基于有限元方法的方形压力容器开孔优化分析

通过有限元方法对方形压力容器进行了应力仿真,并研究了开孔面及其开孔位置对应力的影响.结果表明:对于未开孔的方形压力容器,其最大应力发生在最大面的中心;对于开孔压力容器,对不同面进行开孔,在最大面开孔对应力影响最大.而在同一面上开孔,呈现板中心和板边界开孔高,而中间低的特点.     

复合材料工字梁开孔应力及补强分析

运用有限元商用软件ABAQUS,分析了剪载荷下腹板开孔的复合材料翼梁的孔边应力分布及开孔补强性能.在应力分析中,讨论了开孔间距,开孔距离梁下缘条的高度及开孔形状对孔边应力分布的影响.研究表明开孔间距、开孔距离梁下缘条的高度及开孔形状对孔边应力集中程度都有影响,但是开孔距梁下缘条的高度和开孔形状影响较大;补强能降低开孔处的应力,提高结构承载能力.包边补强效果最好,双侧贴片补强次之,单侧贴片补强效果最弱.补强材料刚度越大,补强效果越好.     

轻钢龙骨腹板开孔参数对复合墙体传热的影响

对C型腹板开孔轻钢龙骨复合墙体的传热性能进行了数值模拟,分析了腹板开孔参数(开孔排数、开孔长度、宽度、孔的横向间距和纵向间距)对墙体传热的影响和热桥问题.结果表明,腹板开孔后能有效降低墙体传热系数和热桥效应,合适的开孔参数为:开孔排数4-6排、孔长70-80mm、孔宽2-3mm、孔的横向间距6-9mm、纵向间距20-30mm.     

全压力平衡式海底管道开孔机设计

为满足国内海底管道开孔和管道维修的需求,进行了海底管道开孔机的研制。因为海洋管道开孔机要满足海底开孔作业要求,故重点研究了三种压力平衡方式用于开孔机的压力平衡设计,即活塞式、波纹管式和胶囊式压力平衡方法,并且通过研究比较选择了胶囊式压力平衡方法,对全机进行了压力平衡设计,胶囊式压力平衡可同时满足海底和陆上的开孔环境要求。通过开孔机实验,开孔机工作正常,平衡压力效果满足设计要求。     

装配式双拼槽钢开孔组合梁受弯性能试验及挠度计算

提出一种新型装配式双拼槽钢开孔组合梁,以钢梁腹板开孔长度为参数,设计4根开孔组合梁和1根实腹组合梁,进行静力性能试验,研究开孔形式对各试件破坏模式、延性、界面滑移、截面剪力分布以及整体工作性能的影响。基于空腹桁架理论,提出考虑剪切变形、洞口处剪力次弯矩局部变形的双拼槽钢开孔组合梁挠度计算方法。研究结果表明：新型装配式双拼槽钢开孔组合梁具有良好的整体工作性能;圆形开孔时组合梁表现为弯曲破坏,修圆矩形开孔时组合梁表现为空腹破坏(vierendeel mechanism);开孔形式对双拼槽钢组合梁的刚度和承载力影响显著;与实腹梁相比,圆形开孔时组合梁初始刚度下降12%,极限承载力下降10%;而开孔长度为900 mm的修圆矩形开孔组合梁初始刚度下降60%,极限承载力下降27%;腹板开孔提高了双拼槽钢组合梁的延性,而修圆矩形开孔组合梁与圆形开孔组合梁相比延性略降低;开孔可提高混凝土板抗剪贡献,随着开孔长度增大,各试件混凝土板承担截面总剪力的24%～28%;采用的双拼槽钢开孔组合梁挠度计算方法所得理论值与试验值吻合良好。     

受弯开孔薄板弹性屈曲性能分析与计算方法研究

用有限元软件ABAQUS建立开孔薄板受弯屈曲分析计算模型,分析板件的长宽比、宽厚比、开孔形状、开孔尺寸、开孔位置和开孔间距等对开孔受弯板件弹性屈曲性能的影响.结果表明,板件的长宽比及宽厚比对开孔受弯板件的弹性屈曲性能影响不大;不同开孔形状如开圆孔及开长圆孔,对受弯板件的屈曲稳定系数有不同程度影响,开长圆孔的屈曲模式更复杂;随着开孔尺寸的增加,对受弯板件屈曲的影响越大;开孔间距满足一定限制条件时的影响不大;开孔位置对受弯板件屈曲的影响较明显.根据有限元分析所得结果进行回归分析,给出开孔受弯板件屈曲稳定系数k的计算公式.     

