关键词： 钢管混凝土拱桥   疲劳损伤   有限元分析   疲劳寿命   管径比  

摘要： 为分析钢管混凝土桁架T型管的疲劳寿命与管径比α之间的关系,本文以Midas/Civil建立钢管混凝土桁式拱桥有限元模型,通过求解得到极限疲劳荷载,定义疲劳荷载因子β为加载疲劳荷载与极限疲劳荷载的比值,利用ANSYS建立不同管径比的焊接T型管模型。通过实验获取钢管和混凝土的S-N曲线,结合Miner线性疲劳损伤理论,对T型管在轴压作用下的疲劳寿命进行对比分析。研究结果表明:在拱桥处易受疲劳损伤,应重点关注拱脚处的疲劳问题;疲劳寿命随着疲劳荷载的增大而减小;在相同疲劳荷载因子下,管径比为0.6时的疲劳寿命最大。因此,研究结果为钢管混凝土桁架焊接T型管的设计提供了对管径选择的一定参考,有助于提高钢管混凝土桁架结构的安全性、可靠性和经济性。

关键词： 失水事故   极端热冲击   有限元分析   瞬态温度  

摘要： 失水事故(lose of coolant accident,LOCA)试验中极端热冲击测试作为核设备安全检测中的关键测试之一,能够模拟LOCA事故中高温高压蒸汽对核设备造成的损害程度和设备运行工况的影响情况。在LOCA试验过程中的温度变化对热冲击实验研究尤为重要,实际测试中很难测量出整个压力容器中的温度变化,需要在整个环境中多点布置温度传感器才能测得。如何分析极端温度冲击下的压力容器温度场分布和优化传感器布局成为LOCA测试系统的关键问题。因此采用ANSYS Fluent软件对LOCA热冲击测试环境进行仿真模型,提取极端热冲击的瞬态参数,验证实验仓内流体运动状态和紊流情况,研究测试环境中温度分布特性和温度传感器摆放位置。在仿真测试中LOCA仿真模型中试验品表面温度与实际测试环境表面温度偏差小于2℃,仿真模型符合实际测试需求。

关键词： 物质点法   固液两相耦合   饱和地基   土体液化   数值计算方法  

摘要： 为研究动力荷载作用下饱和地基液化问题,编制了可用于分析固液两相介质相互作用的三维显式物质点法程序MapleLeaf。首先,基于多孔介质理论,采用单点格式同时描述固液两相介质,推导u-p格式下固液两相耦合物质点算式;然后,通过静水压力柱三维模型及太沙基一维固结理论模型的数值解与理论解的对比分析,验证程序在固液两相静力条件下物质点法数值计算的可靠性;接着,增加动力算法模块,引入可用于分析动力条件下饱和土体液化问题的Cyclic Mobility本构模型;最后,分别基于现有文献及现场制备的振动台饱和地基模型,建立物质点数值模型,通过物质点法模型数值解与试验结果的对比分析,验证程序在动力条件下饱和地基液化问题分析的准确性。结果表明:基于物质点法的固液两相耦合数值计算方法能够较好反应动力条件下饱和地基液化前后超孔隙水压值的增长和消散的基本规律。编制的物质点法程序能够准确分析动力荷载作用下饱和地基液化问题。

关键词： 四旋翼无人机   径向基函数神经网络   自适应滑模控制   位置与姿态控制  

摘要： 针对四旋翼无人机在执行器故障下的位置与姿态控制问题,提出了一种基于径向基函数神经网络(Radial Basis Function Neural Network,RBFNN)的自适应滑模控制方法。根据四旋翼无人机的高度非线性、强耦合、欠驱动等特性,将四旋翼无人机动力学系统分为全驱动子系统和欠驱动子系统,充分考虑无上下限约束的模型不确定和未知扰动,提炼出各子系统的集合干扰项,通过定义执行器失效系数,推导出四旋翼无人机执行器失效故障情况下的动力学模型;利用RBFNN对包含模型参数不确定部分和外界干扰项在内的总干扰项进行估计,并基于Lyapunov理论证明了动力学系统的稳定性。仿真结果验证了所设计的四旋翼无人机控制方法的有效性。

关键词： 汽轮机   排汽缸   有限元   静刚性   试验  

摘要： 鉴于汽轮机组排汽缸的刚度性能研究较少的现象,采用有限元计算与样机试验方法,对某型汽轮机组排汽缸的刚度特性进行了研究。采用CATIA三维软件建立排汽缸的力学模型,通过采用有限元的方法分别模拟计算排汽缸在受到160、360和760 kN竖直向下载荷时的变形情况,在160 kN工况时排汽缸轴承座联结位置的位移值约为3.69×10-2 mm,确定其静刚度为4.33×106 N/mm,满足机组安全运行的要求。加工出试验样机,通过液压装置在排汽口施加载荷,研究表明,在静力载荷作用下,排汽缸的位移变化主要集中在排汽口中部及后轴承座连接处,并随着载荷增加呈线性变化规律,越靠近排汽口部位变化越大;下缸后轴承座联接法兰竖直向位移是影响排汽缸静刚度的重要位置。有限元计算与试验结果基本一致,这说明在排汽缸研发过程中可以采用数值分析方法作为排汽缸设计和优化的重要手段,确保排汽缸安全可靠。

