关键词： 三角剪切变形理论   复合材料层合板   自由振动   薄板样条径向基函数   固有频率  

摘要： 基于复合材料层合板的三角剪切变形理论,推导了对称复合材料层合板的控制微分方程。利用基于薄板样条径向基函数的无网格配置方法离散的控制微分方程,预测了对称复合材料层合板的自由振动行为。计算了不同材料参数和层合板几何参数的固有频率,并与文献结果进行了比较。还研究了节点排布、模量比和边厚比对固有频率的影响。结果表明,本文结果与文献结果具有较好的一致性,节点数量越大,无量纲频率对网格分布越不敏感,固有频率随着边厚比和模量比的增加而增加。通过数值实验,证明了用薄板样条径向基函数离散的三角剪切变形理论对对称复合材料层合板的自由振动分析具有较高的数值精度和良好的收敛性。

关键词： 初辊压   S形钢丝   有限元分析   应力-应变  

摘要： 根据主缆S形钢丝的技术指标要求,利用有限元分析和试验测试等手段,在保持总变形不变的条件下,对10#钢分别进行4道、6道、8道初辊压测试试验。试验结果表明S形钢丝应力的集中区域存在于变形过渡区和辊缝中心线的主要变形区,随着辊压道次的增加,拉长的晶粒也更多。数值分析的预测结果与实验表征的结果具有良好的一致性。

关键词： 公路桥梁   机器视觉   结构动态位移   有限元分析   安全分析  

摘要： 公路桥梁结构安全对交通安全运营和区域经济发展起到关键作用,但由于交通荷载的快速增加和复杂变化,桥梁结构变形及安全状况实时监测的需求日益凸显。然而,以接触式传感器为主的结构健康监测系统存在安装施工难、维护更换繁、需要中断交通等局限。为此,该文提出了一种基于机器视觉的非接触式变形测量系统,利用模板匹配和特征点识别方法,实现结构表面标记的识别和关键位置的位移提取,并通过实验室和现场试验对视觉方法的准确性和稳定性开展测试。此外,针对实际桥梁结构运营状况建立相匹配的有限元分析模型,通过动静力学试验设定多级预警阈值,进一步判定结构的安全状况。试验结果表明:①所建立的视觉变形测量系统位移测量误差在5%以内,振动频率误差在1%以内;②基于模板匹配和特征点识别的测量技术能够对结构自有特征进行识别,满足长期性变形监测的需求;③通过多工况下有限元分析,可以为结构长期位移监测设置预警阈值。

关键词： 水下采油树   油管悬挂器   金属密封   设计分析  

摘要： 在水下油气开采领域中,水下采油树是水下油气田开发中重要的井口控制装置,油管悬挂器是水下采油树必不可少的重要组成部分,金属密封是油管悬挂器的重要零部件,金属密封性能的好坏决定着水下采油树的工作效率。为了保证水下采油树的高效工作和使用寿命,避免水下采油树因密封问题出现损伤。对油管悬挂器的金属密封进行有限元设计分析,保证水下油管悬挂器金属密封的可行性。分析结果表明,金属密封的密封能力和稳定性符合设计要求。

关键词： 强震山区   桥梁抗震延性设计   有限元   塑性铰  

摘要： 以某强震山区桥梁为例,利用大型有限元计算分析程序Midas Civil进行空间模型建立,并考虑土对桩的影响,分析桥梁的自由振动特性。在选择合适的地震波进行时程分析后,结合弯矩—曲率曲线的分析结果,判断了墩柱塑性铰的转角能力是否满足相关规范的要求。对桥墩的抗剪能力进行了验算,通过详细描述设计过程及要点,为类似强震山区桥梁抗震设计提供参考。

关键词： 轻钢龙骨复合外墙   热工性能   有限元分析   防护热箱实验  

摘要： 轻钢龙骨复合外墙由于热桥及多层非均质结构的影响,其传热机理复杂,特别是含空气间层的墙体存在导热、对流、辐射三种热传递方式的耦合效应,其热工性能难以采用传统计算方法进行精确求解。利用有限元软件COMSOL,从基本传热原理出发,对4种不同构造组成的轻钢龙骨复合外墙的热工性能进行多场耦合模拟,并采用防护热箱法对模拟值进行实测验证分析。结果表明:有限元软件COMSOL可以准确可靠地模拟分析出此类复合墙体的热工性能,其模拟值与测试值(偏差在2%以内)具有较高的吻合度;在空气间层内完全填充岩棉类保温材料比50 mm空气间层的保温性能好;粘贴聚乙烯隔热胶带等断热材料可有效改善轻钢龙骨处的热桥效应。

