大型渡槽夏季稳态温度应力分析

南水北调中线工程大型渡槽槽身混凝土温度变幅较大，温度应力的影响比较显著。本文温采用三维实体模型，通过有限元分析计算了渡槽结构夏季稳态温度场下的温度应力，得出了一些有益的结论，以解决渡槽运行期温度应力问题。     

箱形渡槽冬季输水工况下温度场与温度应力研究

论述了箱形渡槽温度应力产生的原因及其影响,根据热传导方程和边界条件的特点,以引洮工程柳林沟渡槽为例,借助ANSYS有限元软件分析了箱形渡槽冬季运行时无保温措施和有保温措施条件下的温度场和温度应力变化情况.分析结果表明,在冬季低温工况下,由于箱形渡槽内外温差大,导致表面产生较大的温度应力,极易引起裂缝的出现,若对槽身壁面采用保温措施,可有效减小渡槽表面的温度变化和温度应力,以确保箱形渡槽在冬季输水时的安全.     

排架渡槽-水流固耦合体隔震分析

以排架渡槽为研究对象,建立3维渡槽-水流固耦合体计算模型,设置板式橡胶隔震支座,通过Mooney-Rivlin应变能密度函数模型模拟橡胶材料的本构,采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法求解渡槽和水体间的耦合动力作用问题,针对不同水深工况,计算分析渡槽-水流固耦合体自振频率以及在地震作用下的位移、应力和水体晃动波高。研究结果表明:渡槽横槽方向为结构刚度最小方向,隔震支座的设置降低了渡槽结构的刚度,延长结构的自振周期;在地震作用下,槽体与水体间的流固耦合作用使得槽身内壁两侧的应力较大;隔震支座的设置增大渡槽结构的位移响应以及槽内水体晃动的幅度,但有效降低渡槽各部位的应力响应,提高渡槽结构的抗震性能。     

渡槽结构力学模型处理与内力计算分析

本文对长118米、高24米的框架式渡槽结构,按三维有限元法采用 SAP5结构分析程序,进行了多种工况的内力计算和应力分析。经比较分析得知,本文的内力、应力计算成果与现场应力、应变试验结果基本符合,说明所取的力学模型正确,内力分布的规律性明确,结构的危险断面亦很清楚。鉴于该渡槽已有五十一年历史,却没有留下任何计算资料,因此,本文的计算与分析,为该渡槽的改建提供了重要依据,已被工程单位采用。     

超大体积薄壁混凝土二次浇筑施工温控防限裂技术

牤牛河南支渡槽采用C50高性能混凝土,发热速度快,发热量高。渡槽一旦出现表面裂缝或贯穿性裂缝,将会对其结构的整体性、安全性、抗渗性和耐久性造成很大的影响,因此,必须采取措施控制渡槽混凝土的温度应力,以有效防止裂缝,保证工程质量。为之,对该工程大体积混凝土施工温度控制进行了研究,通过本次仿真计算,遴选不同月份施工时渡槽混凝土的温控措施及温度控制指标,以指导施工,达到渡槽混凝土施工期防裂的目的。     

大型群桩桩土动力相互作用分析方法研究

针对大型群桩与土体动力相互作用的高度复杂性,基于经典变分原理,利用拉氏乘子法和罚函数法建立了反映桩体与土体相对运动和其实际几何尺寸的非线性动力相互作用的分析模型,并编制了相应的分析程序。以南水北调中线穿黄U形渡槽工程为研究对象,利用本文的模型研究了常用的M法模型在渡槽结构中应用的适用性。结果表明,在静载作用下,两种方法给出的渡槽上部结构的位移和应力基本一致,渡槽下部桩体结构的分析结果略有差异,但相差不超过20%。在地震荷载下,M法的分析结果是偏小的,尤其是对渡槽上部结构的影响更大。     

大型渡槽-水耦合体系动力特性分析

以梁式渡槽为工程背景，采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法分析大型矩形、U形截面渡槽结构-水耦合体的动力特性，针对不同的水深研究渡槽结构在谐波激励、地震激励下的振动反应及水体对渡槽槽身的作用．研究结果表明，渡槽结构中水体的晃动具有明显的非线性特征，在一定的外激励下水体的晃动作用十分显著，水体晃动产生的动水压力将改变渡槽槽体中的应力分布，但是在渡槽结构截面深宽比合理的情况下，渡槽槽体不会发生横向失稳．对比矩形、U形渡槽-水耦合体系的动力特性可以发现，U形渡槽中水体的晃动幅度一般大于矩形渡槽中水体的晃动幅度，这对高排架渡槽结构的性能有显著影响，在渡槽抗震设计中应给予足够重视．     

南水北调工程洺河渡槽耦合动力分析

在合理模拟临跨的静态荷载以及质量影响的基础上.采用三维有限元对南水北调工程洺河大型渡槽典型槽段单跨渡槽进行结构地震动力分析.对于影响渡槽结构动力响应的盆式支座、槽内水体与结构的流固耦合作用以及桩基-土体的动力相互作用,参照相关规范的原则和相关研究成果,在尽可能反映其实际影响和合理简化的基础上进行模拟,研究了结构自振特性、结构各部位的动力位移、应力以及内力响应.计算结果表明:采用不同水体模拟方法和不同计算分析方法得到的动力响应规律是一致的,动力响应值比较接近.     

南水北调工程氵名河渡槽耦合动力分析

在合理模拟临跨的静态荷载以及质量影响的基础上,采用三维有限元对南水北调工程氵名河大型渡槽典型槽段单跨渡槽进行结构地震动力分析.对于影响渡槽结构动力响应的盆式支座、槽内水体与结构的流固耦合作用以及桩基-土体的动力相互作用,参照相关规范的原则和相关研究成果,在尽可能反映其实际影响和合理简化的基础上进行模拟,研究了结构自振特性、结构各部位的动力位移、应力以及内力响应.计算结果表明:采用不同水体模拟方法和不同计算分析方法得到的动力响应规律是一致的,动力响应值比较接近.     

