双金属复合管海水海砂混凝土短柱的轴压性能与承载力分析

基于有限元程序ABAQUS,建立双金属复合管海水海砂混凝土(SSCFBT)短柱构件的精细化有限元模型,对轴压状态下模型的破坏形态、荷载-变形关系、内力分配和钢-混凝土界面接触作用进行研究,并开展参数分析。结果表明:双金属复合管与内填混凝土之间的共同工作性能良好,其荷载-变形曲线可分为3种类型,由双金属复合管对混凝土的约束效应系数决定。通过参数分析,得到了不同参数对SSCFBT短柱轴压承载力的影响规律,并验证了已有相关计算公式用于预测SSCFBT短柱轴压承载力的可行性。

衬塑钢管海水海砂混凝土组合构件受弯性能研究

对12根衬塑钢管海水海砂混凝土(seawater sea-sand concrete filled plastic-lined steel tube, SSC-PLST)试件进行了受弯加载试验和有限元建模分析,研究该类构件的受弯性能及内衬塑料层对组合构件承载变形能力的影响规律。研究结果表明:SSC-PLST受弯构件的破坏形态具体表现为受压区钢管外凸屈曲、对应位置混凝土被压碎,受拉区钢管屈服、核心混凝土弯曲裂缝细而密,与普通钢管混凝土类似;试件的弯矩-挠度曲线呈三阶段特征,表现出良好的承载与变形性能。SSC-PLST构件不同部分之间的接触应力较小,且分布不均匀。内衬塑料对SSC-PLST构件受弯承载力的影响程度主要与塑料层厚度有关,受钢材强度和混凝土强度的影响较小。最终提出了SSC-PLST受弯构件承载力的简化计算公式,可为该结构构件的工程应用提供参考。

琼州海峡海底真空管道线路方案探讨

中国渤海海峡、台湾海峡和琼州海峡都需要通过跨海通道予以连接,琼州海峡跨海通道工程规模、难度小于渤海海峡和台湾海峡,优先建设琼州海峡跨海通道工程更具合理性。真空管道断面小、结构轻、集成度好,适合在海底敷设或高架,建设成本较低,对环境影响小,安全性、稳定性、可靠性较高。基于对地形地貌的分析,得出4条线路备选方案:1)徐闻角尾乡—澄迈桥头镇(西线/W线),海面距离26.5 km,最大水深47 m,海底地形较平缓;2)海安南山村—海口新海(中线M1a线),海面距离19 km,最大水深84 m;3)海安青安村—海口海甸(中线M2b线),海面距离20 km,最大水深80 m;4)龙塘下塘村—海口铺前镇(东线E线),海面距离30 km,最大水深47 m,海底地形较平缓。对中线M1b线和M2a线作为比较线进行分析,推荐南山村—新海M1a线为优先方案,初步分析各线路经由路径海水深度、纵断面、纵坡及海底管道线形。估测各线路端点大地坐标,经纬度极坐标值取0.50″能够满足线路方案分析和初步可行性论证的端点定位精度要求。当管道直径较大(≈5 m)、管道内车辆运行速度较低时,可不抽真空,则为普通海底管道,也是琼州海峡跨海通道可供选择的方案之一。

CFRP-PVC管约束珊瑚海水海砂混凝土柱轴压性能试验研究及有限元分析

为研究碳纤维增强聚合物-聚氯乙烯复合管(CFRP-PVC)约束珊瑚海水海砂混凝土(CSSC)柱的轴心受压性能,对6个试件进行轴心受压加载试验和有限元参数分析,重点研究了PVC管内、外表面CFRP层数和脱空缺陷对该组合柱轴压性能的影响。结果表明,CFRP-PVC管可以有效约束CSSC,使其处于三轴受压状态,当内、外壁均粘贴CFRP时可以有效减缓突然破坏的特征。相同情况下,管内壁粘贴1层CFRP时具有更好的延性和承载力,管外壁粘贴2层CFRP时约束应力提高系数高达121.5%,脱空缺陷仅对延性有显著影响。基于ABAQUS软件建立了CFRP-PVC约束CSSC柱有限元模型,准确还原了组合柱在轴向荷载作用下的破坏过程和CFRP损伤形态。当组合柱套箍系数小于0.3或长径比大于14.54时,荷载-位移曲线会失去强化段,提高外层CFRP层数会小幅提高强化段刚度。提出了适用于CFRP-PVC约束CSSC的承载力计算方法,误差为1.2%。

衬塑钢管海水海砂混凝土短柱轴压性能有限元分析

选择合理的建模方法,建立衬塑钢管海水海砂混凝土短柱轴压有限元分析模型,对构件的破坏形态、轴压荷载-变形关系、内力分配进行研究,并以承载力折减系数的形式提出构件的极限承载力简化计算公式.结果表明:衬塑钢管海水海砂混凝土短柱的外钢管与内衬塑料层可较好共同工作,构件的轴压荷载-变形曲线可分为3种类型,由约束效应系数决定;随着塑料层厚径比的增大,轴压荷载-变形曲线形状相似,但极限承载力近似呈线性降低.

