正弦型波纹管强化传热机制的数值分析

基于Fluent软件建立了正弦型波纹管内流体的数值分析模型,研究了湍流状态下管内流体的流动与传热特性,分析了波纹管不同结构参数及流体进口速度对管内强化传热性能的影响规律。研究表明:当雷诺数Re相同时,正弦型波纹管内流体的平均努赛尔数Nu是其当量直径光管的1.65~2.67倍,且当Re约为28 000时,传热效果最佳;波高、波长对波纹管强化传热均有较大影响,在高雷诺数条件下,经过结构优化的波纹管能使回流区与主流区交界处形成不稳定的剪切层,此时传热效果达到最优。     

波纹管的特征值分析

基于Novozhilov薄壳理论,用有限元法建立了旋转波纹管非轴对称自由振动的广义特征值方程并进行了求解,选取两结点非协调曲边旋转壳单元作为波纹管的离散单元,并将所有相关变量沿其环向进行了Fourier展开,该方法不仅给出了子午线曲率连续变化的U型波纹管任意环向谐波所对应的特征值,而且对子午线曲率有突变的C型波纹管旋转壳也能很好地适应,算例,结果表明,波纹管不存在一个最低固有频率对应的固定环向波数,但轴对称振型和低阶非轴对称振型在动态分析中占绝对优势,高阶振型的作用并不明显。     

CFG桩复合地基桩土应力比数值分析

利用数值分析的方法，详细讨论了水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)复合地基承载与变形特性；通过多种方案计算，就不同的荷载水平、桩长、置换率、桩土模量比、桩尖地质条件等因素，对桩土应力比的影响、桩土荷载分担规律进行了分析研究。     

波纹管的特征值分析

基于Novozhilov薄壳理论 ,用有限元法建立了旋转波纹管非轴对称自由振动的广义特征值方程并进行了求解。选取两结点非协调曲边旋转壳单元作为波纹管的离散单元 ,并将所有相关变量沿其环向进行了Fourier展开。该方法不仅给出了子午线曲率连续变化的U型波纹管任意环向谐波所对应的特征值 ,而且对子午线曲率有突变的C型波纹管旋转壳也能很好地适应。算例结果表明 ,波纹管不存在一个最低固有频率对应的固定环向波数 ,但其轴对称振型和低阶非轴对称振型在动态分析中占绝对优势 ,高阶振型的作用并不明显。     

微型桩加固路堤边坡数值分析

该文结合朔黄铁路某工段微型桩现场试验实测,利用有限元差分软件对现场斜向微型桩试验进行数值模拟,详细介绍了有限元分析计算过程,分析了其在路堤边坡加固应用中的工作性能。通过有限元差分软件对微型桩加固路堤边坡进行数值模拟,探讨了微型桩在竖向附加载荷作用下的工作性能,分析了微型桩的各个参数变化对其加固效果的影响,为工程设计施工提供了理论依据。     

桩土共同作用的数值模拟分析

实际工程中,土体由自重产生的压缩变形而形成的初始地应力场,是在土体完成固结之后形成的,用有限元法进行桩土共同作用数值模拟时往往会忽略初始地应力的影响,因此,模拟结果与实际情况存在一定的差异.本文利用ANSYS中的接触单元建立桩土共同作用的数值模型,通过读入作用在桩顶的垂直荷载形成载荷步文件减去土体在自重作用下的应力场来模拟初始地应力.通过该方法分析了桩顶受荷时的沉降及竖向应力,得出了桩和土体的特性对桩基沉降影响的一般规律.模拟数值与实测数据的对比结果表明,利用接触单元进行桩土共同作用的分析方法是可行的.     

深基坑桩锚支护结构数值分析

运用FLAC~(3D)软件对沈阳某深基坑开挖和支护过程进行数值分析与计算,重点分析开挖过程中桩顶位移、桩身位移和弯矩的变化,并将现场实测值与软件模拟的计算值进行对比分析,在此基础上改变锚杆倾角与桩入土深度等支护设计,探讨这些因素对基坑变形的影响.研究结果表明:模拟结果与实测值基本一致,数值模拟结果可信;桩身最大水平位移和最大弯矩均出现在桩身大约8 m的位置,并不是在支护桩顶部;设计时桩的入土深度可取4~6 m,锚杆倾角可取5°~30°.     