大型预应力混凝土U型渡槽的有限元结构分析

利用ANSYS有限元软件对南水北调工程中沙河预应力渡槽进行了有限元分析,采用初始应变法达到施加预应力的目的,计算了槽身在完建期、设计水位和加大水位3种工况下的环向和纵向应力值,并对施加钢绞线前后结果进行了对比,得出渡槽槽身在配筋后具有足够的强度和刚度,结构安全可靠,设计预应力方案是可行的.     

非线性温差作用下混凝土结构的温度应力

为探讨非线性温度梯度作用下混凝土结构温度应力问题,基于松弛法并结合杆件截面分析的网格法,借助Ansys软件二次开发的特性,综合考虑截面配筋及开裂的影响,介绍了空间结构的分析方法.针对上海铁路南站的温度应力,现场量测了环形框架梁中的温度场分布,根据实测结果,提出温度梯度计算的简化公式,并运用前述方法分析主站房的温度应力.分析表明,日照辐射温度对混凝土结构有显著影响.     

冰温度膨胀力对渡槽结构影响的有限元分析

在对冰温度膨胀力进行简要分析的基础上,采用冰的黏弹性模型,将有限元方法引入冰温度膨胀力对预应力混凝土渡槽结构影响的计算中．针对工程中常见的受固定约束的冰层对渡槽结构的影响进行有限元建模计算．通过分析可知,冰温度膨胀力会使底板上侧靠近边墙附近产生较高的应力集中,会引起局部结构的破坏．同时,对模型进行冰层厚度和不同温升时间的敏感性分析．结果表明,当温升时间相同时,冰温度膨胀力会随着冰层厚度的增大而增加．     

汽油机歧管式催化转化器流固耦合热应力分析

采用流固耦合的方法计算了某汽油机歧管式催化转化器结构热应力状态与振动特性。首先,计算了歧管式催化转化器结构的内流场和外流场,得到了内外壁面的温度与压力分布;进一步利用有限元的方法计算了歧管式催化转化器结构的热应力状态和振动特性。计算结果表明,歧管式催化转化器结构在入口法兰区域热应力过大,容易产生应力集中,是最容易损坏的区域;另外,排气歧管和催化转化器连接处,与螺栓固定点的距离较大,热变形较大。据此,进行了结构改进,并与原结构进行了相应的分析对比,结果表明改进后的歧管式催化转化器较原结构在最高温度及最大热应力、振动特性等方面均有所改善。     

热对流边界条件下含球形空洞流体饱和多孔介质的应力分析

基于热局部非平衡条件下饱和多孔介质热 弹性理论,研究含球形空洞流体饱和多孔介质在热对流边界和完全接触型（固定）边界条件下的温度、孔隙压力以及固相热应力.应用Laplace变换法获得了它们在Laplace变换域中的表达式,数值分析和考察了在球形空洞边界附近处的温度、孔隙压力以及固相热应力的热局部非平衡影响效应.数值结果表明,对于热对流边界条件情况,热局部非平衡影响效应是非常明显的,特别在Biot数为中等值时,热局部非平衡条件下孔隙压力以及径向应力和切向正应力绝对值的峰值都显著高于热局部平衡条件下所对应的值.     

简谐变温场温度应力的数值计算和实验研究

编制了一整套结构温度场（包括简谐变温场）及应力场的有限单元法程序，并研制自控强制变温设备（ＡＴＣＭ仪），用ＡＴＣＭ仪配合光弹性实验可以得到简谐变温场及其温度应力。作为简例．本文用电算和实验研究了受简谐变温场作用的矩形板的温度应力，并与理论解作了定量比较，结果表明，三者吻合良好。     

钠钙玻璃在CO2激光作用下的热应力分析

为了研究钠钙玻璃在预热和无预热两种情况下进行激光加工所产生的热应力的差别,在考虑辐射和对流的情况下,建立了激光扫描玻璃板的传热数学模型.分析了热应力与温度场分布之间的关系,并用有限元软件Ansys进行了数值模拟,得到了钠钙玻璃在预热和无预热两种情况下进行激光加工的温度场和应力场分布.计算结果显示预热后进行激光加工产生的热应力小于无预热的情况,试验结果与理论分析和数值计算基本符合.     

热力射流温度场及温度应力数值模拟研究

热力射流破岩技术是指利用高温介质诸如超临界水对岩石进行快速局部加热达到破碎岩石的目的。由于岩石基质热导率很低，因此会在岩石表面形成温度应力。当温度应力超过岩石的强度，会在岩石内部形成微裂缝，且裂缝不断扩展最终使得岩石表面发生热裂解，热裂解作用导致岩石表面从本体脱落从而使得岩石破碎。基于热-固耦合理论建立了热裂解钻井模型，利用Crank-Nicolson差分方法求解得到了热裂解过程中井底岩石温度场和温度应力的分布规律。结果表明，在热裂解钻井过程中，岩石受热部分温度迅速升高，在径向和轴向方向上产生温度梯度；受热部分体积膨胀在径向方向上受到压应力作用，在轴向方向上发生屈曲，受到剪应力作用。研究成果对热裂解钻井的现场应用具有十分重要的指导意义。     

高温氧化薄膜应力的测定

介绍一种高温氧化薄膜应力的测定技术，它能在一定高温氧化条件下原位测定氧化膜中的生长应力，在某一温度变化范围内原位氧化膜中的热应力，这种技术档以普通衍射仪上进行。