关键词： 钢箱梁   预应力   大跨度   液压提升   有限元分析  

摘要： 研究以交互智能项目20号厂房为例,分析了大跨度预应力箱形梁的复杂施工工况。在综合考虑楼板荷载、钢构件重量、现场施工条件等因素的情况下,研究采用了“楼面拼装焊接+预应力分级张拉+液压整体提升”的施工思路。利用Tekla模型设计深化软件在板面设计并布置了底部分配钢梁作为提升区域钢构件底部支撑系统,以用于钢构件板面的拼装焊接。在钢柱侧面设计、制作并安装液压提升平台,以用于提升区域钢构件组装焊接后的整体液压提升。结合现场施工条件,设计偏心工况下整体液压提升的缓冲装置以及多点同步正反转缓冲电路,保证大跨度预应力箱形梁偏心工况下提升瞬间的稳定性。通过布置底部分配梁、整体液压提升、仿真模拟提升过程、缓冲回正装置等技术措施,确保了液压提升过程中的安全性,最终达到了工期要求。

关键词： 大跨钢箱梁   市政桥梁设计   顶推施工   MIDAS建模   有限元分析  

摘要： 随着经济发展和城市化进程加速,我国市政桥梁建设发展迅猛,特别是大跨径桥梁逐渐增多。以合肥市繁华大道改造工程上跨既有高架(100 m主跨)钢箱梁为背景,结合国内外规范和标准,介绍了大跨钢箱梁的设计思路和方法;并结合项目特点,进行施工方案比选,详细阐述了多点步履式顶推施工方案。通过建立MIDAS空间有限元模型分别进行了对顶推施工过程和成桥状态的验算分析。结果表明:首先,针对大跨钢箱梁的设计及计算应综合国内外现有规范和标准;其次,施工前应加强方案论证比选工作,因此基于有限元模型的不利工况下模拟验算是十分有必要的。

关键词： 预制混凝土剪力墙   干湿结合   抗震性能   有限元分析  

摘要： 为解决装配整体式剪力墙竖向钢筋连接套筒灌浆存在的灌浆质量难保证、施工效率低等问题,提出了一种干湿结合的预制剪力墙连接方法,并采用有限元数值模拟方法,对新型连接与现浇混凝土剪力墙连接在同等参数条件下进行了低周往复荷载作用下的抗震性能对比分析。研究表明,干湿结合连接预制剪力墙的抗震性能整体上优于现浇混凝土剪力墙连接,新型连接方式能有效地传递应力,可以作为一种可靠的连接方式。

关键词： 有限元分析   矿用窄轨车辆连接链   静载荷拉力实验   检测  

摘要： 本文以邢东矿φ32×140×60×3型窄轨车辆连接链为研究对象,对连接链检测工作中二倍最大静载荷实验的方法和评判标准进行了详细介绍,并利用有限元分析软件,对连接链的受力过程进行性能分析,查清了连接链检测工作中需要重点检查部位;通过建立不同链环直径的模型,表明伸长量与链环直径呈负相关。这些研究成果为连接链的强度设计提供了理论参考,同时也指导了检测工作。

关键词： 计算材料学   自修复   防腐涂层   微胶囊   缓蚀剂   分子动力学   密度泛函理论   有限元分析  

摘要： 自修复防腐涂层是指在遭受环境或外力损伤破坏后,可以自行修复从而仍具备良好防腐性能的一种新型智能材料。自修复涂层的设计方法主要是通过基于实验的树脂链段设计、填料设计和制备工艺调控,获得具有良好修复性能的防腐材料。近年来,计算材料学技术飞速发展,其利用热力学计算和动力学模拟来预测并设计新材料的结构和性能,是连接材料学理论与实验的桥梁。自修复防腐涂层的理论计算研究有利于理解微观层面的自修复行为,指导自修复防腐涂层的制备与性能优化,并大幅度降低成本。综述了计算材料学在自修复防腐涂层领域的研究进展,介绍了目前基于外援型和本征型两种自修复防腐涂层体系研究的多种计算方法,主要包括分子动力学、密度泛函理论计算、蒙特卡罗模拟和有限元分析等。这些计算方法可以从微观和宏观角度对防腐涂层体系进行直观的机理解释和性能预测。动态键所进行的交换反应及自愈过程、微胶囊的破裂及愈合剂的释放过程、缓蚀剂在基底的吸附方式和吸附强度等都能在自修复防腐涂层的理论研究中得以体现。分析了这些计算模拟方法在自修复涂层方面应用的优势与不足,为自修复防腐涂层的开发与应用提供了理论支持。未来将进一步加强计算模拟、实验研究、人工智能、大数据分析和机器学习技术的深度融合,建立涂层自修复性能数据库,更高效地进行材料筛选和设计,从而在自修复涂层的研究和应用中实现突破。

关键词： 圆柱电池   径向跳动   曲线拟合   有限元  

摘要： 圆柱电池外壳属于轻质薄壁圆管,其与端盖焊接时,需要保持径向跳动小于0.05 mm,否则会影响焊接质量,本研究通过在原有夹具的基础上设计辅助定位结构的方法,防止圆柱外壳在焊接装夹时发生竖直方向的微小偏移,从而减小跳动误差。在理论上建立了简支梁模型,分析辅助定位结构作用在不同位置的弯曲变形情况,然后运用ANSYS Workbench软件进行了有限元分析,结果显示,在圆柱电池外壳150 mm处取得最佳下压位置,与理论计算中相符合。最后进行了径向跳动实验分析,实验结果表明,在没有下压力时,径向跳动测量值为0.0792mm(修正值),在150mm处施加下压力后,径向跳动低了127.6%,为0.0348 mm(修正值),小于0.05 mm,符合设计要求。综上所述,辅助定位结构的设计可以有效降低圆柱电池外壳与端盖焊接时的径向跳动,提高焊接质量。

