埋地热输管线的内力和应力计算

前言 埋地热输管线在试运阶段,管线温度突然大幅度升高,发生热胀现象。因为弯管的柔性较大和管线受土壤约束,弯管两侧直管的热胀量向弯管集中,使弯管及其附近直管产生很显著的变形和承受很严重的内力(弯矩、轴力和剪力)。在比较不严重的情况下,弯管及其附近直管的截面由元形变成椭元形,使管线不能通球,影响扫线清蜡;管线长期结蜡后,输送油品量将严重下降。在严重的情况下,弯管附近甚至产生裂缝,发生泄漏油气事故,造成仃输。影响生产。因此,合理的设计热输管线具有很重要的意义。     

埋地长输管道水平弯头升温载荷的进一步分析——弹性抗弯铰模型校核之一

前言 在文[1]中我们采用“弹性抗弯铰”的力学计算模型代替弯头,获得了计算埋地弯头升温载荷的近似解。关于这个解的准确度,应从两方面加以评定,一是实验研究,二是寻求更准确一些的分析解加以对比。 1978年至1979年期间,北京市煤气热力设计所、北京市市政四公司、北京市市政工程研究所、北京市热力公司,和我院协作,进行了一系列埋地管道实验研究,其中有关埋地弯头温度应力的实验结果,都与文[1]的理论计算值一致,相差不大。     

埋地热输管线应力和位移测试

前言 根据石油部炼油规划设计院所下达的科研规划,委托华东石油学院负责,北京炼油设计院协助,对房—京重油管线二热支线投产前进行应力、位移测试,这一任务在北京第二热电厂支持下,已于1977年10月底完成。参加工作的有华东石油学院力学教研室岳伯谦、王修斋、潘祖瑾、卢修献、蔡强康;北京炼油设计院陆万林,彭国庆、兰有亭等。报告由蔡强康整理执笔。     

埋地热输管线固定墩选形试验研究

为了充分利用埋地管线固定墩材料的承载能力,必须加大墩子迎土面积,且墩子的尺寸应经优化计算。本试验验证了优化设计的燕翅墩的承载能力。试验结果表明,新设计的固定墩的承载能力比原有固定墩大得多,经济效益明显。     

埋地热输管线固定墩选形试验研究

为充分利用埋地管线固定墩材料的承载能力，必须加大墩子迎土面积，且墩子的尺寸应经优化计算。本试验验证了优化设计的燕翅墩的承载能力。试验结果表明，新设计的固定墩的承载能力比原有固定墩大得多，经济效益明显。     

长输管线水击计算方法的研究

在长输液管线中，如何处理粘性项是目前计算中的难点。本文引入了新的变量，使方程为线性的，同时又具有二阶精度；本文还构造了一个新的插值函数，从而得到计算工作量小、精度高的计算方法。它不仅适用于大摩擦长管，也适用于小摩擦的短管。     

海底埋地管道启输计算模型的建立

目前的海底埋地输油管道启输计算模型没有具体分析海水本身自然对流换热对管道启输的影响,启输计算模型能否应用于海底埋地输油管道启输计算需要实际投产来验证.因此急需研究海底输油管道预热计算模型满足海上油田开发的需求.对海底埋地输油管道进行了传热分析,建立了海底埋地输油管道三维物理模型,分析了海水本身自然对流换热对管道启输的影响情况.通过处理物理模型将管道启输传热模型简化为一维圆环传热模型,并进行了模拟计算和试验验证.模拟计算和实验研究对比表明:①当海水底流流速小于1.5m/s时,在此区域内海水自然对流换热对海底输油管道传热影响可以忽略不计.②海底输油管道正常矩形散热区域转换为圆环区域后其散热量基本不变,可见海底输油管道转化为一维模型是可行的.③在验证稳定状态沿程温降的过程中,发现各个测温点的绝对误差不超过0.1℃,说明该启输计算方法具有很高的置信度.     

利用Matlab计算和绘制无铰拱的内力影响线

提出了利用Matlab软件来计算和绘制无铰拱内力影响线的方法,并给出了详细的步骤和具体的代码.通过Matlab的计算和绘图功能,可以简单快捷地对无铰拱结构的内力进行计算,并绘制出无铰拱结构任意截面的轴力、剪力、弯矩影响线以及拱脚处的反力影响线,同时还能求出影响线上任意点的量值.     

页岩气外输管线的投资决策优化模型研究

我国页岩气富集区域多分布在山区或丘陵地带,气源与主干管线距离较远,外输管线建设复杂程度高且投资规模大,其投资决策合理与否直接影响到页岩气的商业化开发.针对信息不确定条件下的页岩气外输管线投资决策难题,以筛选最优外输管线路径为研究对象,通过剖析页岩气外输管线投资决策过程的复杂性,建立多阶段多目标投资决策模型,并利用改进后的Dijkstra算法对模型进行求解,从而实现页岩气外输管道建设投资的动态调整.不仅为解决页岩气外输管线投资决策难题提供一种新的思路和方法,还有助于深化不确定条件下多阶段多目标决策理论的研究.     

