关键词： 磨损   控制棒   有限元  

摘要： 控制棒包壳的磨损问题在核反应堆的安全运行中扮演着至关重要的角色。本研究旨在深入探讨控制棒包壳的磨损机制及其影响因素,以提高反应堆的安全性和性能。本研究基于E. Marc等试验测量的摩擦系数和磨损系数,利用商业有限元分析软件ABAQUS,建立了控制棒包壳与接触区域的模型。分析过程中,采用能量磨损模型,同时借助UMESHMOTION子程序和ALE自适应网格方法,实现了磨损表面的动态更新。在确保计算结果准确性的前提下,对比了二维与三维模型,最终选择了计算效率更高的二维模型进行分析。本研究进一步探讨了加速因子、摩擦系数和分析步长对计算结果的影响,确立了合理的参数设置,为控制棒磨损演化规律的研究提供了基础。通过对不同工况下磨损深度分析,得出了如下主要结论:适当的液体润滑对于减少包壳磨损非常重要。研究结果不仅直观地展示了不同环境下的控制棒包壳磨损行为,而且为控制棒寿命预测和优化设计提供了宝贵的基础。

关键词： 滑移   摩擦接触   摩擦纳米发电机   有限元分析  

摘要： 机械结构中紧固连接件受到切向载荷时接触界面上可能会发生微小的滑移,在循环的切向载荷作用下,这种微小的滑移可能是安定的,也可能发生累积使得接触零件间发生较大的相对位移,导致紧固连接失效.本文中采用摩擦纳米发电机来测量接触界面间的滑移,在搭建的滑移测试平台上对金属平面-平面接触的滑移累积进行了试验测试,然后采用有限元法对这个过程进行数值模拟,分析结果与测试结果接近.对接触界面滑移累积和安定行为的机理进行剖析,发现滑移安定时,在第2个及以后循环载荷周期内,界面上存在切向应力小于该处最大摩擦力的区域.进一步通过数值模拟发现接触界面的滑移位移与载荷的大小、施加方式以及接触界面的变形有关.

关键词： 隧道衬砌   BFRP筋增强   有限元模拟   极限承载力   耐久性  

摘要： 通过建立RC衬砌有限元模型(FEM)并验证其准确性,分析了采用BFRP筋/网格增强衬砌和BFRP筋替代衬砌内部钢筋等不同方案对衬砌抗弯性能的影响。结果表明,BFRP材料增强衬砌方案提升了衬砌的开裂后刚度和极限承载能力,但该方案导致衬砌的承载能力冗余较高,造成材料浪费;BFRP筋替代衬砌内部钢筋方案能够在提升隧道耐久性的同时节约成本;采用BFRP筋等强度替代衬砌内环钢筋,开裂后刚度降低27%,影响了正常使用阶段的荷载设计值;而采用BFRP筋等刚度替代衬砌内环钢筋,承载能力提升135%,增加了结构强度冗余和工程成本。因此提出一种采用近似截面的BFRP筋替代衬砌外环钢筋的设计方案。采用此方案,衬砌开裂后刚度降低不超过10%,满足隧道正常使用要求,保持极限承载能力与现有衬砌相当;在有限的成本增加下,提高了衬砌的耐久性能,延长了隧道的使用寿命。

关键词： 风电   叶片   褶皱   玻璃布   有限元  

摘要： 风电叶片褶皱避免和修复对风电机组安全运行至关重要。本文介绍了风电叶片褶皱形成原因及褶皱预防措施,然后基于有限元理论,采用ANSYS仿真软件对不同修复玻璃布层数和不同修复玻璃布面积对褶皱最大应力的影响进行模拟研究,结果表明,褶皱修复玻璃布层数对褶皱最大应力有影响,随着修复层数增加,褶皱最大应力降低;褶皱修复玻璃布面积对褶皱最大应力无明显影响,不同修复玻璃布面积,褶皱最大应力基本一致。所得结论可为同类型叶片褶皱修复提供参考。

关键词： 波纹钢腹板   组合柱   火灾全过程   升降温   温度场   剩余承载力  

摘要： 波纹钢腹板-方钢管组合柱是一种新型的结构形式,为研究方钢管和波纹钢腹板外露于火灾下受到高温影响发生的损伤,采用ABAQUS软件建立了升降温火灾全过程作用后波纹钢腹板-方钢管组合柱性能分析有限元模型,模型时考虑了构件初始缺陷影响,采用试验实测数据结果对有限元模型进行可靠性验证。通过验证后的有限元模型对影响火灾后波纹钢腹板组合柱剩余承载力的主要因素进行参数分析。结果表明:升温时间、截面周长、截面含钢率和荷载偏心率是影响波纹钢组合柱火灾后剩余承载力的主要因素,研究结果可为波纹钢腹板-方钢管混凝土组合柱抗火性能研究提供参考。

