大型船闸人字门抗扭能力的研究

本文讨论了大型人字门背拉杆的预应力方案及其分析方法，并针对几种不同门型，详细研究比较了它们的抗扭刚度，用钢量和用钢效率。研究成果为大型船闸人字门的设计提供了可靠的理论基础。     

基于预防性成组维修的人字门船闸大修周期

基于系统维修策略理论,对人字门船闸系统成组维修部件构成进行分析,确定了以影响人字门船闸大修决策的底枢、顶枢、阀门和支承件4个控制部件为成组维修系统.从多部件维修的可靠性和经济性出发,以可靠度要求为约束,以系统年平均总费用最小为目标,建立了人字门船闸系统大修周期优化模型.通过调查分析苏北航务管理处所辖16个人字门船闸的维修记录,确定了大修周期优化模型中的成组维修费用,应用可靠性理论确定了控制部件底枢、顶枢、阀门和支承件的维修间隔期分别为14,6,3,14年.研究结果表明,在目前船闸维护技术水平下,苏北处人字门船闸最优大修周期为14年左右,与底枢和支承件的维修间隔期相近.敏感性分析所得敏感度系数在0.02~0.12之间,表明所建立的模型具有很好的稳定性,可供工程实践参考.     

船闸人字门CAD系统研究

对船闸人字门CAD系统的设计方法进行了研究，探讨了相关的设计问题。结果表明：采用VB，VF，Access多种语言混合编程方法进行船闸人字门CAD系统开发，使系统既具有友好的人权交互界面，又有高效的计算能力；采用先进的薄壁结构有限元方法进行人字门的空间结构分析，真实反映了闸门的变形和应力，从而能更好地进行优化设计；数据应用将设计模块和图形绘制模块相分离，提高了系统的可靠性和编程效率，同时也有利于设计资料的保存。     

船闸底枢可靠性模型及其应用

调查了京杭运河上20座人字门船闸底枢的使用寿命,以此作为实际调查数据对船闸的运行可靠性进行研究.根据底枢蘑菇头磨损试验,应用摩擦学理论分析了底枢摩擦副的失效原因,得出运转不稳、旋转精度降低以及润滑不良引起的摩擦阻力矩过大是造成底枢磨损失效的3种主要模式的结论.应用设备故障的威布尔分布函数和可靠性理论,选用与国内船闸运行...     

五强溪船闸人字门振动原因分析及对策

本文对五强溪船闸人字门在运行过程中及检修后投运初期出现的振动现象形成的原因进行了分析,并对相应对策进行了研究和探讨。     

三峡工程双线五级船闸设计

简要介绍了三峡双线五级船闸的总体设计及总体布置,高水头船闸的输水技术,全衬砌船闸结构的关键技术问题,大型人字门及启闭设备和复杂运行条件下的监控技术。船闸自2003年投入运行,运行实践证明,设计采用的技术先进、合理、可靠。三峡船闸的设计建设,发展了船闸工程的设计理论和实践,使世界船闸工程技术达到了新水平。     

奥氏体耐热不锈钢310S动态拉伸变形行为研究

采用扫描电子显微镜(SEM)静载动态拉伸原位观察方法研究了310S奥氏体耐热不锈钢常温动态拉伸过程中裂纹的萌生、扩展及断裂过程.结果表明:裂纹源容易在夹杂物、基体界面以及应力集中部位形成.随着拉伸变形进行,不同位置形成的微裂纹中,处于与拉伸应力方向相同或相近的有利位相的微裂纹不断亚稳扩展,最后与周围微裂纹连接形成主裂纹.当主裂纹扩展到一定程度达到或超出临界裂纹尺寸后,试样裂纹发生全面失稳扩展而试样迅速断裂.     

含垂直穿透裂纹板拉伸断裂的有限元模拟

对含垂直穿透裂纹板受拉伸载荷作用的断裂过程进行了数值模拟.选用增量型弹塑性本构关系,采用有限元方法求解虚功原理方程.首先对弹塑性杆的动态响应进行了数值计算.参照LS_DYNA中处理断裂问题的单元失效方法,对受拉伸载荷作用的垂直穿透裂纹板断裂过程进行了计算.结果表明:一维杆的弹性波和塑性波的计算结果和解析解相符,说明了该方法和计算程序计算结构动态响应的可靠性.受冲击拉伸载荷作用,应力波在板中传播并在裂纹表面反射后出现畸变,裂纹尖点出现应力集中,裂纹沿初始方向扩展,当裂纹扩展长度为初始长度2倍时,裂纹在板边界处出现分叉,裂纹扩展过程和理论分析结果相符.     

