多荷载耦合作用下立井井壁潜在破坏区的确定

首先采用弹性理论对立井井壁进行了分析,建立了井壁破坏的理论模型,进而采用通用有限元软件ANSYS,建立了立井井壁的大型三维分离式有限元数值模型.运用这两种模型详细研究了多种荷载耦合作用对立井井壁的影响,多种荷载包括:随深度变化的土压力、随时间变化的疏水附加力以及井壁自身重量.确定了立井井壁在这三种荷载综合作用下的应力、应变集中区,论证了井壁破坏理论中疏水附加力理论的正确性,对井壁设计理论以及加固区域的确定提供了一定的理论指导.本文有限元模型的建立方法以及得到的结论,在一定程度上丰富了立井井壁理论的内容,增加了立井井壁理论研究的方法,促进了井壁附加应力说的发展.     

二次荷载作用下碳纤维加固轴心受压矩形柱的非线性分析

应用有限元分析软件ANSYS对二次荷载作用下碳纤维加固轴心受压柱进行非线性分析,通过计算七个存在不同大小初始荷载的轴心受压柱的极限承载力,与不存在初始荷载的轴心受压柱的极限承载力进行对比分析,得出不同大小的初始荷载对加固后极限承载力的影响,给出考虑初始荷载影响时计算承载力的影响系数,供实际加固工程计算参考。     

可缩性井壁接头的竖向稳定性研究

当作用在井壁上的竖向附加力达到一定值时,可缩性井壁接头便产生压缩变形,使积聚在井壁内的竖向应力得以释放,从而可防止井壁破坏。采用ANSYS有限元软件对祁南二矿箕斗井的可缩性井壁接头竖向稳定性进行计算分析,即接头的特征值屈曲分析和非线性屈曲分析。计算结果表明:可缩性井壁接头发生竖向失稳的临界荷载为24.42 MPa,而其竖向极限承载力为20.30MPa,由此可见该可缩性井壁接头不会发生竖向失稳破坏,竖向极限承载力即为设计计算的控制荷载。     

基于ANSYS的输电铁塔极限承载力研究

运用有限元仿真软件ANSYS建立了输电铁塔的有限元仿真模型．进行60°风工况的极限承载力分析,仿真结果表明：输电铁塔破坏位置发生在变坡处的塔腿上,破坏极限为1．67倍的100％设计荷载．     

负载下工形截面压弯钢构件焊接加固的承载性能分析

为研究初始负载对负载下焊接加固工字形压弯钢构件承载性能的影响,采用通用有限元分析软件ANSYS建立有限元模型,结合生死单元法并考虑了体壳耦合、接触及摩擦等,对不同初始负载下焊接加固的4个工字形压弯钢柱进行了模拟分析.研究了在受力过程中构件的荷载-位移关系、塑性渗透、加固后失稳破坏模式及稳定承载力,通过有限元结果与相应试验结果进行对比验证了试验中摩擦存在的影响以及有限元方法的可靠性,并进而与规范计算结果对比考察了现有设计方法.结果表明:初始负载越大,压弯构件的极限承载力和原构件边缘屈服承载力均越低,且初始几何缺陷能够影响极限承载力;现有规范方法不能反映初始负载对压弯构件承载力的影响而偏不安全.     

二次受力CFRP加固钢筋混凝土梁力学性能

为研究CFRP加固钢筋混凝土梁在二次受力情况下的破坏形态以及抗弯性能,运用ANSYS有限元分析软件建立三维有限元模型进行模拟,将模拟结果与已有文献中试验结果对比.结果表明:在只计算梁的极限承载力或初始载荷小于极限承载力的20%时,可忽略二次受力的影响;在其他条件都相同时,随着碳纤维布层数的增多,梁的极限承载力也随着增大,但增加幅值越来越小.在实际工程中,建议最多粘贴3层.     

地面注浆控制井壁破裂变形的理论与工程分析

阐述了预防与治理立井井壁破裂的地面注浆加固方法的机理,指出地面注浆可以对地层性状有明显改善,并因此对井壁附加力有减弱作用.根据在某矿井的工程治理实践,分析了井壁应变、地表变形以及注浆帷幕测试结果表明,注浆使得井壁的安全性得到明显提高.同时指出,在实践中也要根据测试结果不断调整注浆参数,以达到良好的效果.     