涂塑钢管海水海砂混凝土构件受弯性能研究

将海水海砂混凝土填入涂塑钢管,利用内涂塑层防止氯盐腐蚀钢管,可实现海水海砂混凝土在结构工程中的合理利用,但涂塑层对组合构件力学性能的影响尚不明确。为探究涂塑钢管海水海砂混凝土构件的受弯性能,明晰涂塑层对构件承载变形能力的影响,进行了12根试件的弯曲加载试验,主要参数为海水海砂混凝土强度。研究结果表明,涂塑层对受弯构件破坏形态和受力性能的影响不显著。涂塑钢管海水海砂混凝土受弯构件的破坏形态与传统钢管混凝土的破坏形态相似,均为钢管受压区发生压曲、受拉区达到屈服,核心混凝土产生均匀分布的多条裂缝,整体构件表现出良好的承载能力和变形能力。随着海水海砂混凝土强度的提高,组合构件的受弯承载力随之提高。利用现有钢管混凝土的相关规范可较好地预测涂塑钢管海水海砂混凝土构件的受弯承载力。

天然气海底管线清管作业中水合物的抑制与计算

针对天然气海底管线清管作业中水合物产生,造成海管冻堵,降低输气能力的问题。开展对某天然气海上平台海底管线清管作业中,研究海管历史运行参数,预测海管水合物生成的影响因素,优选出模型计算和防治措施,确认通球外输量及计算清管时间,定量计算出甲醇抑制剂的浓度及用量。历时96 h,某天然气海上平台顺利完成清管作业,有效抑制了水合物生成,海管携液量均在预测范围内,偏差仅5%。上述研究对预防长输管线水合物生成与治理具有极为重要的意义。

哑铃形不锈钢管海砂混凝土短柱轴压试验研究

有针对性进行9根哑铃形钢管海砂混凝土短柱的轴压试验。试验参数为不锈钢种,含钢率与约束系数。试验分析了构件破坏模式,荷载-位移曲线,强度指标,同时也对国内规程预测该类短柱承载力的适用性开展了讨论。分析结果表明,轴压荷载作用下,钢腹板腰鼓形屈曲为最后破坏特征;不锈钢管试件较普通钢管对核心混凝土约束效应更强,延性更好,承载力更高;按规范计算的承载力值均偏保守。在试验与有限元分析基础上,提出了哑铃形不锈钢管海砂混凝土短柱承载力的计算简式。

安装海上风电装置基础钢桩的双边吊具设计

为开发出具有自主品牌的海上风力发电机安装设备——基础钢桩的双边吊具,首先,进行双边吊具的结构设计并阐述其工作原理;其次,设计液压缸与斜夹块组成的夹紧机构,分析其受力关系,确定夹紧块受到的正压力与摩擦因数;第三,针对吊具的小端吊臂采用有限元法进行强度分析与校核;最后,研制了模型样机并进行吊管试验,验证了方案设计的合理性与可靠性,为工程样机的设计打下理论与实践基础。

热型连铸BFe30-1-1白铜管的组织与性能

用热型连铸近终形法铸造了外径10mm,壁厚2mm的BFe30-1-1白铜管,研究其力学性能、元素偏析及耐海水腐蚀性能,并与普通半连铸!130mm试样比较。结果表明,热型连铸试样的组织为柱状树枝晶,伸长率达56%～79%,约为标准值的3倍;抗拉强度比标准值低约50MPa。Ni、Fe、Mn的偏析比半连铸的减少一半以上。轴向剖面的海水腐蚀失重仅为半连铸的一半,但横向截面的腐蚀失重则比半连铸的大。

制冷系统冷凝器海水腐蚀研究

船用制冷系统氟利昂冷凝器因海水腐蚀造成泄漏是一种很常见的故障,通过查阅大量文献,并根据一些故障处理的经验,从腐蚀机理分析着手,对设计、制造等方面提出了一些措施和建议,这些措施可作为设计准则,一些定量参数可供作设计师参考,有利于改善冷凝器的防腐性能.

激淋降膜蒸发多效紧凑式海水淡化装置的研究

基于降膜蒸发与降膜凝结机理,设计建造了一台具有三效回热性能的紧凑式小型海水淡化装置,用电加热水箱模拟热源对该装置进行了实验测试.实验结果表明,由于在本蒸馏系统中采用了多项降膜蒸发及降膜凝结技术,使其中大部分的蒸汽潜热及部分盐水的显热得到了多次重复利用,因而装置有较高的产水率.在供热水温度为75℃、系统内部压力为15kPa时,产水率达到110kg/h。对影响产水率的主要因素作了探索与分析,给出了合理的取值范围.

