沙漠砂锂渣聚丙烯纤维混凝土基本力学性能试验研究

通过试验分析了3 d、7 d、28 d时不同沙漠砂替代率对锂渣聚丙烯纤维混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度的影响规律。结果表明:在锂渣掺量20%,聚丙烯纤维1.5 kg/m3时,利用沙漠砂替代锂渣聚丙烯纤维混凝土中细度模数小于3的工程用砂成效显著,具有深远的社会意义和优越的经济价值。随着沙漠砂替代率增大,沙漠砂混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度均呈先增大后减小趋势,其中当沙漠砂替代率为30%时为最优掺量,较基准组28 d抗拉强度提高53.26%。     

重复荷载下沥青混合料变形的粘弹性有限元分析

沥青混合料是典型的粘弹性材料,广义Maxwell粘弹模型能很好地描述沥青混合料的变形规律。通过拟合AC-13C基质、改性沥青混合料的静载蠕变试验数据获得广义Maxwell模型的Prony系列系数,采用加载0.1s、卸载0.9s的半正弦波间歇荷载模拟路面实际的车辆荷载,对重复荷载作用下的沥青混合料进行粘弹性有限元分析,预测出重复荷载作用下AC-13C基质、沥青混合料的变形,与实测变形相比具有很好的一致性。粘弹性有限元方法预测出的应变包括弹性应变和蠕变应变,而蠕变应变直接导致永久变形的产生,通过分析蠕变应变可以判别沥青混合料的弹性恢复能力。     

砂沥青混合料非线性粘弹模型

基于砂沥青混合料蠕变特征,在Burgers模型中串联粘塑性体,并对粘塑性体中粘性系数进行改进,得到描述整个蠕变过程的非线性粘弹模型,理论推导和分析了模型蠕变方程.进行了砂沥青混合料试样施加不同应力下单轴压缩蠕变实验,由最小二乘法编制非线性拟合程序求得模型参数,拟合得到各模型参数与应力函数关系式.通过模型预测和实验值对比,结果表明,模型完整描述了砂沥青混合料蠕变过程3个阶段,尤其反映了加速蠕变的非线性粘弹特征.     

河冰力学性能试验研究

为了解决流冰对桥梁结构作用研究中河冰强度取值问题,对黑龙江省呼玛河河冰进行抗压强度和抗弯强度试验,结合国内现有河冰力学性能研究成果,采用统计分析方法,研究了河冰力学性能.得出各温度、各加载速率下,河冰抗压、抗弯强度取值,并研究了温度、应变速率与抗压强度和抗弯强度之间的关系,建立了冰温与抗压强度的数学模型;根据压缩试验、弯曲试验资料分别探讨了河冰弹性模量的取值,分析了温度、加载速率同弹性模量的关系,建立了冰温与弹性模量的数学模型.该成果为研究河冰与桥梁结构动力相互作用过程和流冰载荷计算方法奠定了基础.     

机制砂混凝土力学性能与耐久性影响因素试验研究

由于天然砂的可开采量日益减少,而对于掺加矿物掺合料的机制砂混凝土的各项性能研究并不是很成熟。所以以金甬铁路工程中机制砂取代天然砂为研究对象,研究了机制砂混凝土的耐磨性能与力学性能,并通过极差、方差和灰色关联分析方法对各个影响因素之间的关系进行讨论。结果表明：无论从耐磨度还是抗压强度,机制砂取代率都对其机制砂混凝的性能具有显著影响,但在用量>87.5%时性能明显下降。4种影响因素的影响程度从大到小的顺序为机制砂取代率>钢渣掺量>硅灰掺量>石粉含量,灰色关联度分析也表明机制砂取代率对机制砂混凝土各项性能影响最大,所以在实际工程中,需要合理用量,保证其性能达到最优。     

沥青混合料动态压缩弹性模量试验方法与影响因素

为了研究应变测试方法、加载频率、试验温度和应力幅值对沥青混合料动态压缩弹性模量的影响,用MTS路面材料动态试验系统对常用的两种沥青混合料AC-16和AC-20的动态压缩弹性模量进行了系统的测试,通过分析建立了各因素与动态压缩弹性模量之间的关系,以及动态与静态弹性模量的关系.结果表明,采用侧面法测定的结果与现行规范中的推荐值更接近,也能够消除由顶面法引起的试件端面的接触误差,建议在静态和动态模量试验中首选侧面法,在动态测试中要选择合适的加载频率,使得试验结果的偏差系数控制在20%以下.     