桩顶竖向荷载作用下桩土响应的数值分析

为了研究桩土之间的相互作用机理,利用数值方法建立桩土计算模型,分析桩顶荷载作用下桩侧摩阻力分布、桩体轴力分布、中性点位置的变化规律以及桩周土体的位移.研究结果表明:桩侧负摩阻力沿桩身先增大后减小,并逐渐过渡到正摩阻力;随着桩顶荷载的增大,桩侧负摩阻力逐渐减小,中性点位置上移;桩体轴力沿桩身呈现先增大后减小的趋势;受到桩侧摩阻力的作用,位于地表的桩周土体沉降受到一定影响,其影响范围随桩顶荷载的增大而减小.     

混凝土芯砂石桩载荷试验及沉桩数值分析

混凝土芯砂石桩能够有效地减少工后沉降和工后差异沉降。为进一步了解混凝土芯砂石桩复合地基的加固机理,预制芯桩对复合地基承载力的提高作用以及砂石壳加速固结排水的作用,采用基于ABAQUS有限元数值分析方法建立轴对称平面应变模型,对混凝土芯砂石桩单桩及单桩复合地基载荷试验进行模拟,并将结果与现场实测数据进行对比。对单桩沉桩过程进行了模拟,并结合圆孔扩张理论和砂井固结理论进行分析。研究结果表明:预制芯桩承担了大部分上部附加荷载,最终荷载分担比约为0.7,有助于提高复合地基承载力;沉桩至5m深度处,地基土隆起对沉桩引起的超孔压影响不大,砂石桩的存在大大加快了地基土中超孔隙水压力的消散和桩周土强度的恢复。     

不同填土高度下钢波纹管变形与力学性状的数值分析

利用FLAC3D对填土高度1~10 m下的钢波纹管涵进行模拟,研究不同填土高度下钢波纹管的变形和力学性状.研究结果表明:钢波纹管顶部节点竖向位移最大值在路堤中心断面处,且当填土高度大于6 m时,竖向位移沿轴向逐渐减小趋势较为明显;填土高度小于6 m时,钢波纹管水平位移沿轴向变化较小;填土高度大于6 m时,水平位移变化较为复杂,出现两个拐点;同一填土高度下,钢波纹管路堤中心断面上半部分和下半部分60°~90°范围内弯曲应力较大,水平向弯曲应力最小,且上半部分与下半部分受力状态基本一致;路肩断面上半部分弯曲应力值基本不变,下半部分从0°~-90°范围内弯曲应力逐渐增大,且-60°~-90°范围内弯曲应力值较大,最大值出现在管底处;钢波纹管管顶轴向弯曲应力最小值出现在路肩断面处,最大值出现在路肩至管口范围内;当填土高度大于4 m时,水平节点轴向弯曲应力最大值出现在路肩至管口范围内;管底轴向弯曲应力最大值出现在路肩断面处.     

钢波纹管的力学性能分析

提出采用截面参数分析法与有限元数值模拟相结合的方法对钢波纹管受力变形进行计算分析.将截面参数分析法所得计算结果与美国ASTM规范对比,验证了截面参数分析法的有效性.根据截面参数计算结果将钢波纹管道等效为实壁管道,并在此基础上对应不同工况建立有限元数值模型,进一步研究了钢波纹管道在填土施工过程中的变形与内力特性,总结了其力学性能与填土高度、管道规格的对应关系和钢波纹管道设计中的建议管道规格.最终根据钢波纹管道施工现场工况,对管周土体竖向土压力及管道环向应变进行计算,通过与现场实测数据对比,验证了该方法模拟钢波纹管管土相互作用的有效性.研究表明所提出的钢波纹管分析方法简便准确,并能很好地再现钢波纹管道的力学特性.     

