高压电缆交联聚乙烯绝缘料黏度参数对挤出特性影响的仿真研究

高压电缆交联聚乙烯(XLPE)绝缘料及其挤出成型技术是我国高压电缆生产的关键问题。绝缘料的黏度参数会影响其在单螺杆挤出机内包括挤出口流率和流道内熔体最高温度等的挤出特性,进而决定了高压电缆绝缘的成型质量和绝缘性能。该文通过仿真模拟的方法研究了高压电缆交联聚乙烯绝缘料的黏度参数对挤出特性的影响,提出利用绝缘料挤出最高温度-挤出口流率曲线反映不同黏度参数下的挤出特性变化规律。结果表明,最高温度随着挤出口流率增大而升高,零切黏度和松弛时间对最高温度-挤出口流率曲线的斜率影响最大,幂律指数次之,温度系数影响最小。其中,零切黏度和幂律指数与挤出口流率和最高温度的关系均为正相关,且零切黏度增大到一定值后挤出口流率不再明显增大而最高温度持续提升;松弛时间和温度系数与挤出口流率和最高温度的关系均为负相关,且温度系数较小挤出特性较好。最终,根据实际电缆绝缘料挤出生产需求,提出了绝缘料黏度参数的适宜范围。该文可为国产高压电缆交联聚乙烯绝缘料的研发和挤出成型技术的提升提供重要数据支撑与理论依据。

壁式钢管混凝土柱-钢梁嵌入式双侧板节点抗震性能研究及设计建议

以壁式钢管混凝土柱-钢梁嵌入式双侧板节点为研究对象,进行两个足尺试件的拟静力试验,分析节点的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线,并研究节点承载力、延性、耗能能力和刚度退化等指标。试验结果表明:试件破坏模式分别为侧板外梁端形成塑性铰、节点核心区侧板开裂及轻微鼓曲;试件滞回曲线稳定饱满,曲线呈现梭形,试件延性系数为3.11~3.53,等效黏滞阻尼系数大于0.4,具有良好的耗能能力;刚度退化较稳定,具备较好的抗侧能力。在验证有限元模型合理的基础上,通过有限元变参分析此类节点的滞回性能,结果表明:增加侧板厚度或侧板外伸长度可提高嵌入式双侧板节点的承载力及延性。最后结合试验和有限元变参分析结果,针对此类节点提出设计建议。

基于分布参数模型的摇摆墙-框架结构协同性能分析

为了研究自复位摇摆墙-框架(rocking wall-moment frame,RWMF)结构的协同工作性能,利用所提出的分布参数模型对自复位RWMF结构的协同工作原理与基本影响规律进行研究,建立并求解了完整的静力和动力方程;得到RWMF结构的侧移、内力和各阶动态响应的闭合解,通过参数分析研究框架与摇摆墙(rocking wall,RW)之间的刚度特征值λ和RW底部旋转约束R_(f)对协同性能的影响,并采用层间位移集中系数(inter-story drift concentration factor,DCF)量化RW与框架之间的协同性能。结果表明:RW的设计应满足λ<10,否则,RW对协同性能的影响将微乎其微;当λ值适中时,RW底部约束可以增进协同作用,R_(f)>5后,其约束的继续增大不会再增进RW与框架间的协同效果;当λ和R_(f)取1≤λ≤5∩0.1<R_(f)≤10时,自复位RWMF结构可以在分布均匀性和减小主体框架损伤之间实现平衡,达到最优的协同性能。

碱性骨料沥青混凝土试件技术性能测试分析

沥青心墙是碾压式沥青心墙大坝的渗控设施,其性能决定水库蓄水成功与否。当选定沥青混凝土的配合比后,需对其进行制定试件并进行试验测试,通过对试块进行马歇尔和劈裂抗拉、压缩和水稳定等试验,判断其强度、变形等多项综合性能。为拟选混凝土配合比提供科学数据支撑,并作为现场碾压沥青混凝土具体操作和质检把控的根据和依托。

纵墙开洞的砌体结构抗震性能多因素分析

多次震害资料表明大量砌体结构房屋在地震中严重损坏,而其中多数是由于开洞纵墙的抗震性能不足所引起的。为掌握影响开洞纵墙抗震性能的各类因素,在模型及参数合理性验证的基础上,基于ABAQUS软件建立了17片墙片模型与系列考虑不同构造措施与房屋高度的整体结构模型,获得了开洞率、开洞方式、构造柱、水平系梁和窗边柱等参数对墙体抗震性能的影响,给出了构造柱的最佳配筋率、讨论了不同构造情况下多层砌体结构的适用烈度和高度。结果表明:中部构造柱对墙片的位移延性影响较大;墙体开洞会明显削弱墙片的变形能力和耗能能力,但洞口边缘的混凝土水平系梁和窗边柱能提高墙片的变形能力和延性;组合适当的构造措施,能提高砌体结构的使用范围。最终为纵墙开洞的砌体结构抗震性能设计和控制给出了措施和建议。