关键词： 数据驱动   分布式   光伏电网   并网谐波电流   抑制方法   谐波扰动补偿器   径向基函数神经网络   电流畸变  

摘要： 分布式光伏电网并网控制效果较差,严重影响光伏电网运行安全。为此,提出一种分布式光伏电网并网谐波电流抑制方法。构建分布式光伏电网并网逆变器数学模型,利用该模型获取配电网存在谐波时的电压与电流数据,并建立数据集。数据集划分为测试集和训练集后,输入到数据驱动算法中的径向基函数(RBF)神经网络内。通过RBF神经网络迭代,构建基于数据驱动算法的谐波源模型。利用该模型获得光伏电网并网谐波源。将光伏电网并网谐波源作为输入,使用谐波扰动补偿器和矢量比例积分跟踪控制器实现分布式光伏电网并网谐波电流抑制。试验结果表明,该方法可迅速、准确地跟踪电网并网时出现的谐波。该方法可有效抑制谐波电流畸变。

关键词： 金安金沙江大桥   正交异形钢桥面板   横梁间距   疲劳性能   有限元分析  

摘要： 正交异性钢桥面板具有受力性能和经济性双重优点,该类结构通过焊接连接将顶板、纵向加劲肋和横肋(隔)板连接成在纵向和横向满足不同受力需求的板结构。本文依托金安金沙江大桥项目,采用有限元分析正交异性板U肋横隔板间距布置改变对正交异性钢桥面板疲劳应力幅的影响,验证其抗疲劳性能。研究表明,当横梁间距从3.6m加密至2.16m时,横梁开孔位置的最大应力幅从124.5Mpa降至93.9Mpa,U肋与顶板连接焊缝处的最大应力幅从126.6Mpa降至94.7Mpa,因此加密横隔板对正交异性板疲劳性能有利。但即便横梁间距加密至2.16m疲劳应力幅也较大,是设计的关键细节,应采取措施有效降低该两处构造细节的应力幅。

关键词： 渣土车   厢体   底架   有限元分析   结构优化  

摘要： 以8×4轻量化城市渣土车上装为研究对象,分别在举升、转弯和扭转等典型工况下,利用有限元分析方法对其进行结构刚强度校核分析。结果表明,在满载50 t时,厢体在多种工况下整体变形较大且存在部分高应力区域,有胀厢失效和屈服失效风险;底架在举升工况下,前端区域最大等效应力超过了许用应力,结构强度无法满足设计要求。结合分析结果,通过改进结构和调整尺寸分别对厢体和底架进行了优化,厢体变形由最大52.2 mm降为14.8 mm,厢体与底架最大应力总体上也在许用应力范围内,优化后的渣土车上装达到了相应刚强度要求。

关键词： 三重钢管防屈曲支撑   有限元分析   滞回性能   承载力   稳定性能  

摘要： 为给三重钢管防屈曲支撑及此类自复位防屈曲支撑的设计提供一定的设计依据,文章采用ABAQUS软件建立了三重钢管防屈曲支撑的有限元模型,并验证了建模方法的正确性,在此基础上研究了该类防屈曲支撑的受力机理,并分析了约束比、长细比、核芯管的径厚比和间隙等参数对其承载力和滞回耗能性能的影响。研究结果表明,约束比对三重钢管防屈曲支撑的稳定性能影响较大,约束比不应小于1.58;核芯管的径厚比不大于22时,该类防屈曲支撑的滞回耗能能力较好;长细比对该类防屈曲支撑的刚度和稳定性能影响较大;建议其间隙取值为1 mm~2 mm。

关键词： 混凝土   裂缝   有限元分析   水化热  

摘要： 混凝土开裂是桥梁结构的常见病害之一,而导致混凝土开裂的原因有很多。文章针对某波形钢腹板箱梁桥在悬浇施工过程中产生的底板开裂问题进行研究,利用有限元分析软件Midas/FEA建立了该桥的梁段模型,分析了混凝土水化热作用下的应力分布情况,并基于此对裂缝成因进行了分析。结果表明,混凝土水化热是导致箱梁底板开裂的主要原因,在水化热作用下,箱梁底板拉应力明显高于混凝土的抗拉强度。有限元模拟得到的裂缝发展方向与现场实测结果保持一致。文章研究成果可以为类似梁底开裂问题提供参考。