利用弹性线法计算支护桩内力的使用及研究

弹性线法是支护桩常用的一种内力计算方法。由于该方法是一种图解法，工程应用较为繁琐，且影响计算精度。本文结合理论推导，编制了弹性线法计算程序，并对习惯采用的控制桩端变形的参数作了进一步探讨。     

三种非线性弹性地基梁的变形和内力研究

研究地基反力与地基梁挠度成非线性关系对长、中、短3种类型地基梁的变形和内力的影响。基于实验数据,分别将地基反力与梁的挠度拟合成线性关系和三次多项式关系;然后采用有限差分法和牛顿迭代法编程,解出非线性弹性地基梁和经典线弹性地基梁的挠度、转角、剪力和弯矩随地基梁长度变化的曲线。算例计算表明:对于短梁,非线性弹性地基梁和经典线弹性Winkler地基梁的变形和内力一致;对于中、长梁,二者的相对误差可达到10%~20%,因此在实际工程中应尽量考虑地基反力与沉降的非线性关系;中等长度非线性弹性地基梁和线弹性地基梁变形和内力的相对误差随梁长度变化而变化,而对于长的地基梁二者的相对误差不随梁长度改变而变化。     

弹性中心法计算坝后背管工作应力的问题研究

为澄清弹性中心法计算坝后背管工作应力的几个问题,计算了2个工程或模型实例并分别与相应的模型试验及有限元分析结果作了比较分析.考虑到环向管壁为高脚变截面深拱,故在采用弹性中心法时除考虑拉伸与弯曲变形以外,还考虑了剪切变形,也考虑了变截面与混凝土开裂的影响.分析表明,有限元法计算结果与模型试验结果比较接近,而弹性中心法计算结果则与它们相差较大,其理论原因是,弹性中心法不适用于厚壁管.     

基于m法的弹性地基梁优化计算模型研究

基于弹性地基梁的微分方程并考虑基坑的分步开挖阶段,详细推导出了相比于有限元计算更加快速的分步开挖弹性地基梁m法围护结构计算模型,得到了各工况下准确的围护墙体位移函数,弯矩函数和剪力函数,从而可求出围护墙体各工况下的位移、弯矩和剪力值并可据此对围护结构进行优化计算。采用MATLAB对该计算模型进行编程并将计算结果与有限元计算结果进行对比,结果表明该计算模型拥有较高的准确性,可作为设计人员采用的可靠的地下围护结构设计与优化方法。     

基于分数阶微积分的岩石非线性黏弹性应力松弛模型研究

基于Riemann-Liouville分数阶微积分理论,采用Koeller弹壶元件替换整数阶Poynting-Thomson模型中的Newton元件,结合Laplace正逆变换和Mittag-Leffler函数,构建了一种新的岩石非线性黏弹性应力松弛模型-分数阶Poynting-Thomson模型.应用岩石流变仪对三峡库区巴东组粉砂质泥岩进行了单轴压缩应力松弛试验.依据试验结果,分别采用整数阶Poynting-Thomson模型、整数阶五元件模型(H‖M‖M)和分数阶Poynting-Thomson模型对应力松弛试验数据进行拟合分析,比较了各模型的辨识精度.在此基础上,分析了分数阶Poynting-Thomson模型参数的敏感性,揭示了应变水平、分数阶阶数和黏滞系数对岩石应力松弛的影响规律.研究结果表明,分数阶Poynting-Thomson模型能够更准确地描述岩石的应力松弛特性.     

利用空间弹性理论分析和计算采动影响下的底板应力分布

本文利用空间问题的弹性理论计算和分析了采动影响下的底板应力分布,并参照以往学者的研究成果,利用最小势能原理和极限平衡原理,分析了底板含水层易在采空区和采场突水的原因.同时根据计算和分析结果,提出底板巷道应布置在超前支承压力影响深度Z_0以下;缩短工作面长度可以减轻底板突水.并将分析结果与现场实测结果进行了比较,证实了本方法的可靠性.     

木材弹性及木材干燥应力——Ⅰ.木材弹性参数的理论和测试

<正>本文在对真实木材作理想化假设之后,论述了木材弹性参数的理论和测试方法。提出弹性参数的含水率系数具有和参数一样的对称性质。测定水曲柳弹性参数的实验结果证明这一理想化假设是正确的,也表明电测法是一种比较可靠的测试手段。     

含端部弹性约束和铰支约束压杆的稳定性问题研究

弹性压杆在工程中有广泛应用,压杆的失稳问题是压杆失效的重要原因之一,是压杆可靠性优化设计中需要重点关注的问题,临界载荷的计算方法和表达式是数学建模和优化的基础.本文针对含端部弹性约束和铰链支撑约束压杆的临界失稳问题进行探讨,提出了解析分析方法,得到的结果当弹性约束刚度系数分别为无穷大和零时,将分别简化为一端固定一端铰支和两端铰支的压杆临界失稳载荷计算结果,本文的分析方法和结论对含多个弹性约束的压杆失稳问题研究都有一定的参考意义.     

光线投射於变厚度斜面时的偏光弹性的应力光学定律和计算方法

录偏振光不是垂直投射于厚度变化缓慢且具有对称轴的空间模型表面时,投射角较小,等色线犹如等厚度的模型一样,并没有发生歪曲现象,本文对这现象进行了探讨,在理论上和实验上证明了当偏振光的设射角不大时,得出的结果和冻结切片后垂直投射时的误差是不大的。因此,属于这类的空间问题可以不经过切片的步骤而将之作为平面模型进行实验,在这个基础上,本文提出了变厚度时的应力分析方法,这方法和平板的就力分析方法是相类似的。     

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。