马赫数10超燃冲压发动机燃烧室流动与传热变化特性分析

针对高马赫数超燃冲压发动机燃烧室流动与传热的变化特性,基于考虑燃料/空气混合与燃烧、壁面传热及高温燃气解离效应的一维流动与传热分析模型,定量分析了飞行Ma10工况下解离效应对发动机燃烧室内流参数和性能参数的影响程度。研究结果表明,高温解离对高马赫数燃烧室流动与传热的影响显著。氢燃料当量比0.7时,如果不考虑解离效应,燃烧室推力的计算结果偏高15.3%,壁面传热量偏高13.5%。基于此,本文通过考虑解离效应的理论分析模型研究了Ma10圆形截面燃烧室中氢燃料喷注位置、喷孔数目及燃烧室扩张角对燃烧室流场参数与壁面传热的影响特性,评估了燃烧室推力、壁面摩擦力以及壁面传热量的变化规律。研究表明,燃烧室扩张段的扩张角度对燃烧室性能影响较大,喷注位置和喷孔数目的影响比较小。扩张角从1°扩至2°,燃烧室推力增长124.0%,壁面摩擦力减小3.0%,壁面传热量减少7.0%。适当增大燃烧室扩张段的扩张角度可以提高燃烧室推力,同时降低壁面热流和壁面摩擦力。

一种有效的双隔壁反应蒸馏塔的综合与设计策略

提出了一种反应蒸馏过程强化原理,在反应和分离操作有效耦合的基础上进一步加强分离操作之间的耦合,得到一种有效的双隔壁反应蒸馏塔。该结构可显著提高过程中的能量利用效率。以理想四元反应和碳酸二甲酯与乙醇之间的酯交换反应为例对所提出的结构进行评价分析,结果表明,与常规和单隔壁结构相比,这种双隔壁反应蒸馏结构能有效降低能耗。此外,基于反应系统的性质对节能效果的影响进行了研究,结果表明,该双隔壁反应蒸馏塔适用于难反应与难分离系统,且具有优越稳态性能。

盒式连接装配式剪力墙的抗剪性能研究

盒式连接通过连接盒与高强螺杆连接相邻预制构件,为研究在水平接缝处使用这种连接方式的装配式剪力墙的抗剪性能,在验证已有试验的基础上,改变连接盒的底板构造进行模拟分析,研究螺杆直径、螺杆数量、连接盒底板厚度、U型钢筋高度及直径等参数对剪力墙破坏模式和抗剪性能的影响,以改进剪力墙破坏模式、剪力墙抗剪性能良好及经济性高为原则,优选出连接方案.以优选的连接方案为基础,对比分析了不同轴压比和墙体厚度对剪力墙抗剪性能的影响.结果表明:增大螺杆直径更有利于剪力墙的水平接缝加固;连接盒底板厚度、U型钢筋高度及直径等降低后,试件的安全性能均会降低;随着轴压比增加,试件的极限承载力增大,延性减小;墙体厚度增加,试件的刚度、变形能力均提高.

新型夹心墙用耐腐蚀拉结件受力性能试验

为解决夹心墙用拉结件的耐腐蚀性问题,研究一种新型耐腐蚀拉结件——塑料钢筋拉结件的受力性能.通过L形和U形塑料钢筋拉结件灰缝试件试验模拟Z形和环形塑料钢筋拉结件受拉状态,并通过单侧交替反复拉拔试验研究环型塑料钢筋拉结件不均匀受力的特点.塑料钢筋拉结件能发挥比普通钢筋拉结件更优越的受力性能和变形性能.在遭受大震作用时,塑料钢筋拉结件所传递的最大地震力小于其极限拉拔力最小值.环型塑料钢筋拉结件的受力性能可以满足夹心墙的使用要求.通过锚固影响因素分析,提出了新形式拉结件,并给出不同拉结件的设计参数建议.参考相关规范,提出拉结件的构造措施建议和选型原则.