基于相关键元胞的岩石爆破断裂数值模拟

为研究爆破荷载作用下岩石动态断裂过程,采用相关键元胞(Correlated Lattice Bond Cell,CLBC)模型对岩石进行力学建模,提出了一种适用于岩石动态断裂过程的键势函数,该势函数同时反映了岩石的可压缩性、裂尖材料超弹性及弹脆性特征,发展了一种爆破荷载施加方法.结果表明:该方法能够再现爆破荷载作用下的动态裂纹扩展过程及其基本特征;地应力对爆生裂纹扩展方向具有较强的影响,裂纹总是倾向于沿最大地应力方向扩展;为爆破荷载作用下的岩石动态断裂模拟提供了一种简单可行的方法.     

起重机液压缸断裂失效分析

针对某型号起重机支撑液压缸在使用过程中发生断裂事故,从断裂学的基本规律出发,结合断口微观形貌、成份分析和实际工况,确定了裂纹源的位置和形成机理,并对断裂原因进行了分析.结果表明,此次断裂是由于材料中含有的较大夹杂物在拉应力下引起的.     

受内压和激光辐照联合作用下圆柱壳动态断裂力学分析

针对激光辐照充压圆柱壳的应力分析和结构失效问题,研究了含轴向半椭圆表面裂纹的圆柱壳体在激光辐射及不同内压和不同裂纹尺寸的情况下,考虑了内压为静态和动态两种情形以及热-力耦合情形的应力分析,材料为30CrMnSiA钢。根据它的静态断裂韧性KIC以及根据估算的冲击动态断裂韧性KId,应用有限元方法研究了动态载荷下其断裂问题。分别使用断裂判据KI=KIC和动态断裂判据KI(t)=KId,对裂纹的静态起始扩展和动态起始扩展作了相应的分析,这些分析在一定程度上对此种结构在热-力耦合下失效机理提供了有益的研究。     

Numerical Simulation and Dynamic Fracture Criteria of Thin Cylindrical Shells under Inner Explosive Loading

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｉｎｃｅｔｈｅ1940ｓ,ｍａｎｙｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓｈａｖｅｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｂｌａｓｔｉｎｇｆｒａｃｔｕｒｅｏｆｍｅｔａｌｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｓｈｅｌｌｓｓｕｂｊｅｃｔｔｏｔｒａｎｓｉｅｎｔｌｏａｄｓｉｎａｗｉｄｅｒａｎｇｅｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ.Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｍｏｄｅｌｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｏｄｅｓｃｒｉｂｅｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｒｕｐｔｕｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏ…     

考虑吊杆断裂的拱梁组合桥动力响应分析

针对拱梁组合桥吊杆断裂动力响应问题，建立一种考虑吊杆断裂作用的拱梁组合桥等效静力计算方法.通过构建具有代表性的标准拱梁组合桥，采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA进行吊杆断裂冲击作用下拱梁组合桥动力分析.分析结果显示，拱梁组合桥的长、短吊杆断裂，对剩余吊杆与系梁的影响较大，对拱肋的影响较小；短吊杆对剩余吊杆应力的影响程度更大，长吊杆对系梁的动力响应影响更大.采用考虑吊杆断裂作用的等效静力法计算拱梁组合桥动力响应时，短吊杆断裂时动力系数可偏安全地取为0.8,长吊杆断裂时动力系数根据跨径按公式取值.     

切口尖端不同曲率半径试件的动态有限元分析

数值分析与试验均证明在裂纹尖端存在着J主导区,J积分可以作为决定裂纹起裂的参数.由于韧带较窄,机械加工难以获得深切口尖端的曲率半径为零.考虑裂纹尖端存在一定曲率半径的情况下,对不同切口深度比的裂纹进行动态有限元计算,并和切口尖端曲率半径为零的裂纹进行对比,讨论了切口的曲率半径对J积分的影响,为下一步的断裂试验提供数值分析依据.     

