关键词： 穹顶洞室   临时中心钢管柱   有限元   施工过程模拟   变形特征  

摘要： 某地下储油库开挖规模大、跨度大、洞室群密集,开挖期间容易发生变形破坏问题。为了保证工程施工安全进行,根据工程地质勘察报告、现场实际开挖步序,利用有限元软件Midas/GTS对整个穹顶洞室的开挖过程进行数值模拟,分析穹顶洞室在整个开挖过程中应力场、位移场演化规律;同时,通过提取模型拱顶竖向位移、拱脚水平位移分析临时中心钢管柱对围岩稳定性的影响。结果表明:(1)穹顶洞室拱脚处以及穹顶洞室与坑道的交叉处容易发生应力集中现象,开挖过程中应着重加强这些部位的支护;(2)受穹顶结构和地下洞室高宽比的影响,穹顶洞室施工过程中围岩主要发生竖向变形;(3)格栅钢架+锚杆+钢筋网+临时中心钢管柱并喷射混凝土的复合式支护体系可以对洞室围岩起到很好的支护作用,临时中心钢管柱的存在大大提高了施工过程的安全系数。

关键词： 输电线路   电场仿真   有限元   输电杆塔  

摘要： 随着我国高压交流输电技术的快速发展,高压交流电网已然成为我国电网的主要网架,高压输电线路工频电场不可避免地会对近地面的人类活动产生一定影响,因此有必要对输电线路产生的电磁场进行计算。本文以220kV同塔双回输电线路为研究对象,采用COMSOL有限元仿真软件,模拟同塔双回线鼓形排列条件下杆塔及导线周边的电场,研究分析相序配置、杆塔结构、导线粗细与分裂间距选择,以及导线对地高度等因素对电场分布的影响。结果显示,逆相序排布可显著降低地面电场强度,而导线粗细对电场分布的影响较小,合理的分裂间距有助于控制电场强度,输电线路对地高度是影响地面电场的最关键因素。以上研究结果可为220kV输电线路电场优化提供参考,有助于提升系统的环境兼容性和安全性。

关键词： 优化调度   电动汽车   用户均衡   耦合网络  

摘要： 随着电动汽车的普及,研究“电力—交通”耦合网络的联合优化运行,对于提升社会效益具有重要意义。文章基于静态充电和动态无线充电这两种充电模式,根据用户均衡准则和系统最优准则对交通网建立了道路通行时间与道路成本之间的关系,构建了“电力—交通”耦合网络的联合优化运行模型。该模型在已有的DistFlow最优潮流模型的基础上,通过节点电价调控电力负荷的分布以及利用充电电价来影响电动车负荷分布,实现发电成本最优,从仿真上验证了模型的优越性。

关键词： 变电站   接地网   接地电阻   不均匀沉降   有限元分析   应力水平  

摘要： 变电站地基土体不均匀沉降活动较为常见,但造成接地网破坏失效却容易忽视。本研究以某220 kV变电站地基土体不均匀沉降对接地网的破坏为案例,选择有限元分析软件ANSYS软件建立了接地网和周围土体的非线性接触有限元模型,通过仿真分析,得到该变电站接地网竖向应力水平,并讨论分析了接地材料厚度、宽度、接地网埋深、不均匀沉降差量、埋土弹性模量对接地网竖向应力的影响,分析结果表明:接地网接地扁钢的厚度、减少埋深以及选择硬质土壤回填有利于降低不均沉降时接地网的最大范式等效应力。同时对该变电站土体不均匀沉降时接地网的电阻值、土壤电阻率、最大不均匀沉降量和应力进行检测和监测,发现变电站地基土体不均匀沉降活动会导致接地网裂解从而导致其接地电阻值升高研究结果为变电站土体不均匀沉降时接地网的稳定性分析和地灾的预防处理提供一定的参考。

关键词： 装配式   板柱节点   组合板   数值模拟   受力分析  

摘要： 为满足装配式组合板-柱结构节点的承载要求,提出了两种预制钢板夹心混凝土组合板与结构柱节点的连接构造.利用ABAQUS有限元软件建立了组合板-柱连接节点的数值计算模型,分析了预制节点在冲切荷载作用下的承载性能及主要设计参数对其受力和变形性能的影响.结果表明,预制连接节点与同参数条件下的现浇节点相比,能够在保证良好延性的同时显著提升抗冲切承载力,说明连接组件能够对节点抗冲切性能产生积极贡献.此外,在外环板-贯穿螺栓连接中,建议选择方形或十字形外环板且强度等级与组合板一致,均取为Q345,并采用16个贯穿螺栓放射排布.对于外伸组合板-环向法兰连接,建议法兰厚度控制在20 mm左右,以获得最优的性价比.

