跨地裂缝三孔斜交箱涵结构受力性能和变形规律研究

以西安站改扩建项目为工程背景,完成足尺三孔斜交箱涵结构受力性能数值模拟研究,分析荷载与地裂缝协同作用下结构的受力过程与可能破坏形态,开展缩尺比例为1∶15的三孔斜交箱涵缩尺模型静载试验,与有限元结果进行对比分析,明确变形缝斜交和板墙开洞等复杂条件下箱涵结构的裂缝发展、位移变形和应力分布规律,验证了数值分析的可行性,并提出设计建议。结果表明:足尺数值模型与缩尺试验模型的应力路径和裂缝分布吻合较好;最不利工况下,箱涵顶板混凝土开裂部位较多,纵向挠度变形较小;斜交变形缝处,钝角较锐角处更易产生应力集中现象,各部位易出现应力集中的顺序依次为跨中、钝角、锐角和板墙隅角;采用平行于变形缝的斜向布筋方式可降低因钢筋截断而产生的应力集中,优化传力路径;建议在顶板洞口横向位置处增设暗梁,洞角布置斜向钢筋,降低洞口周围的局部集中应力。

陡倾片麻岩滑坡演化过程研究——以兰陵溪滑坡为例

弯曲-倾倒破坏是陡倾顺层岩质斜坡的一种变形模式,当其折断面贯通形成滑移面时,斜坡演化为滑坡。以三峡库区兰陵溪滑坡为例,引入反转应力法、梁板强度理论对滑坡变形模式与演化过程进行了研究。结果表明:①该岩质斜坡具有典型的陡倾顺层、岩体结构软硬相间的特点,为其发生弯曲-倾倒破坏提供了先天性条件。②差异性风化是兰陵溪滑坡发生弯曲-倾倒变形的主要原因,片状片麻岩抗弯强度变弱,促使片麻岩逐渐发生弯曲,最后产生弯曲折断-倾倒变形破坏。③兰陵溪滑坡演化过程历经差异性风化、岩层弯曲变形、岩层倾倒破坏、折断面贯通等4个阶段,所有折断面贯通形成潜在滑移面时,斜坡演化为滑坡。研究成果可为该滑坡工程治理提供理论依据,也可为同类型岩质斜坡治理提供思路。

三流板坯中间包控流装置优化物理模拟研究及应用

创新性提出新型中间包控流装置-分流岛。通过物理模拟实验,研究了三流板坯连铸机采用不同分流岛、挡墙、挡坝及湍流控制器组合时中间包内钢液流动的特性。通过实验找到了本工程三流板坯中间包优化的控流装置。采用该控流装置组合有效地均衡了各流钢水流动,改善中间包内钢水流动形态,延长钢水在中间包内平均停留时间,降低死区比例,缩小边流与中间流之间钢水流动及温度的差异,实现了均匀各流钢水成分和温度,提高钢水纯净度,保障工艺顺行。项目投产后,生产稳定,最大日产铸坯10 890 t/d,平均日产量10 000 t/d。生产厚度200 mm铸坯时,稳定工作拉速可达到1.8 m/min。各流铸坯质量优良,实现三流板坯连铸机的建设初衷。三流板坯连铸机是大转炉匹配中窄宽度板坯生产的理想选择。

超高速薄板坯连铸结晶器内的坯壳形变行为

针对薄板坯漏斗型结晶器内,漏斗区坯壳受到挤压形状变化,铸坯表面裂纹发生机率极大增加的问题。基于节点温度继承和接触算法,建立了一种新的薄板坯漏斗型结晶器内的三维应力分析模型,解析了FTSC结晶器内铸坯的传热和形变行为。结果表明:高拉速条件下,漏斗过渡区的坯壳在结晶器上部呈现向平行区偏移趋势,并随着坯壳向下行至结晶器中部开始反向移动。在拉速为4.0~6.0 m/min的条件下,随着拉速的增加,坯壳向漏斗区方向位移量减小,位移方向偏转的转折点由结晶器液面下300 mm下降至600 mm处;在结晶器出口处,坯壳宽面中心、窄面中心及角部的温度上升明显;坯壳厚度减薄;角部气隙的厚度减薄,坯壳第一主应力增加。针对位移形变,通过补偿角部延展的形变空间设计新的窄面铜板应用于生产,铸坯角部裂纹的比例由21.3%下降到0.5%。

