近距离爆炸荷载作用下砌体墙动态响应及破坏过程的数值模拟

为了探索砌体墙在近距离爆炸荷载作用下的破坏规律及碎块抛射规律,通过AUTODYN建立数值模型,得到在近距离手提箱包炸弹爆炸荷载作用下砌体墙的荷载分布规律及碎块抛射速度规律.结果表明:12墙、24墙、加固24墙在爆炸荷载作用下破坏规律是相似的.24墙及加固24墙相对12墙碎片抛射速度有较明显的降低.加固24墙由于聚氨酯加固膜的兜裹作用,最终会明显减小碎块的出墙面位移和速度.此外砌体墙各测点抛射速度与比例距离的关系曲线与超压峰值与比例距离关系比较相似.     

爆炸移除钢筋混凝土框架柱抗倒塌性能数值模拟

基于已有的爆炸移除钢筋混凝土框架柱的实验数据,利用有限元软件AUTODYN建立了一个分离式与整体式相结合的4层2跨钢筋混凝土框架结构的三维有限元模型,并采用三阶段分析法,对爆炸移除钢筋混凝土柱的结构动力响应和破坏形态进行了数值模拟,且考虑炸药、空气与结构的流固耦合作用和应变率对材料的动态本构特性的影响.在爆炸移除短边中柱与角柱两种工况下,计算得到的柱破坏形态和梁柱节点动态位移与实验结果吻合较好,还分析了柱内纵筋对RC框架结构的动态响应的影响以及柱的破坏失效过程.计算结果表明:对发生塑性和弹性变形区域分别采用分离式和整体式建模,不仅保证了钢筋混凝土框架柱的爆破作用过程数值模拟的真实性和适用性,又大量缩短了计算时间,可为今后爆炸荷载作用下RC框架的参数影响分析和连续倒塌破坏模式控制提供参考.     

Formation mechanism of the graphite-rich protective layer in blast furnace hearths

A long campaign life of blast furnaces is heavily linked to the existence of a protective layer in their hearths. In this work, we conducted dissection studies and investigated damage in blast furnace hearths to estimate the formation mechanism of the protective layer. The results illustrate that a significant amount of graphite phase was trapped within the hearth protective layer. Furthermore, on the basis of the thermodynamic and kinetic calculations of the graphite precipitation process, a precipitation potential index related to the formation of the graphite-rich protective layer was proposed to characterize the formation ability of this layer. We determined that, under normal operating conditions, the precipitation of graphite phase from hot metal was thermodynamically possible. Among elements that exist in hot metal, C, Si, and P favor graphite precipitation, whereas Mn and Cr inhibit this process. Moreover, at the same hot-face temperature, an increase of carbon concentration in hot metal can shorten the precipitation time. Finally, the results suggest that measures such as reducing the hot-face temperature and increasing the degree of carbon saturation in hot metal are critically important to improve the precipitation potential index.     

1t/h冲天炉的改造与设计新思考

本文基于产铁水量1t/h冲天炉改造所取得的经济效益,深感在设计中不仅要考虑有效高度,也要考虑预热带的有效容积．     

大掺量矿渣粉混凝土抗冻性能的研究

研究了用50%和70%(质量分数)矿渣粉替代硅酸盐水泥对混凝土抗冻性能的影响。结果表明:大掺量矿渣粉混凝土能经受175～200次冻融循环。矿渣粉掺量为50%时,其抗冻性能甚至优于硅酸盐水泥混凝土。在掺量加大为70%但不掺外加剂的情况下,矿渣粉的掺入对混凝土的抗冻性也无明显的劣化作用。另外,掺用0.5%的FDN减水剂,对大掺量矿渣粉混凝土的抗冻性具有较好的改善作用,可以配制满足大部分南方建筑工程抗冻要求的混凝土。     

