关键词： 光纤传感技术   损伤分布规律   有限元仿真   振动荷载   有限元模型可靠性  

摘要： 对苏州四号线支线红庄站至蠡墅站段地铁进行隧道结构开展静力场和动力场有限元仿真分析,并根据仿真结果和现场勘察结果,成功设计并布设了能够对隧道结构水平位移、裂缝、沉降、结构应力、结构表面应变、振动等信息进行实时监测的光纤传感网络,实现了对隧道结构健康状态的实时监测,然后利用光纤传感网络反过来验证有限元模型可靠性,从而得到更准确的有限元仿真模型。最后,结合两种技术,针对该地铁中三种主要断面建立了二维有限元模型,研究了三种断面在隧道结构有损伤基础和无损伤基础的两种情况下,受到地铁列车振动荷载影响产生的混凝土结构损伤分布规律,从而更好地为地铁安全运营提供技术保障。

关键词： 理论分析   有限元   附加应力   数值分析  

摘要： 随着我国经济的快速发展,地铁建设越来越多,不可避免地在运营地铁线路周围兴建高层建筑物,建筑物的施工势必引起周边土体应力发生变化,如何减少项目施工对地铁运营的安全影响成为现阶段研究的一大重点。基于此,本文以深圳市光明区塘家学校项目为依托,采用理论分析、三维有限元数值分析等多种手段,运用MIDAS GTS/NX有限元软件,建立三维有限元模型,通过整体三维有限元数值结果分析项目在进行场地整平时土方开挖对高架地铁桩基础的附加应力、应变和弯矩变化,得出场地平整对邻近地铁6号线高架结构的变形和受力产生了一些影响,但不足以对其结构安全性造成影响,也不会影响6号线的正常使用。为确保项目施工过程中邻近地铁高架结构的安全及正常运营提出相应的处理措施,以供类似工程参考。

关键词： 梁拱组合桥   连续梁   总体设计   有限元分析  

摘要： 梁拱组合体系桥梁,因其受力合理、造价低廉、施工简便、造型美观等特点,在市政工程建设中得到广泛应用。桥梁总体设计是梁拱组合桥设计的一个重要环节,合理的计算分析可以确保结构具备良好的受力性能。为研究上承式梁拱组合桥的总体力学性能并解决工程实际问题,以通州通惠河桥为例,采用空间有限元分析软件对桥梁上部结构进行整体计算分析,对桥梁关键部位的受力性能进行验算,计算结果均满足现行规范要求。

关键词： 基坑   支护   钢管   混凝土   试验   有限元分析  

摘要： 为解决地铁车站深基坑开挖支护工程作业面小、施工困难等难题,提出采用空心钢管混凝土支撑进行支护。推导并简化空心钢管混凝土组合强度计算公式,利用电液伺服压力机对构件进行横向加载试验,分析空心率和长细比对构件承载力的影响。采用有限元软件MIDAS GTS对西安某地铁车站基坑地表沉降和桩体变形进行仿真验算。研究结果表明,空心钢管混凝土支撑承载力显著高于空心钢管支撑承载力,且空心钢管混凝土支撑承载力随着空心率的减小逐渐增大,随着长细比的增大逐渐减小;相比于空心钢管支撑,采用空心钢管混凝土支撑后地表沉降和桩体变形均减小,有利于控制地表沉降和围护桩变形。

关键词： PDC钻头   混合布齿   非均质花岗岩   有限元   响应面法   齿间距   优化   高度差  

摘要： 非常规油气资源所处地层复杂,开采难度大,钻井过程中钻遇地层密实度高,对钻头性能提出了更高要求。普通PDC钻头主要依靠切削齿剪切破碎岩石,攻击性弱,不仅导致钻头寿命和破岩效率严重下降,而且增加了钻井成本。为探究混合布齿PDC钻头的破岩机理和效果,提升PDC钻头破岩效率和寿命,建立了非均质花岗岩模型,使用有限元方法对比了斧形、三棱形和圆形PDC齿混合布齿的破岩效果,优选了最佳布齿方案,并使用响应面法优化了齿间距,对前后排齿不同高度差情况下的钻头破岩效果及规律进行了分析,最后结合钻头的现场应用对比分析了混合布齿、斧形齿和三棱形齿PDC钻头的破岩过程。研究结果表明:①斧形齿攻击性强,有利于吃入岩石,适用于刀翼前排,而三棱形齿更稳定,适用于刀翼后排;②混合布齿最佳方案为前排斧形齿,后排三棱形齿与斧形齿交替布置,后排齿距离前排齿的最佳横向距离为10.0 mm、10.1 mm,最佳纵向距离均为7.0 mm;③前排齿破岩后能释放岩石内应力,便于后排齿的破岩,但产生的应力区域有限,建议前后排齿高度差不超过1 mm;④围压条件下按照最佳方案布齿的PDC钻头相较于单斧形齿和三棱形齿的PDC钻头,钻井进尺分别提升了21.4%和44.1%。结论认为,混合布齿钻头兼具高破岩效率和稳定性,在深部和难钻地层具有较好的钻进效果,具有良好的现场推广应用价值。

