关键词： 有限元模拟分析法   受损管片修复   钢环加固   变形监控  

摘要： 盾构管片作为隧道的重要屏障对结构的安全起重要作用。虽然目前盾构工程形成了较为成熟的结构设计理论和工程实践体系,但地铁盾构隧道施工的质量受地面的堆载、周边基坑开挖、地下水源丰富等周边环境以及掘进施工等影响,仍存在一些尚待解决的问题,主要是管片环与环、块与块之间易产生的质量问题,如管片的渗漏、裂缝、错台、崩缺等,进而导致隧道渗漏或破裂等病害,简单的修补管片强度无法满足要求。本文以广州市轨道交通十一号线及同步实施工程总承包项目广建分部土建工程大塘站~石榴岗站盾构区间为依托,通过分析传统盾构隧道管片损坏修复方法,研发出基于有限元模拟分析法的受损管片修复加固技术,采用有限元法对隧道受损管片进行分析和计算,并在受损区域进行钢环加固施工,提高隧道结构在后续使用工况下的安全性。实践结果表明,采用本技术进行施工,加固后的衬砌结构安全性系数(R/S)大大提高,且管片裂缝宽度均满足要求,可为其他类似工程提供参考。

关键词： 臭氧预氧化   碳纳米管   膜污染   Hermia模型   传统滤饼过滤模型   膜改性  

摘要： 以腐殖酸(humic acid,HA)和海藻酸钠(sodium alginate,SA)作为模型污染物,考察了臭氧预氧化和碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)预沉积联合技术对膜污染形成过程和形成规律的影响。通过测定HA和SA物化特性的变化,结合膜滤过程中比通量变化,辅以Hermia模型和传统滤饼过滤模型,分析了臭氧预氧化和CNTs预沉积缓解膜污染的机理。结果表明,经臭氧氧化后,HA和SA的电负性和亲水性增强,且由于发生微絮凝作用,粒径增大。臭氧预氧化对于HA造成的膜污染无明显改善作用,当氧化后HA粒径接近基膜孔径时,膜孔被完全堵塞甚至加重膜污染;臭氧破坏了SA的凝胶特性,大幅缓解了膜表面的滤饼层污染。不同孔径的基膜进行CNTs预沉积后,表面CNTs层可以拦截吸附部分HA和SA分子,从而缓解了HA和SA造成的膜污染。0.45μm PVDF基膜孔径与CNTs层的孔径相差最大,经CNTs预沉积后,在膜表面形成一层致密的过滤层,缓解膜污染的幅度最大。臭氧预氧化与CNTs预沉积联用后,在CNTs沉积量较高的情况下能够缓解HA造成的膜污染,对SA造成的膜污染也起到明显缓解作用,在有效降低膜表面滤饼形成的同时,能够延长膜孔堵塞时间或增加膜孔堵塞到滤饼的过渡阶段时间。

关键词： 掉层RC框架结构   多台地   有限元分析   扭转效应   抗扭设计  

摘要： 山地掉层结构考虑坡地开挖工程量、边坡稳定性等因素,常需设置多个接地端,导致结构平面和立面不规则,扭转效应显著。为研究3个不等高接地端的多台地掉层钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)框架结构的扭转效应及控制措施,通过拟静力试验和振动台试验结果验证了有限元模型的可靠性,对建立的16个不同结构参数的有限元算例模型进行了弹性和弹塑性动力有限元分析,研究了此类框架结构扭转效应受接地端跨数、总掉层数、中接地端掉层数等因素的影响程度;通过算例分析对比了不同扭转控制措施的效果。研究结果表明:弹性状态下,3台地掉层RC框架结构在中接地层和上接地层处扭转效应显著,总体扭转效应小于对应的2台地掉层RC框架结构;而当结构进入弹塑性状态后,通过降低结构掉层部分长度在顺坡向总长度上的占比,可有效缓解结构的扭转效应;在3台地掉层RC框架结构中设置水平接地构件、钢支撑和黏滞阻尼器均能改善扭转效应,对于岩质边坡,设置水平接地构件对各扭转效应指标的改善最好。

关键词： 滚动轴承   摩擦电   压电效应   载荷分布   压力传感器  

摘要： 轴承内部载荷分布是影响轴承疲劳可靠性的重要力学参量。针对摩擦电或压电式压力传感器均需通过外部供能或提供驱动信号才能工作,难以用于空间狭小轴承内部载荷分布在线测试的问题,提出了一种基于自驱动摩擦电-压电耦合压力传感器的轴承内部载荷分布测试方法。研究了摩擦电-压电耦合压力传感器的工作原理,并将其与NUP2207轴承集成;通过有限元方法获得轴承座微槽数目和微槽圆心角对轴承内部载荷分布与径向变形的影响规律并用于指导传感器结构设计。实际测试结果表明:随着微槽数目减少,轴承载荷分布与不开槽载荷分布的偏差增大;随着微槽圆心角增大,轴承外圈和传感器薄膜的径向变形增大;摩擦电-压电耦合压力传感器具有良好的线性度和准确度,可为轴承内部载荷分布的自驱动在线测试提供新思路。