关键词： 油气管道   缺陷管道   有限元分析   智慧套筒   管道修复  

摘要： 管道在油气运输中占有重要作用,随着管道服役年限的增长,管道易产生各种形式的缺陷。结合现场工况,采用ANSYS仿真软件建立无损天然气管道和含内腐蚀条形缺陷管道,通过对比压力校核和应力校核条件,验证仿真模型的准确性。建立的线性回归模型对不同内压下的缺陷管道最大应力值进行回归分析。随后针对缺陷管道提出一种智慧套筒修复技术,建立缺陷管道套筒修复模型,研究不同环氧层厚度对管道缺陷处补强效果的影响,确定了最优的环氧层厚度,并进行了实验和现场验证。通过智慧套筒监测系统对管道缺陷处进行了实时应变监测,基于采集到的实时应变数据证实了管道缺陷补强的有效性,为管道缺陷修复及修复后的效果评价提供了切实可行的应用方法。

关键词： 静力触探   结构土   有限元   部分排水   超静孔压  

摘要： 静力触探试验被广泛用于确定原状土的工程性质。黏性土中探头的连续贯入引起超静孔压积累,贯入停止后孔压逐渐消散。在结构性粉质黏土、黏质粉土或粉土中,贯入过程可能发生部分排水现象,导致其后续的孔压消散响应相较于不排水贯入时更复杂。将结构土剑桥模型引入有效应力形式的大变形有限元方法,模拟结构性土中静力触探试验的贯入-消散全过程,得到部分排水或不排水贯入后超静孔压消散曲线的归一化表达。通过与现有离心机试验对比,验证了大变形方法的可靠性。大量变动参数分析发现,可以合理忽略土体类型、土体初始结构和消散深度对归一化消散曲线的影响,该曲线可用于确定有效固结系数,进而预测常规固结系数。

关键词： 有限元软件   现浇施工   穿心棒   门架墩盖梁   贝雷梁  

摘要： 以肇明高速刘屋枢纽C匝道桥15#预应力门架墩盖梁支撑集体作为工程案例,通过理论应用结合施工现场实际情况,确保在施工过程中该预应力门架墩盖梁上跨既有的二广高速G匝道畅通,采用穿心棒贝雷梁支架搭设法现浇施工,通过有限元软件建立整体结构三维仿真分析模型,考虑设计不同的穿心棒截面形式及贝雷梁结构形式,分别建模计算,通过在不同参数下的应力、变形及稳定性等指标进行分析,确保支架整体施工安全可靠,为今后类似工程的施工提供了参考及借鉴。

关键词： 股骨头坏死   髋关节内侧间隙比值   臀中肌   限定因素分析   生物力学现象  

摘要： 目的:探讨髋关节内侧间隙比值(the medial space ratio,MSR)和臀中肌状态对股骨头坏死(osteonecrosis of the femoral head,ONFH)塌陷的影响。方法:基于3名健康志愿者的髋部CT数据,建立7种不同MSR(14.35、16.35、18.35、20.35、22.35、24.35、26.35)的左侧ONFH有限元模型。基于其中1名健康志愿者的正常MSR的ONFH有限元模型,构建7种不同臀中肌状态的ONFH有限元模型(75%、80%、85%、90%、95%、100%、105%),其中100%臀中肌状态对应臀中肌肌力为700 N。所有模型均基于日本骨坏死调查委员会分型C1型建模,并将股骨头前侧保留角和外侧保留角均设置为70°,同时将坏死区体积定义为股骨头体积的30%。模拟双下肢静立状态下模型的受力情况,测定不同MSR的ONFH有限元模型的股骨头最大应力、坏死区最大应力及坏死区最大位移,测定不同臀中肌状态的ONFH有限元模型的股骨头最大应力、坏死区最大应力及股骨头向外侧位移。结果:①模型验证结果。本研究建立的ONFH有限元模型的主要负重区为股骨头前、外侧区域,应力集中现象出现在坏死区上方与受力区重叠部位,股骨头最大应力为(5.050±0.377)MPa,与既往研究报道的坏死股骨头应力传导特征基本一致。②不同MSR的ONFH有限元模型应力和位移测定结果。当MSR≤20.35时(即MSR为14.35、16.35、18.35、20.35),模型的股骨头最大应力、坏死区最大应力、坏死区最大位移的组间差异均无统计学意义。当MSR>20.35时(即MSR为22.35、24.35、26.35),模型的股骨头最大应力、坏死区最大应力、坏死区最大位移均高于MSR≤20.35的模型。③不同臀中肌状态的ONFH有限元模型应力和股骨头向外侧位移测定结果。在正常MSR的ONFH有限元模型中,随着臀中肌状态好转,股骨头最大应力、坏死区最大应力、股骨头向外侧位移随之不断减小。结论:MSR>20.35时,股骨头和坏死区应力明显增大,塌陷风险增高;良好的臀中肌状态不仅能降低股骨头和坏死区应力,而且能对抗股骨头外移,降低股骨头塌陷风险。