一种超跨钢结构组合楼板快速回顶支撑体系

钢筋桁架楼承板与钢结构组合楼板因自身材料特性,具有一定的刚度和承载能力,一般情况下无需扣件式钢管脚手架对其下方进行支撑回顶即可进行钢筋绑扎、浇筑混凝土。但特殊情况下,如组合楼板的跨度过长或楼板厚度过厚时,组合楼板自身刚度不足,若采用传统搭设脚手架支模工法,费工费时且不安全,搭设过程中易发生意外情况。为解决传统支模存在的弊端,利用铝模板、子母管,结合创新设计的三脚支撑,设计出一套操作简便的新型回顶钢支撑架代替传统的脚手架,对“超跨”或“超厚”的桁架板进行回顶支撑。该工法与传统脚手架相比较,减少材料用量、操作简便、架体稳定性高,同时节约施工工期和人力成本。

预制漏缝板真空吸水生产及半自动安装成套施工技术

结合工程实际,对预制漏缝板真空吸水生产和半自动安装成套技术进行了研究。介绍了混凝土漏缝板真空生产及立体养护流程,通过发明一种半自动装运小台车,实现了预制漏缝板的中短距离点对点精准安装的机械化作业。工程应用效果良好,经济效益显著,可为类似项目的推广应用提供参考。

透射法测量半透明液体热辐射物性的双厚度模型

基于光线跟踪法研究了玻璃-半透明液体-玻璃三层平板透射特性,给出了获取夹层内液体透射比模型。分析了透射法测量液体热辐射物性的双厚度模型的单值性和多值性条件,给出了其适用范围。以庚烷热辐射物性测量为例,采用正问题模型计算透射比并作为"测量值",利用双厚度模型反演n、k。结果表明,在一定n、k的范围内双厚度模型反演误差较小,且利用其反演庚烷的n、k与文献实验数据吻合较好,同时分析了测量误差对反演的影响。

电磁波在负折射材料填充的3层平板波导中的传播特性

从电磁场理论出发对负折射材料填充的3层平板波导的传播特性进行研究,并进行了数值计算,分析TE和TM波在平板中传播的性质,得到了电磁波的模式方程,与电磁波在右手材料填充的平板波导中的传播特性做了对比,考察了TE模式的能流密度,进行了归一化计算。结果分析表明:基模、一阶模不存在,且任何模式都存在一个截止厚度,随着厚度的增大,模式数量也增多;在一定的入射频率下,平板薄膜厚度趋向一定数值时,可以同时传播多种模式的波,并且入射波频率越高,波导同时存在多种模式的可能性越大;与右手材料相比,左手材料填充相同尺寸的3层平板波导可以传播更高能量的电磁波,导波效果更好。

土工格室柔性搭板处治的路桥过渡段差异沉降三维数值分析

应用MARC软件,建立路桥过渡段差异沉降的三维计算模型。基于该模型及不同的地基沉降模式,分别对土工格室加筋体和柔性搭板消化地基沉降、协调和控制桥头差异沉降的作用机理及其对地基沉降的适应性进行了三维数值仿真分析。结果表明:土工格室复合体限制了周围土体的侧向变形,减小了路堤本身的压缩变形;同时,土工格室柔性搭板能有效地阻止上层土体向下沉降,减小路基竖向应力,使得桥台与路堤之间的沉降差在较广的范围内得到平缓过渡。

水垫塘反拱型底板衬砌结构的非线性分析

反拱型底板的稳定性是实现消能防冲的关键所在,其受力过程表现为一种高度的非线性.为此,采用AN-SYS程序中三维非线性弹簧单元模拟锚固钢筋的黏结滑移,接触单元模拟水垫塘底板结构之间的接缝以及底板、拱座与基岩之间的接触面,建立反拱型水垫塘的有限元模型,通过长潭岗水垫塘的工程实例说明了该模拟方法的合理性,并应用该方法对拟建的拉西瓦反拱型水垫塘进行稳定性分析,结果表明,反拱型底板具有较好的受力条件,其稳定性能够得到保证.

薄板坯连铸结晶器铜板的三维传热分析

建立了薄板坯连铸结晶器铜板的三维传热数学模型,特别是对结晶器铜板冷面的水槽和背板部分采用了交替配置不同的边界条件处理,利用Visual Fortran语言自编程序计算结晶器铜板温度场．通过对一典型薄板坯连铸结晶器铜板模拟分析,发现铜板热面温度呈现云层分布,冷面温度呈冰柱状分布．分析了各种工艺参数(拉速、铜板厚度、冷却水流速等)对结晶器铜板温度场的影响,典型位置上的计算结果与现场测量数据符合较好,为优化生产工艺参数和结晶器设计提供理论依据和实际参考数据．

用MATLAB模拟三层平板波导的模式特性

本文建立三层平板光波导模型,推导出电场方程的具体形式,运用MATLAB对三层平板波导理论进行分析求解,使以往复杂的计算变的非常简单。将具体数值代人电场方程进行计算,取不同的波导层厚度时得到不同的波导模式,然后做出不同波导模式TE波的三维图形。最后介绍了三层平板波导理论在激光器模式理论中的应用。