关键词： 残膜回收机   改进设计   三维模型   有限元分析  

摘要： 针对市场上现有残膜回收机在设计、制造上存在的不足,造成使用过程中残膜回收机零部件更换、维修困难,残膜缠绕等问题,本文以某残膜回收机为研究对象,进行结构改进设计的研究,旨在改善残膜回收机的机械化水平及残膜回收率。同时,将研究应用于教学中,转化为基于真实工作情境的项目化教学,有效激发和保持学生的学习兴趣。

关键词： 船体变形   轴系校中   滚装船   有限元   轴承变位  

摘要： 针对船体变形对推进轴系校中分析,计算轴系校中漂浮工况考虑满载工况的轴承偏移。以某大型滚装船为研究对象,采用有限元仿真的方式建立三维模型,分析该船在漂浮工况和满载工况下轴系各轴承处的船体变形情况,并计算出满载工况相对于漂浮工况的各轴承相对偏移量。计算结果表明,船体变形会引起较大的轴承变位,长轴系的大型滚装船在轴系校中时必须要计入船体变形的影响。在漂浮工况轴系校中同时考虑满载工况的影响,能有效降低轴系校中的成本。计算得到的结果数据可为该型船的轴系校中分析提供依据。

关键词： 供水管网   因子分析   随机森林   健康风险评价   分类  

摘要： 随着市政供水管网的规模扩大,城市供水管网的风险不断提高,亟须科学地评估其健康风险。考虑到大数据背景下供水管网数据的样本量和维度呈增长趋势,文章通过将因子分析和随机森林耦合到同一体系框架中,构建供水管网健康风险评价模型,并以上海市HP区供水管网为例进行了计算分析。研究结果表明,耦合模型的准确率和召回率达到了87.50%和94.12%,说明该模型能够有效地预测供水管网健康风险概率;根据重要性分析和敏感性分析的结果发现,管龄与管材是影响管网健康风险的关键因素。文章提出的城市供水管网健康风险评价方法耦合了因子分析的特征简化优势与随机森林的高准确性预测能力,为供水企业进行管网的管理维护、更新改造提供了一定的量化依据。

关键词： 动力控制单元   支架   有限元   频率响应   应力   优化设计  

摘要： 【目的】探讨车辆动力控制单元支架在频域响应方面的特性,揭示车辆动力控制单元频响应力在不同频率范围内的响应特点和性能表现。【方法】基于有限元仿真模拟计算方法,对某品牌车辆动力系统控制单元支架开展了频响应力计算,建立了动力控制单元支撑支架的有限元模型,采用模态叠加法计算了支撑支架在20~100 Hz正弦激励下的频率响应特性,同时在X、Y、Z三个振动方向上施加10m/s2加速度。【结果】支撑支架在X、Y、Z方向频率分别为40.8Hz、35.2Hz、93.0Hz时达到应力最大值,分别为166.751 MPa、72.952 MPa和70.906 MPa,其计算结果符合设计安全阈值,表明支架整体动力特性满足设计要求。【结论】本研究对于提高车辆动力控制单元支架的性能具有重要的理论意义,可为未来车辆动力控制技术的发展提供有益的经验参考和指导。

关键词： 整体提升   有限元分析   液压提升系统   同步控制系统  

摘要： 随着建筑行业的不断发展,高层钢结构屋面施工技术日益受到关注。本文以某高层建筑为例,着重探讨了整体拼装提升技术在高层钢结构屋面施工中的应用。该建筑楼顶钢结构用钢量大,施工中采用地面拼装整体后提升的方法,包括施工部署、桁架柱梁安装、整体提升等步骤。整体提升工艺含吊点设置、液压提升系统及同步控制系统应用等环节,提升前通过有限元分析验证结构的安全性。该技术可降低施工难度,在实际工程中应用效果良好,对类似工程具有参考价值。

关键词： 动态行为   应变率效应   韧性断裂   参数标定   有限元分析  

摘要： 用5种加载速率拉伸试验,研究两种晶体结构金属的应变率效应,结合Drucker屈服方程和MMC断裂准则,分别用Johnson-Cook、Zerilli-Armstrong和Modified Johnson-Cook硬化模型标定试验数据。结果表明:DP80钢和OFHC的预测误差最小的模型分别为ZA BCC模型和MJC模型。模型的数值模拟结果和标定结果一致,但应变率越高,温升效果越明显。冲击试验表明,有限元模拟结果与试件断裂形貌基本一致,所建立的模型能准确地反应金属的动态失效行为。