L形截面短肢剪力墙抗震性能的模型试验研究

为了研究L形截面短肢剪力墙的抗震性能,对6个1/2缩尺比例的L形截面短肢剪力墙试件进行了低周反复荷载作用下的试验研究,分析了轴压比、截面高厚比、剪跨比等参数变化时,对试件的承载力、延性、滞回特性、耗能能力及破坏特性等抗震性能的影响。结果表明:L形截面短肢剪力墙试件扭转变形较小,试件以弯剪破坏为主,腹板底部为试件最薄弱部位,剪跨比小,轴压比大的试件腹板中心剪切破坏现象明显;试件随着截面高厚比、轴压比的提高,极限承载力增加,试件耗能能力变差、延性下降明显;L形截面短肢剪力墙试件在截面高厚比适中,为6.5∶1时,经济、抗震性能也较好。

钢筋混凝土剪力墙构件恢复力模型

目的研究RC剪力墙构件并给出其基于试验结果的恢复力模型.方法在同济大学土木工程防灾国家重点实验室进行了15片变参数剪力墙构件的拟静力试验,分析了剪力墙构件骨架曲线和滞回规律的特点.提出了以屈服点、峰值点和极限点为特征点,包括负刚度段的三折线骨架曲线模型.结果从理论分析和试验数据得到影响特征点值的主要影响因素,给出了骨架曲线的计算方法.给出了滞回模型,再加载刚度Kl和卸载刚度Ku1、Ku2的计算方法及剪力墙构件恢复力模型的计算方法.结论利用已有剪力墙构件试验结果对笔者的计算方法进行了验证,结果符合较好.计算方法简单,便于工程应用.

钢筋混凝土框架-剪力墙结构基于位移的抗震设计方法

根据钢筋混凝土框架-剪力墙结构的特点,将其性能划分为使用良好、保证人身安全和防止倒塌三个水平,并用层间位移角限值予以量化。以作用倒三角形水平分布荷载的等截面弯剪悬臂杆的侧移曲线作为其初始侧移模式。对于使用良好性能水平,将侧移曲线上反弯点对应的楼层处的层间位移角刚好达到相应限值时的侧移曲线作为目标侧移曲线,据此计算等效单自由度体系的等效参数以及原结构的基底剪力和各质点的水平地震作用。对于保证人身安全和防止倒塌的性能水平,根据Pushover曲线与需求曲线的关系对结构予以调整,使结构满足这两个性能水平的要求。

生土填充墙钢框架结构抗剪性能分析

利用ABAQUS有限元软件,对一榀钢框架和一榀生土填充墙钢框架的抗剪性能进行对比分析,在此基础上对生土填充墙钢框架的抗剪性能进行参数分析.对比分析结果表明:生土填充墙钢框架是一种较好的抗侧力结构体系,其初始刚度和抗剪承载力均明显高于纯钢框架,并且生土填充墙可以降低钢框架屈服后刚度退化严重的不利影响;参数分析结果表明:框架柱轴压比、墙体高厚比和钢框架梁柱线刚度比是影响生土填充墙钢框架抗剪性能的主要因素.推导了生土填充墙钢框架初始刚度和抗剪承载力的理论计算公式。

螺杆式塑化3D打印装置的设计模拟及出丝性能研究

设计了螺杆、机筒、螺旋叶片等结构,建立了螺杆式塑化三维(3D)打印系统,利用Polyflow软件对压力场、速度场、剪切速率进行了数值模拟分析,并对粒状物料3D打印出丝性能进行了研究。结果表明,螺旋叶片结构通过施加轴向力实现了强制喂料;在整个螺杆挤出段上,熔融物料沿挤出方向随螺杆转速的提高压力逐步增加,梯形螺棱设计有利于熔体流动;材料熔融需要通过剪切作用与加热装置热量传递协同作用以降低熔体黏度;螺杆转速从0.1 r/s向1 r/s的变化过程中,丝材直径呈小幅度增加。

水平与竖向地震作用下土工格栅加筋土挡墙动力分析

应用动力弹塑性有限元方法,研究了各种设计参数对土工格栅加筋土挡墙动力响应的影响。应用了可以描述砂性土非线性静动力性能的弹塑性模型模拟填土;采用可以描述土工格栅在反复受载情况下滞回性质的边界面弹塑性模型模拟加筋层;土与结构的相互作用由一种可以描述界面滑移、脱开及闭合的有厚度薄层单元模拟。在有限元分析中同时考虑了水平与竖直两种地震激励。研究内容包括竖向地震影响、加筋长度、加筋层间隔、面板预制混凝土块重量、面板与填土界面摩擦角、预制混凝土块之间摩擦角等对加筋土挡墙变形、加筋层内力等的影响。

