高速铁路CTRSⅡ型板式无砟轨道温度场效应分析

以高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道为研究对象,通过建立CRTSⅡ型无砟轨道结构有限元模型,分析了温度梯度、日照温度曲线对轨道板变形的影响规律。研究结果表明,存在正温度梯度时,轨道板将产生上拱变形;存在负温度梯度时,轨道板将产生下挠变形,纵连钢筋对温度变形起到一定的抑制作用。随着日温度的变化,中午14时的轨道板结构翘曲变形最大;早上6时的轨道板翘曲变形最小。     

温度作用下水泥面板的应力特征

研究表明,温度应力的产生是由于混凝土路面板的翘曲变形受到约束,而他的存在又会使面板产生脱空等现象,加速面板的损坏。文章研究水泥路面板在温度和轴载作用下的力学响应,给出了考虑固化温度梯度的正负温度梯度的计算方法,并采用三维有限元路面分析程序对水泥路面板的温度应力以及耦合应力进行分析,得到面板长宽比越大,采用线性与非线性温度梯度计算出的最大温度应力误差越大;温度应力沿板厚的变化先是随着板厚的增加逐渐减小,其减小的幅度随着板厚的增加而减小;层间接触取完全连续,温度应力值结果偏大,过于保守;路面板的铺筑时段最好选择在晚上。     

夏季高温双块式无砟轨道道床板早期温湿度分布特征

为了研究夏季高温道床板浇筑早期温度和湿度分布规律,制作了新建高铁桥上双块式无砟轨道道床板试验模型,开展了道床板浇筑早期温湿度长期监测试验,研究了温湿度分布规律和温度竖向、横向和纵向分布形式,并基于GEV模型提出了日温度最值代表值和日最大竖向正、负温度梯度代表值。研究结果表明：1)当龄期为11 h时,道床板温度达到最大值;在水化热影响下,浇筑后92 h内道床板温度随着埋深增加而呈递增趋势,随后受气温影响,温度呈相反规律变化;纵向板中湿度减小率比板端的高;2)道床板竖向温度是埋深和时间的非线性函数,分布呈“抛物线”形;埋深100～230 mm是高温核心区;道床板板中处竖向温度梯度最大,且竖向温度梯度随着埋深增加呈现出较大差异性;3)受线路走向影响,横向温度呈凸形非对称分布;纵向温度梯度较小,为了简化计算可以忽略不计;4)板中竖向负温度梯度代表值为67.17℃/m,大于规范值,建议竖向温度梯度取值在有条件情况下可根据现场实测数据确定;5)道床板早期温湿度、竖向温度梯度分布应重点研究板中断面,为了防止道床板浇筑后表面出现裂纹,应注重洒水养护,尤其是道床板板中洒水要均匀且充足。     

基于实测数据的机场水泥道面变温效应分析

利用上海浦东国际机场"道面状态监测系统"实测的温度、应变和弯沉,分析了水泥道面温度以及温度作用下道面翘曲变形、弯沉、接缝传荷能力的变化.结果表明,土基和基层温度日变化较小,但季节性变化较大;道面板温度沿板厚分布呈非线性,下午时段更显著;全年正、负温度梯度占比基本相同,零温度梯度集中在7:00～10:00和19:00～22:00,且全年呈周期性;此外,在横缝(假缝)和纵缝(企口缝)板边中部以及板角,温度翘曲变形呈同步周期性变化,板角处最大,纵缝(企口缝)板边中部最小,向上(下)翘曲变形的全年最大值均分布在12月～1月(7月～8月);板中最大弯沉基本保持不变,而板角和横缝(假缝)板边中部最大弯沉日变化和季节性变化显著;假缝和企口缝的传荷能力随平均温度的增大而增大,具有良好的二次曲线关系.建议在道面设计和评价中考虑温度作用的影响.     

水泥道面传力杆裹附混凝土应力响应模拟分析

通过数值模拟分析了温度和荷载单独和叠加作用条件下的机场道面传力杆裹附混凝土的应力响应.使用Westergaard的温度梯度理论公式对有限元模型进行了准确性验证.模拟计算结果表明:在温度单独作用下,传力杆对道面板的挠曲有约15%的约束作用;荷载单独作用在板角传力杆滑动端上方时,混凝土内产生的应力最大;荷载作用下的最大应力仅在传力杆滑动端裹附的混凝土中产生.负温度梯度不利于降低受荷板的传力杆裹覆混凝土的应力集中,正温度梯度对其有利.     