海水淡化装置中水平管降膜蒸发研究进展

本文对水平管降膜蒸发管的传热特性和流型分布特征进行了概括和总结。同时,对液膜负荷、液体进口温度、分配器结构及换热面强化等对水平降膜蒸发性能的影响进行了阐述。提出了海水淡化装置中采用水平管降膜蒸发器的优越性,及需进行的相关研究。

毛细钢管测压技术在海上油田开发中的研究应用

毛细钢管测压技术是新型的试井测压技术 ,可对单层或多层同时进行压力监测 ,具有地面直读、实时显示、耐高温 (可达 370℃ )、使用寿命长和可重复利用等特点。该技术在埕岛油田的配套改进及在开发中的应用 ,为油井动态跟踪分析 ,开采规律评价 ,合理注采方案的制定 。

带有圆弧形凸槽金属薄壁圆管抗撞性优化设计

在金属薄壁圆管(原模型)上设置圆弧形凸槽诱导结构并以其为研究对象,建立以凸槽个数及其半径为设计变量,以比吸能(SEA)最大化和最大峰值碰撞力(MaxF)最小化的多目标优化模型。在保证不影响薄壁构件吸能能力的情况下,通过对其结构的优化达到最大峰值碰撞力最小化的目的。采用有限元软件LS-DYNA得到不同几何参数模型的碰撞信息,结合径向基函数法构造近似函数,并采用理想点法求解多目标优化问题。分析了凸槽个数和半径对薄壁构件的比吸能和最大峰值碰撞力的影响,得到了理想的优化模型,为进一步研究实际吸能元件奠定基础。

螺旋列板在海底管道上的国产化应用

螺旋列板是一种能有效抑制处于悬跨状态的海管和深水立管涡激振动的装置之一。介绍了螺旋列板的主要技术参数、使用材料要求和国外主要生产厂家情况,并对螺旋列板的国产化应用优势、过程以及面临的风险和应对措施进行了探讨。

烟台—大连海底真空管道高铁线路方案研究

为早日建成跨越渤海海峡的快速通道,首先,介绍科学的比选方案,并提出海底真空管道高铁概念,分析其优缺点;然后,根据渤海海峡海况与地形地质特征,建立通道范围内烟台—大连间A、B、C、D 4条可能路径的平面线路走向和纵断面模型;最后,通过线路方案比选研究,得出以下结论:1)海底高架、沉管铺设或海底浅埋是较为经济、理想的方式,优于海底隧道;2)A线全长约110km,经由海域最深处88 m,50%以上线路需要按海底隧道真空管道方式建设;3)B线全长约106 km,海底平缓,最深处67 m;4)C线全长约134 km,最深处66 m,自然纵坡小;5)D线全长约173 km,最深处51 m。建议将B线、C线作为海底真空管道高铁线路重点方案予以论证和考虑。

热带环流演变与南海季风爆发

利用 1 95 8～ 1 997年的 NCEP/ NCAR再分析资料 ,分析了南、北半球中低纬环流的气候特征 ,并讨论了南海夏季风爆发与大尺度环流的关系。研究发现阿拉伯海经向环流管的上升气流和南半球纬向环流管的上升气流在 5月份同时到达南海 ,经向环流管低层的偏西风和纬向环流管低层的偏南风共同组成西南风 ,于是 5月份西南季风在南海地区首先爆发。此外 ,由于青藏高原地形及各经度海陆分布的影响 ,造成太阳辐射加热不均 ,是热带夏季风爆发的直接原因 。

用热型连铸法制造BFe30-1-1白铜管坯

试验了用水平式热型连铸法连铸外径为10mm、壁厚为2mm的白铜管。结果显示在压头为30mm、铸型温度为1250℃、冷却距离为6mm、连铸速度为30mm/min工艺条件下,可以获得表面光滑、平直、内部致密的管坯。管坯具有柱状树枝晶组织,抗拉强度约350MPa,伸长率约65%;Ni、Fe、Mn的微观偏析大大减轻;耐海水腐蚀性能在铸件纵截面优于半连铸铸件,在横截面则低于半连铸铸件。

水平管薄膜蒸发传热系数

采用智能化薄膜厚度测试仪实验研究了液体负荷、蒸发侧沸点、传热总温差和传热管管径等因素对水平光滑传热管外液膜厚度、波动状况以及因此而导致的蒸发侧传热膜系数的影响 ,得到了传热膜系数的关系式 ,突出了液膜波动的影响 .还讨论了多种操作参数对两侧传热膜系数和总传热系数的影响 ,为工业设计提供实验依据 .