关键词： 大、小横梁体系组合梁   窄箱组合梁   组合梁桥面板设计   桥面第二体系受力   有限元  

摘要： 钢混组合梁具有钢结构和混凝土2种材料优势,经济性好,便于施工,在工程中应用很多。对于多纵梁的组合梁而言,桥面板与钢结构的关系可分为大横梁体系和小横梁体系。为研究不同体系桥面板在活载下的受力特点,基于深汕合作区通港大道项目,分析了双窄箱组合梁结构采用大横梁不带钢悬臂、大横梁带钢悬臂、小横梁3种体系的桥面板构造与设计细节,并以MIDAS FEA NX建立3种体系的桥面板结构有限元分析模型,对比车辆荷载位于桥梁不同区域时桥面板的受力情况和纵梁内净距、横梁间距对桥面板受力的影响规律。结果验证了大横梁体系对于桥面板受力的改善作用,并得出了桥面板较优的纵、横梁间距比和桥面板边界最大距离,可为后续类似的工程建设提供有益参考。

关键词： 深水隔水套管   有限元分析   性能试验  

摘要： 针对海洋油气开采逐步向深水、超深水方向发展的现状,为进一步验证现有特殊螺纹连接式隔水套管的防倒扣性能是否具备服役深水、超深水能力,以浅海海域常用的一款36吋特殊螺纹隔水套管增加防转结构为例,通过进行有限元分析模拟计算、性能试验进行相关防倒扣性能研究,旨在为深水隔水套管研制提供技术参考。

关键词： 小箱梁桥   细粒石   泥石流   有限元分析  

摘要： 我国部分地区经常遭受泥石流影响,桥梁经常会倒塌,桥梁受到泥石流冲击的过程中其受到的冲击力有很大的不确定性。为研究小箱梁桥上部结构在泥石流冲击下的动力学影响,本文基于欧拉-拉格朗日流固耦合理论,建立了泥石流浆体、粒状泥石流、小箱梁桥梁有限元模型。以广东罗定市罗镜桥为研究对象,分析泥石流冲击下桥梁。分析结果显示:泥石流浆液中粒状石的直径对桥墩的冲击力具有显著影响。

关键词： 电-碳耦合市场   动态碳排放强度   日前市场出清   碳捕集电厂  

摘要： 为实现现货电能量市场和碳交易市场的有效协同,从电力交易中心把控系统碳排放的角度出发,构建一种电-碳耦合市场运营机制,并提出考虑动态碳排放强度的电-碳耦合市场日前出清模型。首先,在现有的电力市场运行规则基础上将碳交易市场进行嵌入,构建电-碳耦合市场联合运行机制;其次,基于边际发电成本特性和单调非递减阶梯式报价规则,构建传统能源发电商和碳捕集电厂的分段报价曲线;再次,推导传统能源发电商和碳捕集电厂的动态碳排放强度模型,并基于等面积原则构建二者的阶梯式动态碳排放强度曲线;然后,考虑阶梯式报价曲线和动态碳排放强度,以综合成本最小为目标兼顾电网运行和物理约束,构建电-碳耦合市场日前出清模型。最后,在PJM-5节点和IEEE-39节点电力系统进行算例仿真分析,通过设置不同的场景验证所提电-碳耦合市场日前出清模型的有效性。

关键词： 线性互补理论   车辆-轨道耦合   动力响应   时间有限元   轮轨耦合共振  

摘要： 为克服轮轨动力方程时变特性以及轮轨脱离情况带来的仿真效率低,稳定性差等问题,基于线性互补理论及时间有限元法,提出一种求解车轨系统方程的新方法。该方法首先将轮轨接触问题转化为一个标准的线性互补问题,并通过将二阶动力方程转化为一阶动量方程实现不连续轮轨力的求解;接着与传统的Herz-Newmark法对比,验证该方法的准确性和稳定性;最后应用该方法探究轮轨系统耦合振动特性,并给出时速350km高速铁路不同波长钢轨波磨控制限值。研究结果表明:动量方程可以消除接触力的快速变化,避免大步长条件下接触力不连续引起的稳定问题,临界稳定步长为1ms。方法具有较好的计算性能,求解过程轮轨系统为时不变体系,不用逐步更新动力矩阵,相同积分步长条件下,计算效率提高2倍左右。多轮约束作用会显著改变钢轨振动特性,使得车轨耦合模型振动模态更加丰富。0~1500Hz范围内,钢轨存在5种典型振动模态,分别对应P2共振振型、钢轨1阶局部弯曲、2阶局部弯曲、3阶局部弯曲及4阶局部弯曲振型。钢轨局部共振会造成特定频段轮轨力放大现象,波长30~100mm的钢轨波磨,波深应控制在0.05mm以下;波长100~300mm的钢轨波磨,波深应控制在0.1mm以下。本文数值算法能够实现对车轨动力系统高效、准确的仿真。