托卡马克中ICRH天线的优化设计

采用等离子体平板模型和三维天线模型数值模拟了托卡马克中ICRH天线与等离子体的耦合过程,模拟结果表明在其它实验条件相同的条件下,与反对称电流和馈线端长度短的天线相比,对称电流分布和馈线端长度长的发射天线可获得更有效的功率耦合。

陡坡地段三排桩板结构路基承载特性仿真研究

为研究陡坡段三排桩板结构路基的承载特性,首先通过有限元软件ABAQUS采用强度折减法研究桩板结构加固前后陡坡稳定性,验证结构作用效果;其次分析在ZK荷载作用下,三排桩板结构的受力变形特点;最后对比研究不同类型桩板结构于陡坡路基中的承载特性。结果表明:陡坡地段采用三排桩板结构路基可较好地提高边坡稳定性;承载板上弯矩最大值多发生于桩间位置处,沿线路方向弯矩最大值为299.5 kN·m,沿顺坡方向弯矩最大值为389.4 kN·m,线路方向弯矩较顺坡方向弯矩小约30%,竖向剪力最大值约为500 kN;桩结构受力最大位置为与承载板连接处,最大弯矩、剪力值分别为169.4 kN·m、130.8 kN;三排结构较双排桩板结构在陡坡路基承载特性和控制变形方面均具有一定优势。

钢筋混凝土空腹夹层板空间结构的工程应用与计算方法

文章在介绍钢筋混凝土空腹夹层板的理论研究方法与主要技术特点的基础上,针对目前理论研究成果由于缺乏通用程序在工程运用中的局限性,探讨了该板柱结构体系在工程实践中的实用算法。通过工程实例论述了采用TAT三维空间杆系有限元分析软件时的模型处理办法,并提出了在设计与施工中应注意的问题。理论分析与实践表明,空腹夹层板楼盖体系属板片空间结构范畴,具良好的力学特性、建筑功能效应及技术经济指标。

热成像温度分布检测三维平板内壁缺陷的数理模型

用红外技术与导热反问题计算及计算机技术相结合的方法 ,对三维平板形设备 ,在已知内壁温度的条件下 ,对其内壁缺陷进行了定量计算。利用红外热像仪获取内壁形状未知设备的外壁温度场 ,将其作为强制边界条件 ,结合传热反问题计算 ,从数学上成功的推导出了该形状内壁曲面的普适方程 ,从而确定缺陷的位置及尺寸 ,并从理论上证明了该方法的可行性。给出的数学方法具有普适性 。

圆管空拔壁厚变化分析

此文利用主应力法推导出圆管空拔壁厚变化量解析式。该式计算结果与以定常三维流动上界解析同类问题结果相接近,且表达式简单,也与拔管的实验结果相一致。因而,可在圆管空拔壁厚计算时推广应用。

钢坯三维温度场预报模型的建立

在钢坯加热的过程中,由于加热炉的炉内热状态复杂,测温技术的局限,难以直接测量出加热炉内被加热钢坯的温度,以保证适时出钢。因此,本文根据传热学知识,采用BP神经网络对钢坯三维温度场进行预报。仿真结果表明,该模型能够满足实际生产要求。

高速列车作用下路基上板式无砟轨道动力系数

基于列车-轨道耦合动力学理论,建立列车-板式无砟轨道-路基三维有限元耦合动力学模型,并对建立的三维有限元耦合动力学模型进行相应的程序验证。运用建立的耦合动力学模型,对列车在路基上板式无砟轨道线路上高速行驶时,在线路平顺工况和各种不平顺工况下,无砟轨道各部件动力特性和相应动力系数进行理论研究。研究结果表明:在线路平顺状态下,车辆轮载及无砟轨道各部件动力响应很小,动力系数不超过1.2;在线路中长波随机不平顺激扰下,轮载动力系数接近2,无砟轨道各部件动力系数在1.70～2.06之间,轮载动力系数和无砟轨道各部件动力系数相差不大;短波不平顺对轮载动力系数有很大的影响,由于短波不平顺引起的振动在无砟轨道中衰减很快,其对无砟轨道上部部件动力系数的影响较大,而对无砟轨道下部部件动力系数的影响很小。

锯剖法对阔叶木锯材变形的影响

为探寻较佳的原木锯解和锯材再剖方法,有效控制锯材变形,提高木材利用率,选用3种下锯方法进行荷木原木的锯解,及欧洲榉木锯材的再剖试验。锯材的变形情况表明,针对中等径级原木,在锯解时采用两面下锯法较优;进行锯材宽度再剖时,宜先制成斜切板或弦切板再做剖分;进行厚度再剖时,最好先锯解为径切板。