无黏结支撑的轨道板板角离缝研究

为研究温度影响下的高速铁路无砟轨道板翘曲变形和变化规律,基于最小势能原理,利用傅里叶级数模拟轨道板翘曲过程的翘曲变形,对负温度梯度引起的板角离缝进行研究.利用京沪高速铁路CRTSⅡ型轨道板现场实测的板角翘曲数据,验证本文用于计算轨道结构翘曲变形的基于最小势能原理的计算方法,分析温度梯度影响下的轨道板翘曲规律.对比结果表明:新方法得到的计算结果和实测数据得到的数据吻合较好,验证了该方法的可靠性.研究结果表明:板端翘曲变形与温度梯度变化成正相关性,增大地基系数可以有效地减小温度引起的轨道板板端翘曲变形.     

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.     

机场水泥道面日周期温度效应

为研究日温变化对机场水泥道面的影响,系统监测分析了日周期内西南某机场水泥道面板内温度、应变及弯沉的变化规律。结果表明：板内温度、平均温度及温度梯度均呈日周期变化,正、负温度梯度最大值分别出现在14：00— 16：00、07：00—08：00;应变与温度不同步变化导致其随温度滞回变化,以温度梯度?曲率分析道面温度效应可减少滞回特征影响;板角翘曲大于板边,接缝类型差异对板边翘曲影响更大;道面边、角弯沉随日温变化波动明显,接缝传荷系数波动主要受温度梯度变化影响,道面性能评价应考虑温度影响;接缝两侧弯沉之和与温度相关性高,且可能与接缝传荷能力无关,在考虑温度影响进行脱空判定时具有一定优势,建议进一步研究其特征。     

单箱三室混凝土箱梁温度分布研究

以西安西咸新区沣河大桥单箱三室预应力混凝土箱梁桥为研究对象,进行断面温度分布测试,研究箱梁的温度分布规律,讨论了箱梁的温度分布模式和温度基数,提出了指数函数和线性函数相结合的温度梯度模式。结果表明:受环境温度影响,外表面的混凝土温度每天随环境温度急剧变化,内表面除上翼板内侧外其余位置温度比较恒定;从竖向温度分布看,一维热传播理论适用于上翼板和下翼板,但不适用于腹板,且下翼板内外表面温差显著;最大正温度梯度主要出现在夏季,而最大负温度梯度主要出现在冬季。     

严寒地区CRTSⅢ型板式无砟轨道变形与损伤

为探明严寒地区外界荷载对无砟轨道非线性损伤及服役性能的影响,从细观损伤力学角度入手,建立了考虑混凝土塑性和结构配筋的CRTSⅢ型板式无砟轨道-路基精细化模型,分析了不同路基冻胀下轨道结构变形和底座板损伤规律,并探讨了温度及列车荷载组合作用对结构的影响.结果表明:无砟轨道会因下部冻胀变形产生层间离缝,与冻胀量相比,冻胀波长是离缝产生与发展的主要因素;当冻胀发生在轨道板中部时离缝最大,在底座板凹槽位置时,其上表面混凝土最易出现拉裂损伤;整体降温会加剧底座板损伤,当负温度梯度与冻胀组合作用时,底座板与路基间离缝可达20.8 mm;列车荷载会加剧底座板损伤和减小其作用下方的结构层间离缝,由于"杠杆作用",荷载关于冻胀波峰对称位置处复合板层间离缝峰值比单一冻胀增加了55.5%.     

晶体二极管在温度测量中的应用

介绍了二极管ｐ－ｎ结正向电压随温度变化的关系及进行非线性补偿的一种方法;给出了硅二极管在温度测量中的一种应用电路。     

钢结构非线性温度响应分析

基于非线性有限元法和全量理论,推导了常温和高温下钢框架结构温度响应的基本方程.推导中考虑了不同连接刚度、几何非线性和材料非线性及温度沿杆件截面高度线性分布等因素对结构温度响应的影响.用自行编制的计算程序进行了单层和双层钢框架结构非线性温度响应分析,计算结果与相关试验结果基本吻合,验证了文中理论与程序的正确性.通过所得计算结果与其他计算结果及试验结果的对比分析,发现连接刚度对梁的跨中挠度和柱顶水平位移的影响较大,对柱子的轴向位移影响不大.     