受荷工字型钢梁腹板开孔监测研究

通过对受荷工字型钢梁腹板开孔试验的实时监测,分析不同工况下钢梁开孔前后的受力特性,监测结果表明:在开孔率较小时气割开孔导致的温度应变远大于开孔引起的受荷应变,并且开孔时在钢梁下架设临时支撑可以有效地降低残余应变.同时,结合有限元模拟,讨论了开孔形状、尺寸对钢梁力学性能的影响,结果表明:孔径在200 mm以内是钢梁开孔的合理选择.有限元模拟与现场试验结果的比较表明了在钢梁开孔现场试验的必要性.     

H型钢梁翼缘开孔研究

目的研究H型钢梁翼缘开孔的最优设计,使实际工程中电气管线铺设达到美观、实用的效果.方法采用ANSYS有限元分析软件,对刚性连接、柔性连接、半刚性连接的H型钢梁进行翼缘开孔模拟.针对不同开孔直径、数量、位置,翼缘宽度,钢梁长度等参数进行分析.结果当翼缘宽度100 mm时,不建议开孔;当翼缘宽度150 mm,建议开孔直径为25 mm;当翼缘宽度为130 mm时,建议开孔补强;当翼缘宽度≥150 mm时,建议开孔直径为35 mm.开孔位置选择接近反弯点或弯矩为零且不应小于整体梁长度的1/6处;多组开孔选择翼缘两侧对称开孔;同等条件下,优先选用长度较小的钢梁进行开孔.结论在项目进行施工前,可以依据工程图纸,进行开孔钢梁位置和补强板的设定.运用集成化生产模式,在工厂直接进行开孔和补强.在条件允许的情况下,运用整体铸造的方式,可以更好地保证产品质量.     

压力容器开孔补强设计的简化计算

本文在压力容器上由于工艺或结构上的要求,需要开孔安装接管如：人孔、手孔、介质出入口、排污口等。为了降低开孔边缘的应力,应在开孔边缘处进行补强设计,以减少开孔边缘的应力集中程度。     

压力容器开孔补强的探讨

在压力容器封头上开孔,将会使压力容器封头的承压能力降低,在其设计工艺条件下会产生危险,因此压力容器开孔后需进行补强,开孔补强的方法有很多种,本文对几种开孔补强的方法进行了阐述和比较,若可根据具体情况选用。     

预制预应力混凝土板组合梁受力性能试验研究

针对钢与混凝土连续组合梁负弯矩混凝土开裂问题提出了预制预应力混凝土板组合梁结构形式.为了对比和分析预制预应力混凝土板连续组合梁与常规连续组合梁力学性能的异同,进行了2根连续组合箱梁的静力试验.测试了在不同荷载作用下组合梁的变形、不同截面上构件的应变分布、混凝土的裂缝、钢与混凝土之间的相对滑移以及极限承载力等.由试验测试结果可得预制预应力混凝土板连续组合箱梁的初始开裂荷载和正常使用状态的极限荷载分别是普通连续组合梁的3.16倍和2.61倍.通过计算分析得到在相同预应力情况下的预制预应力混凝土板连续组合梁的开裂弯矩是常规预应力组合梁的1.54倍.     

后结合预应力组合梁负弯矩区混凝土开裂性能试验

为了研究后结合预应力技术改善混凝土桥面板组合梁在负弯矩作用下的受力性能,特别是混凝土的开裂性能,设计制作了2根组合梁(一根是常规混凝土桥面板组合梁,另一根是后结合预应力混凝土桥面板组合梁),进行了2根组合梁的静力试验.测试了在不同荷载作用下组合梁的变形、不同截面上构件的应变分布、混凝土的裂缝、钢与混凝土之间的相对滑移以及极限承载力等.试验结果表明:后结合预应力混凝土板连续组合梁的初始开裂荷载和正常使用状态的极限荷载分别是普通连续组合梁的3.87倍和5.38倍,说明采用后结合预应力混凝土桥面板能够大大提高组合梁负弯矩区混凝土的抗裂性能.     

斜拉桥悬拼阶段温度对钢箱梁截面变形的影响

湛江海湾大桥钢主梁采用全空腹钢箱梁.在悬臂拼装过程中,由于作用的荷载不同,被吊梁段与吊机作用梁段的变形明显不同.建立空间有限元模型,分析了悬臂拼装阶段截面变形和温度对截面变形的影响.分析结果表明,在大跨度斜拉桥中采用全空腹钢箱梁是可行的,并且温度对悬臂拼装阶段箱梁截面相对变形的影响较小.     

