基于谱分析和裂纹扩展方法的舱口角隅疲劳寿命预报方法

以某超大型集装箱船驾驶室前椭圆形角隅为例,采用谱分析结合裂纹扩展方法预报角隅疲劳寿命.首先通过水动力和结构响应分析得到全船响应,获得角隅在不同工况下的应力分布,并依此选定可能的起裂位置.然后将全船分析结果作为ANSYS中建立的带裂纹角隅模型二次分析的边界条件,求解应力强度因子并采用最大周向应力准则(MCSC)得到角隅在不同工况下的裂纹扩展路径,在大量计算的基础上回归出相应的角隅裂纹应力强度因子经验公式.最后依据ABS船级社推荐的谱分析法构建疲劳载荷谱,采用单一曲线模型和所获得角隅裂纹应力强度因子经验公式预报角隅疲劳寿命,为角隅疲劳寿命的校核提供参考.     

大开口船舶角隅强度有限元分析研究

以某散货船的典型舱段为应用对象,按中国船级社入级要求,对其在满载和压载等各种状态下进行甲板上货舱口角隅强度计算。通过5种工况下的应力分析,结论是该散货船舱口角隅结构设计合理,其应力满足中国船级社入级要求。并对其结构进行了优化。     

上沟水利枢纽溢流坝水工模型试验研究

根据该工程坝址下游特殊的地形地质条件,通过建立1∶60水工物理模型,对溢流坝在不同运行条件下的水流流态进行了观测,对其在下游河床和两岸山体造成的冲刷问题和可能产生雾化诱发山体滑坡问题进行了研究,给出了闸门泄流调度运行控制方案 同时对溢流坝的泄流能力、冲坑深、挑距、电站尾水影响及坝面空蚀空化问题进行了试验研究,对溢流坝闸墩形式、挑角及电站尾水导墙的体型布置进行了优化。     

油泵齿轮轴精锻成形工艺研究及缺陷分析

针对油泵齿轮轴特殊形状设计了齿轮轴精锻模具.通过有限元仿真和精锻实验研究了齿轮轴成形过程和金属流动规律.分析了对油泵齿轮轴精锻工艺中产生齿形角隅填充不满缺陷的原因:角隅填充是成形终了时成形载荷陡增的主要原因之一,由于齿轮轴精锻模具结构的特殊性,其强度无法满足齿形角隅填充所需高成形载荷的需要.基于角隅填充状况,提出了齿形端面斜面分流和环形槽分流,并对传统精锻工艺和两种分流锻造工艺进行了有限元仿真.分析结果表明两种分流方法均能有效减小齿形角隅填充时金属流动阻力,保证齿形良好填充,降低成形载荷,并且斜面分流优于环形槽分流.锻造实验验证了有限元仿真的准确性.     

纵向加强材对船体间断构件的止裂效应

本文根据断裂力学原理,通过数值计算方法研究了甲板仓口角隅处纵向加强材的止裂效应。结果表明: 1.加强材的截面积愈大,离开裂纹端点的距离愈近,止裂效果愈好。当裂纹端点处加一截面积为8倍板厚×1mm的加强材时,角隅裂纹的应力强度因子K_1值比无加强材时下降76%。2.当甲板仓口角隅存在一定长度的裂纹时,尽管角隅形状不同,但对裂纹尖端处的应力强度因子值几乎没有影响。     

考虑主应力方向影响的正交各向异性土体强度

利用材料组构与应力主轴的方向关系,对椭圆型角隅函数进行修正并引入到Mohr-Coulomb准则,建立了一个适用于正交各向异性土体的三维强度准则.通过所建立的准则,推导了考虑主应力轴方向变化影响的土体峰值应力比与中主应力比关系的计算公式,获得了土体峰值内摩擦角随中主应力比及大主应力偏转角的变化特性.通过与不同沉积面角度条件下的三轴试验及空心圆柱扭剪试验结果对比表明,理论公式预测的内摩擦角与试验结果一致.     

病险水库大坝结构安全评价分析

为了对某水库非溢流坝结构做安全评价,分别采用材料力学法和有限单元法对该非溢流坝在5种不同工况下的强度和坝体抗滑稳定进行分析,并将采用两种方法得到的结果进行了对比分析;另采用TECPLOT绘图软件对通过使用ANSYS有限单元软件得到的结果进行了后处理,得出了该结构的结果云图.结果表明该非溢流坝除了坝体局部需进行加强外,坝基面应力分布、坝体强度满足规范要求;此外,坝基面的抗滑稳定不满足规范要求,应进行加固处理.     

铝合金塔架抗风优化研究

运用ANSYS有限元软件对风荷载作用下不同工况的铝合金塔架结构的受力性能进行了分析,并对塔架结构进行了优化.结果表明:风向角对铝合金塔架结构受力性能影响较大,0°风向角下,采用固接或铰接方式时,塔架结构所受应力均较小;45°风向角下,采用固接方式,塔架结构所受应力较大,导致结构破坏,采用铰接方式,塔架结构所受应力明显变小,可以满足设计要求.     

均压法治理采空区上隅角瓦斯的数值模拟研究

用迎风有限元数值模拟方法,以图形方式从理论上直观展示了回采采空区上隅角瓦斯积聚的流体力学原理,指出采场上隅角瓦斯超限主要是因为采空区上隅角瓦斯积聚.结合算例模拟计算发现,利用在回风侧设局部扇风机的均压法治理工作面上隅角瓦斯时,应将压风口深入采空区内,其压风量与合理的管口位置呈反比例关系.给出了均压注风前后采空区的瓦斯分布变化情况,重点探讨了应用数值模拟试验方法定量化确定合理的压风量及管口位置的问题.图6,参6.     