矩形钢管混凝土波纹腹板组合梁局部受压承载力研究

利用数值模拟方法对矩形钢管混凝土-波纹腹板组合梁(RCFTFG-CW)的局部承压承载力进行研究。建立了在集中荷载作用下RCFTFG-CW与波纹腹板工字形梁(IG-CW)腹板发生局部承压破坏的有限元分析模型。通过与相关文献结果对比,验证了有限元模型的可靠性。利用验证后的有限元模型研究了RCFTFG-CW的局部承压承载力、应力发展过程以及荷载作用位置对承载力的影响。分析了几何尺寸、材料特性、荷载作用长度(沿梁跨度方向)以及波纹展开长度和波长的比值对RCFTFG-CW局部承压承载力的影响。在参数分析的基础上,提出了RCFTFG-CW的局部承压承载力的设计表达式,并利用有限元分析结果验证了公式的准确性。结果表明,与IG-CW相比,RCFTFG-CW具有更高的局部承压承载力;RCFTFG-CW的局部承压承载力分别与钢管混凝土上翼缘等效惯性矩的1/4次方、腹板厚度、波纹展开长度与波长的比值、荷载作用长度呈线性增长关系;所提出的计算公式能够精确预测RCFTFG-CW的局部承压承载力。     

矮塔斜拉桥抗弯极限承载力数值计算及验证

为研究多塔矮塔斜拉桥主梁的破坏形式和抗弯极限承载力,以宁江松花江特大桥为背景工程,采用ANSYS软件,分别基于Drucker-Prager屈服准则和Willam-Warnke五参数破坏准则建立两种三维实体有限元模型,分析结构从承受设计荷载至破坏荷载整个过程的受力状态并得到3种工况下的结构抗弯极限承载力,和现行桥梁规范(JTG D62—2004)方法的计算值进行了对比.结果表明:两种有限元模型的抗弯极限承载力计算值相对规范方法计算值的平均误差分别为2.7%和6.5%,最大误差分别为5.9%和8.6%,有限元分析结果与规范方法计算值吻合较好;结构在活载系数小于3时基本处于弹性状态;中跨跨中加载为该桥安全系数最小的工况,其安全系数为2.08.     

水平荷载作用下煤矸石空心砖墙受力性能影响因素分析

在已有煤矸石空心砖墙抗震试验的基础上,利用ANSYS软件,建立试验有限元模型,并与试验结果进行对比分析,验证有限元模型的正确性。在试验有限元模型正确的前提下,结合工程实例,确定模型尺寸,同时考虑竖向压力、砂浆强度等级、洞口尺寸及位置变化等参数对水平荷载作用下煤矸石空心砖墙体受力性能的影响,设计3个系列23个试件,对每个试件在单调荷载和低周反复荷载作用下的受力性能进行有限元模拟分析。研究结果表明:竖向压力是影响空心砖墙体的主要因素,墙体的承载能力随竖向压力的增加而提高,墙体的延性及破坏形式则随竖向压应力与墙体平均抗压承载力的比值不同而表现出不同的形式;砂浆强度等级提高,墙体的承载能力随之提高,但延性减小;洞口大小及位置也是影响墙体受力性能的主要因素。墙体的极限承载力、延性和刚度随洞口尺寸的增大而减小;当洞口居中布置时,墙体的承载能力最小,而延性较好;当门洞靠边布置时,墙体的承载能力提高,延性减小。     

地下厂房洞室群动力反应时程分析

采用动力时程分析法,对杨房沟水电站地下厂房洞室群地震反应进行了三维非线性数值模拟,分析了洞周围岩的加速度、位移时程变化及应力分布特征.计算结果表明,在地震荷载作用下,洞室高边墙对加速度有一定放大效应;洞周围岩地震位移波形与输入地震波形一致,围岩各质点间的相对变形及围岩永久变形均较小;围岩应力分布较为合理,最大主应力及最小主应力幅值较小,地下洞室群在设计地震荷载作用下抗震稳定性较好.     

锚固洞室拱部侧爆模型试验

通过室内模型试验,从洞室破坏形态、破坏过程、围岩径向应力、洞壁应变、拱顶和边墙位移、拱顶和底板加速度6个方面对直墙拱顶型锚固洞室在集中装药拱部侧爆条件下破坏情况和受力变形特点进行研究。试验结果表明:在拱部侧爆情况下,洞室破坏主要发生在迎爆侧半拱,破坏类型是在拱脚发生剪切破坏,在半拱中部发生拉伸破坏,洞室围岩径向应力是破坏的主要控制因素。洞室围岩以受压为主,变形主要表现为拱部和迎爆侧边墙向洞内发生位移。根据加速度测试数据,该类洞室设计时必需采取减震措施。     

工艺强化后轿车等速万向传动轴材料扭转断裂研究

以工艺强化后某轿车等速万向传动中间轴材料试样的扭转断裂为对象,试验研究了不同载荷强化和损伤后试样的静扭转断裂和疲劳扭转断裂断口形貌、断口硬度特性以及剩余静强度、剩余静刚度和断口硬度之间的相互关系和变化规律.研究结果表明,无论是经过小载荷强化还是疲劳大载荷损伤的材料试样,其静扭转断裂断口都是横向剪切断裂且断口十分平齐;材料试样无论是否经历强化或损伤,其疲劳断裂断口呈现正断或横向切断不平齐两种形貌,正断和横向切断不平齐两种疲劳断口形貌与试样的强化过程、损伤过程以及试样的疲劳寿命之间没有明显的内在关系;疲劳过程中试样的剩余静强度、剩余静刚度和断口平均硬度的变化趋势和规律基本一致.     