逆流式自然通风冷却塔温度应力有限元分析

根据某逆流(3D FEM)式自然通风冷却塔的设计资料,按照三维有限元计算理论,采用热-力耦合场分析技术,计算冬季运行工况下由线性温度场引起的温度应力和夏季日照工况下由非线性温度场引起的温度应力,可为冷却塔的设计提供参考依据.     

双曲余弦增益的非线性PI蒸汽温度控制研究

本文针对大惯性、纯滞后的蒸汽温度控制对象,基于双曲余弦增益的非线性理论,设计了一种蒸汽温度控制对象的非线性PI控制系统。通过Matlab/simulink软件对单回路和串级汽温系统在阶跃扰动下工况进行组态和仿真,结果表明:双曲余弦增益的非线性PI控制器对蒸汽温度控制系统的动态性能改善显著,系统稳定性强,超调小,调节时间明显缩短,具有良好的抵抗干扰能力和鲁棒性。利用双曲余弦增益的非线性PI控制器较好解决了一类大惯性、纯滞后非线性对象的控制难题。     

温度梯度对管中非线性驻波的影响

从流体动力学基本方程出发，根据大振幅驻波理论，给出了不存在温度梯度时大振幅驻波声场的严格解，并进一步得到了存在温度梯度条件下的声场近似解．通过数值计算，分析了温度梯度对大振幅驻波场的影响．结果表明，有温度梯度时，声压级差(即相同条件下有无温度梯度声压级的差)变化总趋势随温度梯度的增大而增大；温度梯度给定时，声压级差随距离的增大而增大；温度梯度对高次谐波的影响较大，且阶次越高，影响越大．     

纸张在复印过程中的非线性瞬态温度场分析研究

建立了复印纸张定影过程的瞬态非线性温度场数值模型，运用有限元－有限差分法对普通复印纸张通过定影辊轮时的温度场的变化规律进行了仿真计算。通过对纸张温度的变化及力学特性的综合研究表明，纸张前端在通过定影辊轮0.6s后，纸张温度，干燥收缩对其向上形变的影响，可以忽略，因此分离爪应设置在距定影上辊接触点弧长为60mm的最佳位置。研究结果为复印机结构的计算机辅助工程（CAE）的优化设计提供了理论依据，根据该理论依据改进后的复印机，大大降低了卡纸的故障。     

焊接热循环非线性温度场分析及热模拟研究

为了更好地研究材料的损伤行为,对焊接接头温度场进行了非线性分析和模拟。利用有限元方法,对焊接接头的非线性热传导问题进行分析,得到了焊接热循环曲线。非线性数值分析表明,焊接保温时间缩短,温度场梯度增大,焊接热循环过程温度变化剧烈,在金属相变温度附近采用经典线性方法其结果偏差较大,因此必须考虑材料热传导参数的非线性特征。由于焊接热模拟试样的组织均匀度大,因此可以考虑使用焊接热模拟试样代替实际焊接接头进行材料的力学性能研究。焊接热模拟实验和实际焊接过程的金相分析表明,所提出的非线性有限元分析方法,对焊接热循环过程时间和空间分布的描述是可靠的。     

注塑机料筒温度控制研究

以工控机作为数字控制器，采用非线性数字ＰＩＤ算法和脉宽调制（ＰＷＭ）原理，通过固态继电器（ＳＳＲ）来控制注塑机料筒温度，实现了料筒多变量加温系统解耦控制，使系统具有良好的动、静态性能，冷、热态工况温度控制精度分别达到±２．０℃和±．５℃．     

三维瞬态焊接温度场的有限元模拟

对三维非线性瞬态焊接温度场进行了有限元分析和计算，探讨了焊接温度场的特点和提高求解粗度的若干途径，并介绍了若干计算实例。     

厚板对接多道焊最高焊接温度的预测

采用多元非线性回归的方法,建立了厚板对接多道焊的最高温度与焊接线能量、层间温度、环境温度以及测点到热源中心的距离之间的数学模型.通过相关性检验、线性回归的显著性检验以及回归系数的显著性检验,证明了模型可行;同时分析了回归系数与测点到焊缝中心距离之间的关系.结果表明,它们之间的关系是一种非线性关系,而且呈现出了一定的变化趋势.