对声传输测量带来的干扰及其避免方法

弹性充液管道在一端固定,另一端受到谐和力作用时自身会产生稳态纵振动。相比于管道自身模态的谐振,弹性管道稳态纵振动的幅度更大,对于声场的影响也更大。对于管道稳态纵振动的研究可以更好地说明充液管道对管口辐射声场的影响。通过等效梁模型的解析计算及与实验结果的对比,验证了等效梁模型用于计算管道稳态纵振动的正确性,同时,提出一种用于隔离管道纵振动的方法,并通过实验验证了其有效性。

护壁爆破的护壁作用和聚能效应

进行了光面护壁爆破和切缝护壁爆破技术的动态光弹性试验，获得了光面护壁爆破和切缝护壁爆破过程的等差条纹图。从对条纹图的分析表明，由于护壁套管的存在，能够大幅度降低爆炸产物对护壁面方向的冲击作用，光面护壁爆破临空面和护壁面之间的剪应力差值高达3.5倍，切缝护壁爆破临空面和护壁面之间的剪应力差值高达1．75倍。它们是在护壁面和临空面之间形成光滑爆破开裂面的重要动力。这说明护壁爆破有较好的护壁作用和聚能效应。

振动空泡近弹性壁面的可视化实验研究(英文)

研究了振动空泡与明胶弹性壁面及管道的相互作用机理,其中振动空泡由一个60 V的低压电路产生,实验时采用高速相机记录振动空泡的形状变化及弹性壁面的膨胀与收缩过程,并且高速相机的帧率分别设为12 500 f/s和15 000 f/s。实验观察到了空泡分裂及二次空化现象,结果表明:振动空泡的动力学行为明显受到了弹性壁面的影响。

考虑声固耦合的充液管道消声器声学特性分析

声固耦合效应是影响充液管道消声器声学性能的一个重要因素,使用有限元法研究充水管道消声器的声学特性,将消声器腔壁和穿孔管壁作为弹性板,考虑声固耦合效应的影响,计算简单膨胀腔水消声器、穿孔板与穿孔管水消声器的传递损失。进一步研究弹性壁的壁厚和材质、穿孔板的结构参数对水消声器声学特性的影响规律,通过对比得到消声器弹性腔壁和弹性穿孔管壁对穿孔管水消声器声学特性的影响贡献度。

共轨管材料属性对共轨压力的影响分析

对柴油机高压共轨燃油喷射系统中的共轨管进行了研究,介绍了共轨系统的组成结构和工作原理,利用GT-Fuel分析软件建立了仿真模型。分析了共轨管材料弹性模量和共轨管厚度对共轨管内燃油压力的影响。仿真结果表明:共轨管材料弹性模量越大,对轨压波动抑制效果越好;过大的共轨管壁厚对燃油压力波动抑制作用不明显。其仿真数据为共轨管的设计、制造和模拟提供了参考。

基于VB语言的钢管及铸铁管壁厚的程序计算

对埋地给排水管道进行了受力与变形分析,结合计算机编程语言VB,得到了关于计算管道壁厚的应用程序,并将该程序的计算结果与手册计算结果作了对比,验证了计算程序的适用性。

考虑FGM特性的双排管竖井冻结壁应力场分析

对双排管竖井冻结所形成的冻结壁等效成材料性质沿厚度呈梯形分布的功能梯度材料(FGM)无限长厚壁圆筒,通过求解均布荷载下该类厚壁圆筒的弹性解析解,并利用摩尔-库伦屈服准则求解其弹塑性解析解。根据解析解,进行双排管竖井冻结壁的应力场分析,将分析结果与均质冻结壁模型进行对比,提出对设计施工具有参考价值的建议。