关键词： 加热电缆   填料密封   有限元分析   流体压力渗透  

摘要： 为实现井口高压力防喷目的,提出了一种适用于加热电缆防喷器的填料密封结构。该填料密封结构中填料环通过压阀压缩实现预安装,起到对腔内流体密封的目的。通过建立填料密封结构理论模型,分析了填料环在压缩变形阶段和流体渗透阶段的力学行为,利用有限元软件建立了填料密封结构的二维轴对称模型,分析填料环在不同压缩载荷和流体压力下的填料环变化规律。结果表明:不同压缩载荷下填料环最大应力应变随压缩载荷的增大而增大,当载荷超过15 MPa时,应变区域开始向下转移;密封面上的接触应力沿着轴向位置基本呈现递减趋势,且随着压缩载荷的增大而增大;随流体渗透载荷的增加,流体逐渐从密封面向上渗透,接触长度不断减小。

关键词： 基坑   支护   钢管桩   围堰   有限元分析   不平衡受力   变形  

摘要： 以京台高速公路齐河至济南段改扩建工程主桥P3号墩为研究背景,该工程深基坑处于黄河岸边,具有下游回水冲刷较大、距离已有桥墩基础非常近、承受不平衡水土压力作用的特点,围堰施工难度大,极易导致临近桥梁、围堰变形过大等安全问题的发生。针对工程实例,结合不平衡受力的特点,探索了钢管桩围堰支护的作用机理。通过对工程实例进行有限元建模分析,对钢管桩围堰、支撑结构的变形、强度进行分析,并对临近既有桥梁的沉降影响做了进一步分析。将有限元计算结果与实际监测数据进行对比,验证了有限元模型的合理性。结果表明:钢管桩围堰随施工的进行变形逐渐增大,变形主要集中在水土分界处,且背水面变形大于迎水面,最大变形呈现在第5分析步(施工承台结构阶段),变形值为30.40mm,位于短边水中面;支撑结构在长边左右两侧受力不均较明显,尤其在第2分析步(安装上层支撑结构阶段),最大受力发生在第4分析步(土体开挖至基坑底部阶段),最不利截面强度验算为121.47MPa<215MPa,满足要求。临近的既有桥梁最大沉降值和最大倾斜度均满足规范要求。

关键词： 沥青路面   移动荷载   有限元   力学响应   参数分析  

摘要： 掌握沥青路面在移动荷载作用下的力学响应,是更为合理地进行路面结构设计的重要基础。该文基于有限元建立了移动荷载作用下沥青路面力学响应的数值模拟方法,讨论了移动荷载作用下沥青路面结构不同层位的竖向位移、应力与应变等力学响应特征,系统研究了轴载、车速及温度对沥青路面力学响应的影响,为优化路面结构设计提供参考。结果表明:移动荷载作用下,沥青路面各层的竖向位移随路面深度增加逐渐增大,且随轴载与温度增加而增大,而受车速影响较小;沥青路面各层所受应力包括竖向压应力与剪切应力,其压应力与剪切应力均随着轴载增加而显著增加,而受温度与车速的影响较小;相应的各层竖向压应变与剪切应力均随轴载与温度增加而增加,受车速影响较小。路面结构内部的应力与应变情况复杂,在设计中,应控制各结构层最不利应力及应变,满足设计要求。

关键词： 安装游隙   理论计算   测试原理   有限元  

摘要： 以某圆柱滚子轴承为研究对象,对轴承安装游隙进行了几何及力学表征,采用有限元法分析计算该轴承的安装游隙;绘制出径向安装游隙测试原理曲线;在此基础上提出了一种基于内外圈相对运动的安装游隙测试方法,通过搭建的游隙试验台,进行轴承径向安装游隙测试,然后把测试结果与理论计算结果进行了对比。通过对比分析证明:该方法对轴承安装游隙的测试及数据处理方法可有效减去外载荷对测试结果的影响,对轴承的安装游隙分析具有一定的指导意义。