不锈钢波纹管失效分析

通过对某合成氨厂冰机冷凝器使用的波纹管宏观分析、成分分析、金相分析、电镜分析,同时结合生产工艺对波纹管失效的原因进行探讨。结果表明:材料中的夹杂物的存在是形成破损通道的主要原因。适当提高不锈钢中的Cr含量,可以提高波纹管的耐蚀性。     

考虑桩土接触面特性的水平受荷单桩数值分析

采用数值方法研究了桩土接触面特性对水平受荷桩受力特性的影响,并通过对工程实例的分析验证了计算方法的有效性.实例分析表明,设置接触面对于正确模拟桩土受力特性有较大影响.计算所得的桩身弯矩和位移曲线表明,水平受荷桩的入土深度有个临界值,桩身过长对提高水平承载力无明显作用.     

复合荷载作用下桩反应的数值分析

在竖向和水平荷载复合作用下,计算桩的水平承载力和截面弯矩是一个比较复杂的问题,目前相关的实验室和现场试验研究还很少.现行的设计方法都是单独考虑竖向和水平荷载的影响.本文利用三维有限元程序MARC对这个问题进行了研究,说明了竖向荷载和长细比对桩侧向反应的显著影响.有限元分析分别在均质黏土和均质砂土中进行,发现在砂土中竖向荷载甚至对长细比超过30的长桩的影响也很显著,而在黏土中当桩的长细比超过15时,这种影响已经不明显.水平受荷单桩上的设计弯矩值也在很大程度上取决于作用在桩上的竖向荷载等级.     

桩腿耦合缓冲器试验模型的数值分析

运用非线性有限元法对国内自主研发的桩腿耦合缓冲器(LMU)试验模型进行了数值分析,讨论了LMU的载荷-位移关系和应力分布特点,并与模型试验的测点应力和位移进行了比较.比较结果表明非线性有限元法的计算结果与试验结果较为吻合,非线性有限元法可用于LMU结构的设计和开发.     

动力沉桩中土塞作用数值分析

假定开口钢管桩的闭塞效应在桩端10倍桩径的范围内发生,用三种土塞模型来模拟土塞作用机理,采用编制的Smith法求解波动方程程序,对某工程打桩中土塞作用进行了数值比较分析,最后得到工程中分析土塞作用的实用模型。     

桩筏基础非线性共同作用数值分析

平面壳体单元模拟筏基，用一维杆单元模拟桩体，用广义剪切位移法和有限层法模拟桩的非线性工作性状和桩－土，桩－桩，土－土之间的非线性相互作用，建立了考虑筏板实际刚度的桩筏基础非线性共同作用分析方法。通过算例分析，探讨了筏板刚度，布桩方式等因素对桩基础非线性共同作用的影响规律。     

PHC管桩群桩效应数值模拟分析

本文运用FLAC模拟在承台竖向荷载作用下PHC管桩群桩,得出其荷载-沉降曲线,再与现场载荷试验所得曲线进行对比分析,结果证明二者数值吻合较好.然后进一步采用该FLAC模型讨论了在桩数不变的情况下,桩长L、桩间距Sa等对群桩效应及群桩效应系数η的影响.     

CFG桩复合地基加固路基的数值分析

CFG桩复合地基加固路基的数值分析,按桩体承载力和土体的承羲力组合计算承载力,按桩体和土体的力学参数组合计算承载力,CFG桩复合地基变形计算,通过工程实例进行加固后软弱路基稳定性分析。     

围桩平面布置及其内力分布的数值分析

采用三维有限差分软件FLAC3D分析新型围桩-土耦合式抗滑结构,建立该新型抗滑结构的计算模型.通过分析不同围桩平面布置下的桩-土位移,确定围桩的合理平面布置,即6根围桩,呈正六边形布置(前、后两条边均垂直于滑坡推力方向),围桩中心距s=5d.在此平面布置下,分析并得出抗滑结构中各围桩的内力分布规律,即各围桩弯矩、剪力分布一致,中间和后排围桩受拉,前排围桩受压.