大型货车车架失效分析及试验研究

针对某汽车制造企业制造并投放市场的某大型载货汽车在行驶几个月时出现的车架早期裂纹甚至断裂的情况,利用有限元分析软件ANSYS对其进行了有限元建模,模态分析和在路面激励下动态响应分析,并对车架进行多种路况下的动态应变电测试验和振动试验.有限元分析结果表明,路面激励在8Hz附近时,车架应力及位移响应较大.动态试验中车架综合...     

水平裂缝水平井的压力动态分析方法

根据渗流力学原理，提出了一种分析计算水平井伴有有限导流水平裂缝瞬变压力的方法，即在计算机软件中通过系统模拟与参数拟合的方法动态分析与研究水平裂缝水平井的压力。假设裂缝内流动的是一维流动，地层内流动是三维流动，让两个流场中解出的压力表达式在裂缝边界上相等以求出流量分布，最后求出地层的瞬态压力分布。通过计算比较了不同长宽比的水平裂缝对瞬态压力的影响，比较不同裂缝传导率对瞬态压力的影响。从导数曲线上可以看出代表有限导流水平裂缝特征的两个流动段，裂缝的不稳定流动过渡段和地层内的垂直径向流动段。     

含裂纹功能梯度板能量释放率的ABAQUS用户子程序开发

为求解含裂纹功能梯度板的动态能量释放率,提出了基于非均匀有限元法的虚拟裂纹闭合法.基于有限元软件ABAQUS平台,开发了动态载荷作用下功能梯度材质的哑节点断裂单元,编写了用户自定义子程序UMAT和UEL,求解了动态载荷作用下的含裂纹功能梯度板能量释放率分量.对不同形状因子下的中心和倾斜裂纹功能梯度板的动态能量释放率分量进行了求解,并转化为动态应力强度因子,与差分法作比较.数值算例结果表明,动态载荷作用下功能梯度材质的哑节点断裂单元具有精度高、简捷方便、裂尖无需使用奇异元或特殊单元和子程序通用性强等优点,为工程师求解动态断裂参数提供了新途径.     

基于动态贝叶斯网络的燃气管网燃爆风险分析

针对传统风险分析方法无法实现动态评估的局限性，提出了基于动态贝叶斯网络的燃气管网风险分析模型.基于管道失效原因与事故后果，构建了事故演变全过程网络结构，并运用马尔科夫理论将演变全过程与时间相关联，最终建立了动态贝叶斯风险分析模型.该模型基于贝叶斯理论进行泄漏、致灾模式及后果节点的概率计算，实现了对燃气管网事故的原因诊断及事故发展态势预测.以松原"7.4"燃气爆炸事故为例，应用本模型演示了燃气管网事故推演技术，结果表明:事故是由第三方施工破坏引发燃气泄漏，由于燃气在土壤中的扩散范围不断扩大，扩散范围内受限空间数量不断增加，人员活动情况也更加复杂，进而增大了燃气聚集与点火概率；结合事故现场条件，本模型对这起爆炸概率进行了推演，认为此次燃气爆炸概率将在泄漏60 min后达到42.3%，高于安全泄放概率；该结果与真实情况基本相符，进一步验证了模型的可行性与可靠性.      

用能量方法探索测量中等加载速率下大理岩动态起始韧度问题

在开发后的INSTRON试验机上进行湘白玉大理岩动态断裂试验 ,试验由计算机程序控制 ,得到了P LPD、P t曲线。考虑惯性效应 ,用能量方法测定了正方形带直切口三点变曲梁湘白玉大理岩试件的动态起始韧度 ,并用近似方法计算了该试件的临界动应力强度因子。     

基于动态仿真的副变速器箱体有限元分析

针对副变速器的破坏情况，在各个不同的工况下，对其进行动态分析，并建立动力学模型。根据通过计算得出的主变速器输出轴输出转速、径向跳动量以及水平跳动量来验证模型的正确性。在低速重载工况下，得出副变速箱箱体结构点的瞬态受力曲线，并以此曲线作为后续瞬态有限元分析的载荷输入。对副变速器箱体分别进行模态和瞬态的有限元分析，得出副箱箱体的各阶固有频率、等效应力云图，确定箱体的结构危险点，从而得出结构危险点的瞬态应力曲线、变形曲线。提出箱体结构的改进方案，并把改进方案与原方案进行对比分析，验证改进方案的合理性。改进后的产品已通过机械标准JB／T8582．3—2001台架试验。