毛乌素沙漠砂混凝土力学性能研究

设计正交试验,研究水胶比、粉煤灰掺量、砂率和沙漠砂替代率对沙漠砂混凝土7 d、28 d、56 d抗压强度和28 d劈裂拉伸强度的影响,通过极差分析和方差分析确定了沙漠砂混凝土的最优配合比。研究结果表明:用沙漠砂替代中砂配制混凝土是可行的;综合考虑沙漠砂混凝土7 d、28 d、56 d抗压强度和28 d劈裂拉伸强度,沙漠砂混凝土的最优配合比为水胶比0.34、粉煤灰掺量10%、砂率30%、沙漠砂取代率30%,为沙漠砂在工程中的应用提供指导和借鉴。     

沥青混合料热粘弹性本构模型的实验研究

针对不同的温度条件下沥青混合料的应力松弛特征开展了试验研究,并应用热流变简单材料的时温等效原理对实验结果进行了分析和参数拟合．在此基础上,提出了一种描述变温条件下沥青混合料温度应力松弛特性的热粘弹性本构模型,并通过对TSRST沥青混合料温度收缩应力试验的模拟,对该模型的合理性进行了验证．     

沥青砂混合料新型软岩相似材料的试验研究

在地质力学模型材料研究的基础上,根据相似理论,通过大量的力学试验和数据分析,最终研制出一种模拟软岩特性的相似材料.该相似材料是用硬质沥青作为胶结剂,砂和锌粉作为骨料,橡胶粉作为调节剂混合而成的.对相似材料进行了常规的单轴压缩、劈裂拉伸和直剪试验,测定了该相似材料在不同配比下的抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比、内聚力、摩擦角等参数;并研究了养护时间对相似材料力学性能的影响.结果表明：该相似材料能很好地满足相似材料的选材要求,其物理力学参数变化范围大,破坏现象与软岩的非常相似,是模拟软岩的理想材料.     

不同应力水平下沥青砂蠕变模型实验对比

在40℃下进行了5种不同应力水平下的沥青砂单轴压缩蠕变实验,分别采用三参数固体、三参数流体、四参数同体、四参数流体和指数模型5种不同模型刻画沥青砂的单轴蠕变特征.根据最小二乘原理拟合模型参数,然后进行对比分析.结果表明:四参数流体模型拟合结果与实验值符合最好,更适合于描述沥青砂蠕变特性,其次为三参数同体模型.5种模型均反映了沥青砂试样的第二蠕变特征,四参数流体与三参数固体模型还能描述沥青砂的仞始蠕变特征,而指数模型能反映沥青砂试样的第三蠕变特征.     

小井眼套管整圆工具有限元力学计算

玛湖地区是重要的非常规油气聚集区块。在开发过程中发现,压力窜逸引起套管变形损坏,常规套管修复工具无法满足修复要求。因此,设计小井眼套管整圆工具。为评价小井眼套管整圆工具的修复效果,建立套管整圆评价函数,并采用有限元方法建立?127 mm套管变形模型,模拟玛湖地区因压力窜逸引起的套管变形过程,在此基础上建立膨胀锥-变形套管力学模型,模拟小井眼套管整圆工具对变形套管的无损修复过程。在模拟中,变形套管管内面积从8 354.54 mm²修复至8 500.71 mm²,管内面积平均增加约146.17 mm²,套管平均整圆效率约为53.83%。结果表明,小井眼套管整圆工具具有显著的修复效果。本技术可为井筒完整性长生命周期提供技术借鉴。     

大直径扩底人工挖孔桩承载力研究

依托武汉某工程实例,对大直径扩底人工挖孔桩承载力进行了研究,通过岩石极限单轴抗压强度室内试验和深层载荷板试验确定持力层的承载力特征值,采用规范提供的计算公式,用两套试验参数对单桩承载力进行预估,并通过现场单桩载荷试验对计算结果进行验证。研究表明:深层载荷板试验参数预估单桩承载力特征值,明显大于岩石极限单轴抗压强度室内试验计算值,且前者与单桩静载荷试验结果更为接近,可准确预估单桩承载力,进而为后续大直径扩底挖孔桩设计提供可靠参考。     