高层建筑底部区域行人风环境试验研究

对单个方形截面高层建筑底部区域12m范围内的行人高度风环境进行试验研究。研究了不同风向角下加速比、平均风速比等参数的分布与变化规律,并以广州为例,利用Lawson风环境评价准则对该区域处于强风下的风环境进行了评价。结果表明各风向角下的最大加速比大致相等,约为1.9,且均出现在建筑背风面角隅位置。平均风速比大于0.75的区域也出现在建筑背风面角隅,此处易引起行人风环境不适。建筑周围12m范围内风环境不适的区域面积在与墙面正交风向时达到最大,应重点关注下洗(Downwash)效应造成行人高度处风速增大的影响;在斜风向20°～70°范围内通风不利的区域面积较大,对空气污染物扩散不利。建筑迎风面和背风面角隅位置出现最大等效阵风风速,应当对建筑角隅区域行人活动加以限制或提醒。     

索风营电站新型泄流建筑物水力特性分析

索风营电站采用了宽尾墩 阶梯溢流坝的坝面泄流形式，这种坝面泄流形式由我国首创，虽在实际工程中有所应用，但缺少3维数值计算成果．紊流数值模拟计算了在设计水位条件下的掺气情况、压力分布、紊动动能和紊动耗散率等水力特性，表明宽尾墩 阶梯溢流坝的坝面泄流形式使高水头大单宽泄流有了突破性的进展．数值计算时单宽过量已达141m^3／s．m．     

阶梯溢流坝面流场的紊流数值模拟

为了详尽地研究阶梯溢流坝面的紊流流场特性，采用雷诺应力模型对阶梯溢流坝面上的流场进行紊流数值模拟，得到了阶梯坝面水流的速度场，压力场，紊动能和紊动耗散率的分布规律，并与实测值进行比较，结果令人满意。     

溢流反弧段的壁面摩阻特性的分析与计算

本文将流速对数律和流速指数律相联系,推导了溢流反弧段的摩阻流速的计算公式,对其进行了分析。并利用所量测的反弧段流速指数和边界层的资料,计算了不同粗糙度和不同曲率半径时反弧壁面摩阻流速及切应力等。     

泄洪坝体空间有限元应力分析研究

结合清峪水库实际工程,采用Ansys三维有限元数学模型对泄洪洞坝段坝身、泄洪洞、廊道及竖井进行应力分析研究,定量分析了坝体中孔洞、廊道周边的应力及其分布规律,为坝体结构技施设计提供依据,     

Two-phase flow simulation of aeration on stepped spillway

Stepped spillways have existed as escape works for a very long time. It is found that water can trap a lot of air when passing through steps and then increasing oxygen content in water body, so stepped spillways can be used as a measure of re-aeration and to improve water quality of water body. However, there is no reliable theoretical method on quantitative calculation of re-aeration ability for the stepped spillways. By introducing an air-water two-phase flow model, this paper used k-ε turbulence model to calculate the characteristic variables of free-surface aeration on stepped spillway. The calculated results fit with the experimental results well. It supports that the numerical modeling method is reasonable and offers firm foundation on calculating re-aeration ability of stepped spillways. The simulation approach can provide a possible optimization tool for designing stepped spillways of more efficient aeration capability.     

丰满大坝溢流坝段增设排水系统设计研究

以渗流分析和有限元理论为基础，对丰满大坝充坝段为降低下 游面冻融点位置所提出的增设排水系统的若干设计方案进行了可行性研究，结果表明，新增排水廊道，加密排水幕及优化排水孔的合理位置的设计方案均对降低出水点有不同程度的效果，但都不能达到使其淹入下游面以下的目的，其主要原因是由最初的设计方案造成的，该结论对工程实施有显著的指导意义。     

拱坝滑雪道式溢洪道进口闸首的应力研究

本文主要根据东江拱坝滑雪道式溢洪道进口闸首三维有院元电算及结果分析，对拱坝溢洪道进口闸首的应力规律进行探讨。还对拱坝设置滑雪道进口闸首对拱坝坝体应力的影响进行初步分析；并对进口闸首的结构和布置提出了改进意见。     

溢洪道消能方案研究进展

将国内外有关溢洪道消能方案的研究成果进行了归纳和总结,着重探讨了挑流消能、底流消能和阶梯溢洪道消能,并介绍了一些新型的消能方案和模型试验成果。     

考虑重力及离心力的溢流坝反弧段紊流边界层动量积分方程

分析了溢流坝反弧段水流的运动特征及影响边界层发展的主要因素,认为溢流反弧水流边界层与绕流边界层是不同的。在边界层外水流为有势流动的假设条件下,考虑重力、离心力作用及自由水面存在的影响,提出了溢流坝反弧段紊流边界层动量积分方程式,可用于分析计算溢流坝反弧段边界层的发展厚度。     

车身前壁板拉深型面设计优化及有限元分析

采用有限元分析软件Dynaform对车身前壁板的拉深成形过程进行了数值模拟仿真.首先对零件拉深型面进行了设计,重点对工艺补充面形状和拉深筋分布方式进行了优化分析,比较了两种工艺补充面(阶梯式和斜坡式)和三种拉深筋分布方式(封闭式、间断式以及斜拉深筋)状态下零件的应力应变状态以及FLD图,确定了合理的工艺补充面为斜坡式形状,拉深筋分布方式为斜拉深筋,模拟结果表明采用优化的拉深型面可以有效地改善零件角部材料的流动状况,提高成形质量.最后将上述优化的结果应用到实际生产中,得到了合格的零件,验证了优化结果的可靠性.