斜拉桥悬拼阶段钢箱梁局部相对变形分析研究

大跨度斜拉桥主梁悬臂拼装匹配过程中,吊机作用梁段和被起吊梁段由于受力不同,相对变形存在较大差异.以苏通长江大桥为例,用有限元模型分析了悬拼阶段钢箱梁产生相对变形的3种形式以及这些变形对桥面标高控制的影响.对悬拼法钢箱梁安装提出了一些有益的建议.     

大跨简支梁的结构选型与设计研究

通过某一工程实例,对一大跨简支梁分别采用普通钢筋混凝土梁、钢骨混凝土梁、钢与混凝土组合梁进行计算分析,并对梁的受弯承载力、挠度、裂缝、梁高度、用钢量等技术指标加以比较,从而得到一最为经济适用的设计方案。     

葫芦小车圆弧轨道曲梁的分析与计算探讨

本文针对葫芦小车圆弧轨道曲梁的结构和受力特点进行了探讨与分析,推导提出了计算圆弧曲梁的实用公式,并讨论了曲梁支座刚度的变化和薄壁曲梁存在的约束扭转因素对曲梁强度的影响,最后推荐了解决该问题的方法。     

Design of steel box girder for Taizhou Yangtze River Highway Bridge

Taizhou Yangtze River Highway Bridge is the first three-pylon two-span suspension bridge in China. The main girder adopts flat steamline steel closed box girder which has well wind-resistant capability and is technically mature besides beautiful appearance. Straight web plates of the steel box girder in longitudinal direction are proposed in order to ensure the integrity of the steel box girder, and to keep the stress of the steel box girder continuous in the middle pylon, as well as to reduce the gradient of the middle pylon columns. The cross section of the box girder has one box with three cells. Solid-web diaphragm plate with good integrity and high torsional stiffness is adopted. The lifting lugs are utilized in the anchors of suspender cable. In this paper, selection of the cross section of the steel box girder, the general structure design, local structure design and main structure calculation results of Taizhou Yangtze River Bridge are introduced emphatically.     

集中荷载下预应力FRP布钢与混凝土组合梁变形计算

针对在外荷载作用下,组合梁中的钢梁与混凝土交接面必然产生相对滑移,同时,预应力FRP布的内力逐渐增加,导致组合梁发生内力重分布,影响组合梁的承载力与变形的情况,用弹性理论,建立同时考虑交接面相对滑移和预应力FRP布内力增量影响的组合梁变形微分方程,给出对称集中荷载作用下的组合梁变形计算公式.计算结果证明,交接面相对滑移增加了组合梁的变形,FRP布内力增量对组合梁变形影响相对较小,给出了预应力FRP布钢与混凝土组合梁变形的简化计算公式.     

大跨梁桥悬臂施工期间温度效应监测与分析

分析大型桥梁施工期间温度对主梁线形的影响.以主梁悬臂施工中的某大桥为工程依托,进行温度场实验.同步测量箱梁多点的温度和主梁各测点的挠度,将温度场实验总结出的箱梁的温度梯度作用于T构的主梁,将挠度的计算结果与实测结果进行比较.发现理论计算中T构两侧对称测点的挠度基本相等,而实际测量中则出现了不对称下挠.温度梯度会使悬臂施工中的主梁产生较大的挠度,临时支墩温度场会引起T构两侧悬臂的不对称下挠.     

斜腹板钢箱组合梁负弯矩区非线性受力性能

通过模型试验研究了斜腹板钢箱组合连续梁中间支座处负弯矩区的非线性力学性能.测试了在不同荷载作用下沿纵向各部位的变形、不同截面的应变分布、混凝土板的裂缝分布、钢与混凝土之间的相对滑移以及整个结构的极限承载力等.试验表明,试件在加载初始阶段呈现线弹性,但由于混凝土裂缝较早出现,试件在大部分的加载过程中表现为非线性特征;此外,混凝土中钢筋配筋率对斜腹板钢箱组合梁受力的影响显著,配筋率较少时组合梁在混凝土开裂后刚度降低很快,并使得钢梁较早屈服,而配筋率适当的斜腹板钢箱组合梁表现出了较好的力学性能.试验结果与现行组合梁设计方法对比分析表明,规范规定采用简化折减刚度法计算斜腹板钢箱组合梁的整体变形是安全可行的,以混凝土裂缝宽度为0.2mm对应的承载能力作为斜腹板钢箱组合梁正常使用状态下的承载力具有较大的安全储备.