关键词： 永磁辅助同步磁阻发电机   运行机理   建压能力   三相短路故障   有限元分析   样机实验  

摘要： 为解决传统永磁发电机短路故障时灭磁困难和开关磁阻类发电机电压波形差的难题,提出一种永磁辅助同步磁阻发电系统(PMSynRG)。建立该电机的数学模型,阐述其发电运行机理,并推导出带载时的稳态电压方程和三相短路时绕组交直轴短路动态电流方程。针对发电机带载时的自激建压过程进行数值仿真计算,得出自激建压曲线,验证发电机系统的建压能力。此外,针对三相短路故障进行数值仿真计算,验证了故障时三相电流小于额定电流的结论,同时还验证了三相短路时动态电流方程的正确性,证明了发电机系统具有较强的自我保护能力。最后,制作样机并完成了带载建压实验,实验结果与数值分析结果吻合度较高。

关键词： 新型轨道交通   有轨电车   有限元分析   试验研究   扣件调高量   基板   调高座  

摘要： 针对国内有轨电车无枕式扣件调高量不足、共享路权地段扣件强度尚待加强等问题,提出了一种新型有轨电车扣件系统,并对该扣件进行了有限元分析和室内试验。该扣件系统为弹性不分开式有挡肩扣件,其中基板和调高座采用玻纤增强聚酰胺材料注塑成型,在保证承载力的前提下提高了基板和调高座的防腐蚀性和绝缘减振性;其余零部件为国铁标准件或地铁通用件。该扣件垂向调整量为0~+20 mm,轨距调整量为-12~+8 mm,调整极差为1 mm。计算和试验结果表明:本文研发的新型有轨电车扣件系统关键零部件受力和变形满足要求,结构可靠;300万次荷载循环后各零部件无损伤,无失效;能满足有轨电车对扣件系统调整量、强度和可靠性的要求,性能稳定,维修养护方便。将该扣件系统应用于实际工程,通车运营三年,服役状态良好。

关键词： 城市桥梁   双T梁   特种荷载   有限元  

摘要： 双T梁具有施工便利,养护检修方便等优点,近年来作为空心板梁的替代结构,越来越多地被运用到实际工程中。然而,目前的研究成果仅适应公路-I/II级和城-A/B级的荷载作用,但许多中小桥梁往往还要承担特种荷载的作用,因此,开展双T梁在特种荷载作用下的性能研究十分必要。依托上海某工程,采用有限元方法对标准双T梁结构在特种荷载作用下的使用性能进行验算,提出加强方案,并对加强方案进行验算、对比和分析,最终得到了一套完整的方案供相近桥梁结构设计与施工参考。

关键词： 电动汽车减速器   三维建模   有限元分析  

摘要： 减速器是电动汽车的一级重要传动装置,其经受的扭矩也是最大的,其强度和结构至关重要,因此对其结构的设计要科学合理。文章利用SolidWorks软件建立了二级减速器三维实体模型,抽取了二级齿轮减速器齿轮系模型以.x_t格式导入到ANSYS软件中进行网格划分,利用Workbench平台对电动汽车二级减速器的齿轮系进行有限元计算,得到了该齿轮系的变形和应力云图,分析其受力是否满足厂家要求。

关键词： 扫描电子显微镜   电子束焊   低活化马氏体钢  

摘要： 以焊接模拟软件SYSWELD为平台,采用双椭球+圆锥复合热源模型对100 mm×40 mm×45 mm的低活化马氏体(CLAM)钢对接焊缝进行不同预热温度的电子束焊接模拟研究,并通过对焊缝显微组织观察,对CLAM钢的电子束焊缝开裂问题进行分析研究。仿真分析结果表明:预热温度由20℃升高至400℃时,熔池宽度有增大的趋势,热影响区范围有所增大,温度梯度减小;焊后残余应力从150℃开始减小明显,300℃之后增大明显,焊后残余应力呈先减小后增大趋势,获得最小焊后残余应力的预热温度是200℃;由20℃升高至220℃时,焊后最大变形量波动幅度大,预热温度由230℃升高至400℃时,焊后变形量开始缓慢减小,焊后最大变形量呈波动递减趋势。焊接试验结果表明:在焊缝处不添加任何异种金属塞片时,焊前不预热的情况下容易在焊缝处产生冷裂纹,焊前预热200℃的情况下焊缝无裂纹;在焊缝中间夹GH625镍基塞片时,容易在铁基与镍基的相分界线处开裂,同时镍基焊缝容易产生高温热裂纹;在焊缝中间夹316L不锈钢片时,容易在焊缝中心产生高温热裂纹。