关键词： 泵站   瓜洲泵站   反应谱   抗震分析   有限元   位移   应力  

摘要： 瓜洲泵站工程作为鲁班奖的典型泵站工程,对扬州市区防洪和排涝起到关键作用。该泵站工程等别为Ⅱ等,设计采用了钻孔灌注桩基础。鉴于该工程的重要性,考虑地震荷载对泵站工程的威胁,有必要对该泵站工程进行抗震安全性分析,在验证设计方案的同时,反馈工程设计。三维空间有限单元法作为研究结构安全性能的一种重要数值模拟方法,已成为研究结构抗震性能的一种重要手段。文章以瓜洲泵站工程为研究对象,通过建立三维空间有限元模型,依据《水工建筑物抗震设计规范》,采用振型动力反应谱法模拟地震动力响应,应用ABAQUS软件进行数值模拟分析,通过研究和分析该泵站的变形和应力,对瓜洲泵站结构进行抗震安全性评价,结果可为类似工程的抗震安全性分析提供参考。

关键词： 综合能源系统   多能负荷时空耦合   非侵入式负荷   图半监督学习   改进胶囊网络   残差块结构卷积网络   极化自注意块  

摘要： 为了提升非侵入式综合能源系统多能设备负荷辨识的准确性,在充分考虑多能负荷时空耦合特性的基础上,提出了一种基于改进滑动窗口双边累计和(cumlative sum,CUSUM)、图半监督学习(graph semi supervised learning,GBSSL)和改进胶囊网络(improve capsule network,ICapsNet)的非侵入式综合能源系统多能设备负荷辨识方法。首先,引入自适应噪声值选取方法对滑动窗口双边CUSUM算法进行改进,并利用改进后的算法进行事件检测,之后通过GBSSL标记未标记的样本;其次,在CapsNet的基础上,改进相似度和加权求和计算方法,利用残差块结构卷积网络替代原卷积模块,并将极化自注意块引入主胶囊模块,构建ICapsNet;最后,利用不同的非侵入负荷辨识方法对采集的10 150个综合能源负荷数据进行负荷辨识,验证所提方法的优越性。实验结果表明:所提方法相较于BI-GRU、Bagging EL和DNN等主流非侵入负荷辨识方法,P_(recision)、R_(ecall)、F_(macro)和BA指标分别平均提高了1.77%、2.14%、1.94%和1.26%。由此可知所提方法对能够精准地辨识非侵入式综合能源系统多能设备负荷,且具有良好的运算效率和通用性。

关键词： 海缆   有限元   热力耦合   应力   截面力学性能  

摘要： 海缆作为高压电力的传输构件,运行过程中产生的热量会引起结构温度升高及膨胀。受各层约束作用,海缆将产生较大的热应力与变形,进而引起结构损坏。此外,温度升高会导致海缆内部高分子材料弹性模量降低,导致海缆截面力学性能的改变。因此有必要研究海缆运行过程中因热膨胀引起的应力和变形,分析温度对海缆截面力学性能的影响。本文以某海上风电工程为依托,基于有限元软件ABAQUS建立了海缆-土体整体有限元模型,获得了稳态载流量下的温度场分布;基于温度场结果,采用热力耦合方法计算了海缆的热应力和热变形,并分析了温度作用下海缆截面力学性能的改变。结果表明:海缆运行时最高温度出现在铜导体中,外被层温度最低,以铜导体为中心,沿径向往内侧温度变化梯度较小,往外侧温度变化梯度较大;热应力主要集中在金属结构中,最大变形出现在钢丝铠装层中,当铜导体与光纤位于截面顶部时位移最大,位于底部时位移最小;考虑温度影响后,铜导体与光纤的应力会增大,同时海缆的拉伸与扭转刚度会降低,且逆扭转刚度的降低程度大于顺扭转刚度。

关键词： 磕碰   运动仿真   有限元  

摘要： 飞机登机门是人员进出的主要通道,登机门主要由门体结构和运动机构组成,登机门下部布置有曲柄机构和拉杆机构用于登机门下部的解锁和上锁。在登机门的使用过程中,下部拉杆机构与曲柄机构结构间隙较小,发生了磕碰故障。针对该问题,通过运动仿真分析对登机门拉杆组件尺寸、运动间隙进行了详细分析,并利用有限元法对损伤零件进行强度校核,确定了登机门曲柄组件磕伤的原因并对结构形式加以优化设计,解决了机构磕碰问题。

关键词： 现浇连续梁   吹砂围堰   有限元   施工工艺  

摘要： 为了解吹砂围堰沉降对现浇桥梁施工的影响,在介绍吹砂围堰力学性能的基础上,结合实际工程进行有限元分析,研究不同龄期、不同沉降条件下桥梁的结构受力,并提出相关控制技术。结果显示,经过分环浇筑后,围堰的沉降量对桥梁中支座截面影响更大,采用吹砂围堰施工控制技术有利于减小围堰沉降,对保持护坡稳定性具有积极作用。