基于有限元的卡带式快开盲板应力分析与可靠性研究

快开盲板是一种能快速开启和关闭的机械装置。本文主要基于有限单元法对卡带式快开盲板总体结构进行应力分析和强度校核,应用Monte Carlo数值计算方法对其进行模拟实际操作工况抽样,得出盲板各部分结构工作时的安全可靠度,及所能承受压力的数学期望,并掌握了盲板各部分结构的强度储备情况。     

基于e-p曲线的塑性力学新方法的有限元算法

以e-p曲线为基础的塑性力学新方法具有思路清晰,求解过程简洁明了等优点,当边界条件是全为应力边界条件,或有位移边界条件但在塑性区边界上仅有零位移边界条件时,采用这种新方法比较便捷．以这种新方法作为理论依据,探讨了它的一种数值计算方法——有限单元法,并对典型的塑性力学问题进行了实例计算．     

基于板梁组合的自动扶梯结构分析

本文结合工程实际，利用国际通行的有限元分析软件ANSYSS对自动扶梯进行了结构分析，并得出了结构设计和安装工艺处理的方案，消除了安全隐患，提高了自动扶梯工作的可靠性，为企业带来了巨大的经济效益和社会效益。     

基于有限元法的带肋圆柱壳结构的强度分析

用有限元法对带肋圆柱壳结构典型跨跨中和肋骨根部的12个应力值进行了分析,在典型跨跨中的6个应力中, 外表面上第3主应力的绝对值(TBMAX3)总是最大,在典型跨肋骨根部的6个应力中,内表面上第3主应力的绝对值(BLMAX3)总是最大.故在对带肋圆柱壳结构进行强度评价时分别选用TBMAX3和BLMAX3作为强度评价的依据.TBMAX3和BLMAX3随网格单元尺寸的减小有增大的趋势,当单元尺寸分别减小到160 mm和20 mm时,TBMAX3和BLMAX3的数值分别趋于稳定.本文的研究对带肋圆柱壳结构的强度分析与设计具有一定的指导意义.     

A New Method for 3D Finite Element Modeling of Human Mandible Based on CT Data

This study presents a reliable method for the semi-automatic generation of an FE model, which determines both geometrical data and bone properties from patient CT scans. 3D FE analysis is one of the best approaches to predict the stress and strain distribution in complex bone structures, but its accuracy strongly depends on the precision of input information. In geometric reconstruction, various methods of image processing, geometric modeling and finite element analysis are combined and extended. Emphasis is given to the assignment of the material properties based on the density values computed from CT data. Through this technique, the model with high geometric and material similarities were generated in an easy way. Consequently, the patient-specific FE model from mandible CT data is realized also.     

基于ANSYS的后装压缩式垃圾车推板有限元研究

后装式压缩垃圾车是一种集自动装填与压缩运输城市生活垃圾的工具,由于垃圾的密度不断下降,油价上涨等原因,使得推板结构研究尤为重要,本文以垃圾车推板为研究对象,首先在ANSYS中建立推板的有限元模型,对其进行静力学分析,得出推板的应力和应变情况,为后装式压缩垃圾车推板的优化研究提供依据.     

基于二次场算法的时间域激电2.5D有限元正演

二次场算法是提高时域激电正演计算精度的有效方法之一,能很好处理场源奇异问题。研究工作首先通过引入Cole-Cole模型,推导了在此模型下复电阻率二次场满足的边值问题;并利用有限单元法进行数值计算。然后通过Guptasarma滤波算法,实现了频率域激电到时域激电的转换,改变了传统求解时域激电的方法。为了提高计算效率,首先对边界采取近似处理。经处理的刚度矩阵只与供电频率及波数有关,而与供电点位置无关。其次设计了基于图论理论的矩阵重排与填入元分析算法,实现了矩阵的LDLT分解,从而实现了基于二次场算法的时间域2.5维激电正演的快速算法。利用快速算法,计算并分析了视电阻率、视极化率异常特征;其次通过计算频散率异常特征,验证了极化率与频散率对异常体响应具有相似性。     

基于ANSYS的接触网结构高度对弹性的影响研究

本文从有限元理论出发,建立了接触网的有限元模型,对简单链形悬挂一个跨距内的弹性进行了仿真分析,精确的计算了弹性的大小和跨距内的弹性不均匀度,对弓网系统的安全运营有重要的指导意义。