转向节墙式热挤压模结构多目标优化设计

针对传统热挤压模具负载强烈、寿命低下的问题,在综合传统闭式挤压与开式飞边结构优点的基础上,提出挤压模具上的新型飞边结构——阻力墙结构。采用径向基函数近似模型方法结合遗传算法作为组合优化策略对转向节热挤压模具上的阻力墙结构参数开展多目标优化研究,以期找到最优的结构参数组合,充分发挥阻力墙结构在填充性和模具寿命方面的综合性能潜力。首先通过拉丁超立方抽样试验设计,选择了适当的设计参数样本。在对相关核函数拟合效果综合对比的基础上,构建了具有较高精度的以对数路径函数为核函数的径向基函数近似模型。然后将遗传算法引入近似模型进行多目标优化,最终得到了最优的阻力墙参数取值分别为:阻力墙高度h=48 mm,斜度a=0,间隙n=2.5 mm,飞边厚度t=5 mm,桥部宽度b=10 mm。最后通过生产试验验证其正确性。

翻窗上扇框薄壁空心铝型材挤压过程数值模拟与挤压参数优化

以一翻窗上扇框复杂空心铝型材为研究对象,在前期模具结构优化基础上,采用正交试验法,以挤压速度、棒料预热温度、挤压筒预热温度、模具预热温度为试验因素,分别以型材出口截面流速均方差(SDV)和温度均方差(SDT)为试验指标,借助Hyper Xtrude13.0软件进行优化分析,获得了SDV和SDT指标分别为最小值时的挤压工艺参数组合。此外,进一步讨论了优化挤压工艺参数下型材出口截面的流速和温度分布,结果表明A1B3C2D1挤压工艺参数组合(挤压速度3 mm/s、棒料预热温度490℃、挤压筒预热温度450℃、模具预热温度440℃)可以获得最均匀的型材出口速度分布(SDV仅为1.304 5)和温度分布(SDT仅为1.182 3)。

双阶屈服钢连梁联肢墙的参数设计和布置研究

提出了一种应用于联肢剪力墙体系的新型钢连梁,称之为双阶屈服消能钢连梁。该新型钢连梁包含两部分;发生剪切屈服的核心板梁和发生弯曲屈服的外套箱形梁。在小震作用下,剪切屈服板梁进入塑性,发挥消能减震作用,弯曲屈服梁保持弹性从而保证结构的整体刚度。在中震及大震作用下,剪切屈服梁和弯曲屈服梁同时进入塑性,发挥更大的消能作用,使主体结构免遭过大的地震损伤。双阶屈服钢连梁联肢墙体系作为一种高性能减震结构体系,与传统的混凝土连梁联肢墙体系相比,其刚度和承载力贡献都有较大的提高,并且双阶连梁的附加阻尼比贡献率在小震、中震和大震下可以分别达到28%、44%和72%。联肢墙的耦联比体现了连梁对墙肢约束作用,不同耦联比的联肢墙结构的连梁剪力沿层高分布形式不同。针对3种不同耦联比的联肢墙分析了双阶屈服钢连梁的参数设计方法和建议的布置形式,并在这些建议布置模式下,对比了普通钢连梁结构和双阶连梁结构在小震下的附加阻尼比,大震下各连梁的延性系数等指标,体现了双阶屈服钢连梁对结构的消能贡献和损伤控制。

一种新型吸能装置的轴向耐撞击性能分析

基于传统吸能元件薄壁圆管的结构形态及其功能型要求,给出了一种端部带翻转模的新型吸能装置。在薄壁圆管直径和长度给定的前提下,通过改变翻转模诱导半径和管壁厚度,诱发了圆管在轴向冲击荷载下的四种变形模式,并对其中翻转变形模式进行了深入分析,考察了应变率、惯性效应和几何参数对其耐撞击性能的影响规律。有限元计算结果表明,发生翻转变形模式的薄壁圆管荷载-位移历程较平稳,总效率较高,具有较优异的轴向耐撞击性能;材料的应变率效应、翻转模半径与管壁厚度之比(r/t)、管壁厚度与圆管直径之比(t/D)对撞击荷载有较大的影响,而圆管自身的惯性效应对撞击荷载的影响较小。数值模拟结果为耐撞击结构部件的设计提供了参考依据。

填充墙MTMD减震结构优化参数分析

以框架填充墙结构中的填充墙作为TMD系统中的质量块,通过在结构中布置多个填充墙TMD形成MTMD减震系统。为了研究该新型减震结构中TMD布置及连接参数的设计方法,基于结构受控振型及MTMD系统固有频率线性分布的假定,建立了填充墙MTMD结构的理论分析模型,由积分变换给出了传递函数。通过传递函数分析,给出填充墙MTMD结构中TMD的连接参数的计算方法。针对优化设计目标,设计了结构振动台试验的模型试件,振动台试验研究结果表明,结构设计参数优化后,减震效果较为显著。