关键词： 钢箱梁   应力   模拟   顶推   变形  

摘要： 钢箱梁顶推施工技术是桥梁建设中常见的施工技术之一,而小半径曲线钢箱梁的直线顶推施工是钢箱梁顶推施工中比较特殊的一种,因为由于钢箱梁小半径的特殊性,在进行一定量的顶推之后都需要对钢箱梁进行平面内的旋转调整使其中心线与设计中心线重合。而在调整之前钢箱梁前后端的曲线段悬挑会使钢箱梁处于偏载状态,影响钢箱梁整体的受力与变形。鉴于此,以长平枢纽互通A匝道桥为例,对小半径曲线钢箱梁的顶推施工进行施工模拟,来保证顶推施工的安全性。模拟结果表明,在整个曲线顶推过程中,最不利状态下的最大应力、变形、支反力处在3个不同的危险工况下,最大应力σ_(max)=137.9 MPa≤[σ]=210 MPa,发生在支撑位置,满足受力要求;最大变形u_(max)=-98.033 mm,钢导梁前端设470 mm上墩措施,导梁竖向挠度满足施工要求;最大支反力F_(max)=236.0 t,需对支架结构临时措施进行局部加强,防止产生不理想应力及变形。

关键词： 多物理场   流固耦合   物质点法   有限元法   增材制造  

摘要： 金属增材制造过程涉及复杂的热-流-固强耦合问题,对数值模拟算法的精度和效率提出了巨大的挑战。针对该问题,本文提出了多物理场物质点有限元法。该方法采用结构化背景网格、有限单元和物质点离散求解各物理场,通过分区求解和界面耦合的方式实现热-流-固耦合求解。对于潜在熔化区域和未发生熔化的区域,分别采用物质点和有限元离散,结合了两者在求解材料特大变形和小变形问题上的各自优势,能够在保证计算精度的前提下有效提升计算效率。数值算例表明了本文算法的热-流-固多场耦合计算精度、相比于已有算法的高效性以及物质点和有限元离散区域界面处温度和应力的连续性。本文工作为金属增材制造过程多物理场耦合问题提供了一种高效的数值模拟方法。

关键词： 超高压   阀门   螺栓   裂纹   有限元   疲劳  

摘要： 针对超高压阀门螺栓疲劳断裂失效问题,提出了一种基于断裂力学的超高压螺栓疲劳寿命分析方法,并以某型超高压放空阀螺栓疲劳寿命分析为实例,介绍了基于传统的S-N疲劳设计曲线和基于断裂力学的超高压螺栓疲劳寿命分析方法的具体分析过程。结果表明,传统S-N疲劳设计曲线法以相同应力特征下的高强度钢疲劳试样裂纹萌生至1 mm的循环次数为螺栓的疲劳寿命,而基于断裂力学的疲劳寿命分析方法以实际超高压放空阀螺栓裂纹扩展至6.725 mm时总循环数的一半为螺栓的疲劳寿命;对于采用高强度钢材料的超高压阀门螺栓,相较于普通中低压阀门螺栓常用的基于裂纹萌生失效准则的S-N疲劳设计曲线法,基于断裂力学的疲劳寿命分析方法更加精确,更能满足工程需要。研究为合理预测超高压阀门螺栓疲劳寿命提供了一种新方法。

关键词： 空调管支架   开裂分析   有限元   结构改进  

摘要： 通过建立有限元分析模型,分别进行模态分析、惯性加速度分析和集中力载荷分析,研究某轻客整车耐久试验过程中出现的空调管支架开裂原因。分析结果显示,集中力载荷工况下支架的极限应力值超过了材料屈服强度,且应力集中点与支架起始开裂位置吻合,证明该工况是造成支架开裂的最主要原因。通过改进结构,使支架在集中力载荷工况下的最大应力值较改进前降低了37.1%,且最后顺利通过了整车耐久试验考核。

关键词： 刚构-连续组合桥   有限元   合龙方案   顶推力  

摘要： 多跨刚构-连续组合桥的合龙和顶推方案决定了桥梁结构的内力和线形。为选择董家潭湘江特大桥(70+5×120+70) m的最佳合龙顶推方案,采用有限元软件建立不施加顶推力时4种不同合龙方案的有限元模型,通过对比分析成桥后主梁的位移和应力,初选2种较优合龙方案;在此基础上分析顶推方案并得到3种顶推工况,以消除墩顶水平位移为原则分别确定各工况下的顶推力,对施加顶推力的3种工况进行力学分析,选出最佳合龙顶推方案;最后,针对最佳合龙顶推方案进行顶推局部建模分析。研究结果表明:由边跨向中跨依次对称合龙,在中跨合龙前施加1 900 kN顶推力为该桥最佳合龙顶推方案,该方案的顶推局部应力和变形均满足要求。