关键词： 激光选区熔化   三周期极小曲面   多层级结构   有限元分析   力学性能  

摘要： 三周期极小曲面(TPMS)结构因其优异的力学性能,在航空航天领域关键零件轻量化方面展现出广阔的应用前景.为有效增强TPMS结构力学性能及其轻量化程度,提出一种基于应力场引导的多层级TPMS点阵结构设计优化方法,设计出多层级Gyroid点阵结构,采用激光选区熔化技术制备了相应的点阵结构,并与体积分数相同的初级Ti6Al4V Gyroid点阵结构进行了对比研究.在此基础上,通过有限元模拟和压缩试验,系统研究了多层级Gyroid点阵结构的压缩性能、变形行为和能量吸收性能.结果显示,与相同体积分数的初级Gyroid点阵结构相比,多层级Gyroid点阵结构压缩性能显著提升,其弹性模量、屈服强度和极限强度分别提高了约36.52%,58.55%和57.62%,能量吸收能力提升了约42.85%.此外,与初级Gyroid点阵结构在斜压杆中心区域的45°剪切断裂模式不同,多层级Gyroid点阵结构初期在填充区域发生层状断裂,随后在未填充区域的斜压杆中心区域发生45°剪切断裂.基于Johnson-Cook塑性模型和损伤模型所建立的有限元模型能够准确预测多层级Gyroid点阵结构的变形行为和力学性能,其预测误差在20%以内.文章所设计的多层级Gyroid点阵结构具有优异的力学性能和能量吸收能力,为航空航天领域高性能轻量化零件优化设计与制造提供了新的思路与技术支持.

关键词： 航站楼   钢结构   有限元分析   变形   应力   抗倒塌性能  

摘要： 西安咸阳国际机场东航站楼由集中式主楼和6条指廊构成。主楼屋盖采用正交正放钢网架结构,由56根Y形钢柱和56根幕墙钢柱支承,采用楼面散件拼装、分区提升就位、嵌补构件合龙施工方案。为评估大跨度屋盖钢结构在承重构件失效情况下的抗倒塌性能,选取28种典型单柱去柱工况,进行等效静力、弹塑性动力时程、竖向静力弹塑性分析。研究表明,大跨度钢屋盖结构在单柱去柱工况下仍保持弹性,竖向变形和构件应力均在有限范围内,抗倒塌性能良好。动力放大系数取2.0,能偏安全地估计单柱失效时结构动力响应。在内侧Y形中柱去柱工况下,结构抗倒塌系数较低;在外侧幕墙柱去柱工况下,结构抗倒塌系数较高。

关键词： 冷喷涂   复合涂层   应力集中   有限元  

摘要： 为了更深入地研究镁合金冷喷涂Al-αAl_(2)O_(3)复合涂层在不同受力状态下的力学响应,利用ABAQUS有限元软件分别在AZ31B镁合金上构建了Al-Al_(2)O_(3)复合涂层的定点下压模型、拉伸模型和摩擦模型(其中Al_(2)O_(3)质量分数分别为0%、15%、30%、45%),且对于冷喷涂试验中出现的颗粒随机性进行相应的表征,分析了涂层在不同受力状态下的应力分布及其类型,以期获得复合涂层潜在的失效机制及在不同受力(拉伸、压缩、摩擦)状态下应力之间的联系。研究表明:3种不同受力工况下应力集中现象位于Al_(2)O_(3)颗粒的边缘或附近,且应力在靠近曲率半径最小处达到最大值,但不同的受力会导致应力的类型不同。经过摩擦后的涂层最表层的涂层残余应力为拉应力,次表层则为压应力,涂层最下层则为拉应力,且最表层的残余拉应力平均值随着Al_(2)O_(3)含量增多而增大。研究结果可为涂层设计和材料选择提供理论指导,同时也为相关应用领域提供参考依据。

关键词： 有限元分析   机制砂   抗剪性能   开裂荷载  

摘要： 为了研究机制砂替代率对混凝土梁抗剪性能的影响,利用有限元软件ABAQUS建立了四根不同机制砂替代率的混凝土梁模型,分析了机制砂替代率对混凝土梁抗剪能力的影响。试验结果表明:机制砂会降低混凝土梁的抗剪性能,随着机制砂替代率的提高,混凝土梁的极限承载能力下降,同时开裂荷载降低。

关键词： 方钢管混凝土   滞回曲线   参数化分析   梁柱线刚度比   有限元分析  

摘要： 为分析梁柱线刚度比对方钢管混凝土柱-钢梁抗震性能的影响,利用ABAQUS及Python脚本建立了8个相同材料不同梁柱线刚度比的有限元模型,分析了梁柱线刚度比对模型极限承载力、滞回耗能及延性系数的影响。结果表明:钢管混凝土柱-钢梁结构具有良好的耗能能力。随着梁柱线刚度比的提升,该结构的承载能力会有所提高,但当提高到一定程度时,承载能力会下降。建议方钢管混凝土-钢梁框架结构的梁柱线刚度比取值不大于0.355。