局部应力-应变分析在拖拉机零部件疲劳寿命估算中的应用

本文介绍了估算疲劳裂纹形成寿命的局部应力-应变分析法,着重强调了循环塑性应变对疲劳损伤的影响。提出了在用局部应力-应变法估算疲劳寿命时结合载荷谱累积疲劳损伤的方法。编制出驱动轮轴扭转与弯曲载荷谱,并对驱动轮轴的随机疲劳寿命进行了估算。     

东风-12型旋耕机刀轴疲劳寿命分析

讨论了构件在复杂载荷作用下其疲劳寿命的估算问题和根据线性累积损伤理论 ,通过引入当量载荷推导出构件在弯扭载荷作用下的疲劳寿命估算式 ,并利用刀轴弯扭载荷谱估算了刀轴的疲劳寿命 ,为刀轴的改进设计提供了理论依据。     

黏性土中微型桩抗压和抗拔现场试验

为了更好地研究一种新的施工工艺下微型桩的承载性状,选用两根微型桩做现场静栽试验,每根桩中12个振弦式钢筋应力计被均匀布置于微型桩中．通过静载试验的结果发现,微型桩在承受抗压及抗拔时最终呈刺入破坏或桩身被拔出．土层性状和桩土相对位移对微型桩侧阻的发挥有很大关系,桩身侧阻随桩土相对位移变化呈应变硬化关系．不同土层及同一土层受力状态不同时,桩的临界侧阻和临界位移各不相同．通过将微型桩实测单位侧阻与静力触探试验结果对比分析发现,抗压时实测单位侧阻为静力触探试验的锥尖侧阻平均值的0．57—0．99倍,抗拔时实测单位侧阻为静力触探试验的锥尖侧阻平均值的0．37～0．72倍．抗压桩实测单位锥尖端阻为静力触探试验结果的0.38倍．     

掘开式工程口部毁伤工程量分析

为了解决常规武器以任一攻角打击任一防护级别工程口部时毁伤工程量计算问题,考虑常规武器的侵彻与爆炸局部破坏效应,综合应用结构贯穿工程量、回填土（含遮弹层）坍塌工程量和结构震塌面积,确定掘开式工程口部毁伤工程量分析方法,编写Matlab通用计算程序。研究发现,同一武器造成的最大毁伤工程量,并不随命中速度的增长而增大,而是存在最不利打击情况。口部以侧墙贯穿破坏为主、顶板贯穿破坏为辅。设置遮弹层具有重要的工程防护作用,随着遮弹层抗侵彻能力不断增强,最大毁伤工程量呈下降趋势。爆心位置及装药量对毁伤工程量亦有影响。     

实况下机械零件的动态可靠性分析

考虑不同工况下载荷变化和强度退化对机械零件可靠性的影响,采用雨流计数法对工况载荷进行统计处理,运用Goodman直线修正法与线性积累损伤法则估计出零件的疲劳寿命.在此基础上,利用等时间段内最大载荷替代载荷变化,Gamma过程模拟强度随机退化的方法来建立渐变可靠性数学模型,最后由随机摄动理论和四阶矩法相结合推导出可靠性灵敏度的表达式.以采煤机扭矩轴为例,估算出扭矩轴在实际载荷下的疲劳寿命,给出各参数变量在疲劳寿命内动态可靠性灵敏度变化规律,分析了参数变量改变对扭矩轴可靠性的影响,并用Monte Carlo仿真进行了验证,结果表明所采用的动态可靠性分析过程符合实际工况,能够为实况下机械零件的动态可靠性分析提供一种方法.     

多支点变刚度轴支承载荷的灵敏度

多支点轴支承载荷的分配直接影响设备的安全运行 ,各支承的标高是影响支承载荷分配的主要因素 ,只要建立了支承载荷对支承标高变化的灵敏度矩阵 ,便可方便地求得不同标高下的载荷分配 .传递矩阵推算方法需进行载荷和轴的简化才能求解 ,当载荷复杂且轴刚度变化大时便无法准确计算 .作者在不进行载荷和轴系简化的情况下 ,建立一种变刚度静不定梁的通用模型 ,推导出该梁任意截面的转角和挠度变形的一般方程 .由变形方程得出静不定梁求解的求解矩阵 ,导出支承载荷计算的灵敏度矩阵和线性公式 ,并对回转窑进行分析和计算 .研究结果表明 :该方法避免了由于载荷和轴系简化引起的计算误差 ,计算精度高 ;计算中对轴端支承形式也没有限制 ,是一种计算支承载荷灵敏度矩阵的通用方法