爆炸冲击作用下立姿人体抛离问题

为了研究两半正弦正负相组合波形作用下人员抛离问题,以LS-DYNA程序为工具,计算了立姿人体抛离时程曲线。考虑了人体阻尼影响,比较了人体抛离速度与已有公式的计算结果,指出了已有公式的合理适用范围。计算结果和已有经验公式的结果吻合较好。     

基于减压阀组调节的高炉顶压控制策略

为了提高钢铁冶炼的质量,优化高炉顶压的控制方法。以大中型高炉为研究对象,通过分析高炉的工艺流程及影响炉顶压力的因素,构建了高炉炉顶压力的数学模型。在此基础上探讨了一种基于减压阀组调节的高炉顶压控制策略—跟随比例积分微分（tracking proportion integral differential, T-PID）控制 。为验证此数学模型和控制策略的有效性,应用matlab/simulink搭建了系统仿真模型,仿真结果验证了该策略的正确性。将该方法应用于某钢1#高炉顶压控制系统,结果表明高炉顶压波动能控制在±3 kPa左右,具有良好的效果。     

自流浇注料在高炉气封罩内衬上的应用

介绍了自流浇注料的研制和应用．针对气封罩的服役条件及施工要求,研究了微粉种类及加入量、减水剂、颗粒级配、骨料形状和混练时间等对流动性的影响．结果表明,随着硅微粉、减水剂加入量的增加,自流浇注料流动值增大．骨料形状越规则,自流值越大．临界粒度为8mm的自流浇注料最佳颗粒级配为：8～5mm：5—3mm：3—1mm=3：4：3;8—1mm：1—0．045mm：0．045—0mm=4：2：4．通过改进莫来石质低水泥浇注料不用振动实现浇注的施工性能并保持了低水泥浇注料的关键特性,采用莫来石自流浇注料代替传统的粘土质喷涂料,并用自流浇注的方式代替传统的喷涂方式来打结气封罩内衬,使重钢五高炉气封罩的使用寿命提高了8倍以上．     

基于SPH方法对强动载下混凝土结构损伤破坏的数值模拟研究

混凝土结构在冲击爆炸等强动载作用下常常发生开坑和震塌等典型的损伤破坏现象,对损伤破坏的精细化数值模拟依赖于准确的材料模型和合适的数值算法,是当前研究的热点问题.本文首先探讨了基于有限元方法和常用单元删除算法模拟混凝土损伤破坏的内在缺陷和不足,然后基于光滑粒子流体动力学方法(SPH)与作者近期提出的混凝土动态损伤材料模型(Kong-Fang模型)相结合,对强动载下混凝土结构损伤破坏进行数值模拟,得到了实验的较好验证.SPH方法结合Kong-Fang材料模型不需要引入常用单元删除算法中的经验参数,提供了具有较好应用前景的混凝土结构动态损伤破坏的数值模拟方法.     

GFRP筋混凝土梁抗爆性能试验研究与数值分析

玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋具有耐腐蚀、抗拉承载力高等优点.它们可作为混凝土防护结构的纵筋而代替钢筋.为了明确GFRP筋混凝土梁(GRCBs)的抗爆性能,对GFRP筋混凝土梁和钢筋混凝土梁(SRCBs)进行了爆炸试验、四点弯曲静力试验及数值模拟分析.结果表明:四点弯曲静力试验中,工况是3kg-0.65m的爆炸荷载作用后相同等效刚度设计的GRCBs承载力是SRCBs的5.5倍.在近距离爆炸作用下(比例爆距小于0.5159mkg^-3),由于GFRP筋处于弹性阶段,破坏形式主要是混凝土出现裂纹、剥落和震塌.通过数值模拟分析,增加纤维增强聚合物(FRP)筋刚度可以降低GRCBs跨中位移,跨中最大位移降低率与EA比的比值为0.1,减少GRCBs的裂纹与损伤,增强GRCBs的抗爆性能.当比例爆距小于0.4095mkg^-3,GFRP筋混凝土梁用C50及以上混凝土能有效减少混凝土震塌与剥落.研究表明,GRCBs比SRCBs具有更高的抗爆性能.