关键词： 螺栓法兰连接   压力波动   有限元分析   密封性能   压气站  

摘要： 螺栓法兰连接系统是压气站中最主要的连接方式，其密封性能直接影响整个站场的安全运行。国内外学者已经对该系统的密封性能进行了深入研究，但针对压力波动对该系统密封性能的研究相对较少。本文通过运用实验测试的方法得到垫片压缩回弹性能曲线，并验证了有限元模型的正确性；在操作工况和温度-结构耦合下的分析基础上，利用有限元模型分析不同压力波动下的螺栓法兰连接系统。结果发现：随着压力的变化，垫片的整体应力降低，螺栓法兰连接系统的密封性能下降，而且压力变化的幅值越大，垫片整体的应力下降越明显。此研究为天然气站场螺栓法兰连接系统密封性能的提升提供依据，对后者研究该系统的密封性能提供理论支持。

关键词： 分数阶Merchant模型   分数阶Poyting-Thomson模型   饱和软岩   嵌岩群桩   时效行为  

摘要： 针对嵌岩群桩的时效行为，本文采用有限元法将群桩离散为单桩与桩单元，通过三节点轴力杆来模拟桩单元，组装得到群桩的总刚度矩阵方程；引入分数阶Merchant模型及分数阶Poyting-Thomson模型，以分别描述上覆土体与饱和软岩的黏弹性特征；然后根据饱和岩土介质与嵌岩群桩相互作用的耦合方程，并考虑承台处的受力平衡及位移协调条件，推导得到竖向受荷嵌岩群桩各基桩桩顶反力及承台位移的矩阵解答；结合李氏比拟法及Laplace积分变换技术，最终得到竖向受荷嵌岩群桩时效问题的解答。设计数值算例讨论岩体分数阶次及黏弹性参数对嵌岩群桩时效行为的影响，结果表明：嵌岩群桩的承台变形和各基桩桩顶反力随时间逐渐增大并趋于稳定。

关键词： 桥梁工程   空心板桥   薄层加固法   超高性能混凝土   抗弯性能   有限元分析  

摘要： 为评估UHPC薄层加固法对空心板桥抗弯性能提升效果,以某简支空心板桥加固工程为例,针对空心板桥和单板提出了改变加固层材料和加固层厚度的薄层加固方案,采用Abaqus有限元程序分别建立了薄层加固空心板桥及单板非线性数值模型进行计算分析。结果表明:薄层加固法不仅可有效提升空心板桥结构抗弯刚度和抗弯承载力,也可提高结构强度储备及延性性能,且使用UHPC薄层加固提升程度高于使用普通混凝土加固;UHPC薄层加固空心板桥顶面与铰缝对空心板桥抗弯性能提高最为显著。此外,使用5 cm厚UHPC薄层加固时,空心板桥弹性和极限抗弯承载力及抗弯刚度分别可提高14.2%、41.0%和17.9%;UHPC薄层加固法还能增强空心板桥各主板间横向联系,提高空心板桥整体横向传载性能。

关键词： 斜拉桥   索塔结构   索力值   锚固区   有限元分析  

摘要： 开展双壁附筋钢壳内注高性能混凝土的组合索塔及内壁钢锚箱结构形式研究,通过有限元仿真计算和理论分析,获得成桥状态下索塔锚固区处于最不利工况组合下的索力值以及锚固区节段位置,并分别作为钢锚箱索塔锚固结构有限元分析的计算荷载与研究对象。为保证钢混组合索塔的结构安全性,对索塔钢壳结构进行参数化,考虑外钢板、内壁板以及钢锚箱内各板件厚度变化对钢壳结构变形和组合索塔整体力学性能的影响,确立钢壳—高性能混凝土组合索塔结构典型节段的钢壳结构设计优化建议。

关键词： 桥面铺装   局部整平   剪滞理论   有限元   力学响应  

摘要： 为进一步明确现浇混凝土层局部整平对桥面铺装上层结构的力学响应,基于层状剪滞理论模型和有限元方法,模拟现浇混凝土铺装层不同工况及平整度条件,对比分析现浇混凝土铺装层砂浆整平后防水黏结层底及沥青铺装层的层底应力、应变情况,确定不利荷位工况下铺装层应力、应变增幅较大时对应的砂浆尺寸,为桥面现浇混凝土铺装层平整度施工控制提供技术参考。研究表明:在整平料铺设尺寸为100 cm×300 cm×1.0 cm情况下,沥青混凝土铺装层、防水黏结层层底各力学响应指标均在工况一时增长幅度更大,其中沥青混凝土层层底纵、横向拉应变最大增幅分别是无整平砂浆时的6.9倍、6.7倍,对应的整平料尺寸为0.5 cm×100 cm、2.0 cm×150 cm;防水黏结层层底纵、横向拉应变分别最大为无整平砂浆时的8.8倍、6.0倍,对应整平料尺寸分别为1.0 cm×25 cm,2.0 cm×150 cm,层底拉应力在小尺寸范围(长度25 cm)抹平时纵、横向拉应力甚至达到无砂浆时的10倍以上。

关键词： 分数阶微积分   广义热弹理论   有限元   扩散效应   电磁热弹耦合  

摘要： 本文总结了近年来分数阶广义热弹性问题的研究进展，涵盖分数阶广义热弹性理论的研究进展，磁–电多场耦合效应、扩散效应、黏弹性效应等因素对分数阶广义热弹性问题响应的影响，以及生物组织中的分数阶热传导等问题。通过总结，使读者对分数阶广义热弹性问题的研究现状及发展趋势有较全面的认识，帮助研究人员进一步开展分数阶广义热弹性问题更高层次的研究。

关键词： 桥梁工程   多年冻土   桩基础   荷载传递   有限元分析  

摘要： 桩侧土体的性质与分布、桩体长径比是影响桩基础荷载传递规律的主要因素。桩周土体强度高、塑性强,且受含冰量和温度的直接控制,是冻土区桩基础的独有特征。充分理解冻土区桩基础的荷载传递规律及影响因素,不仅有助于冻土区基础工程的设计施工,而且对桩基础变形防控有重要指导意义。利用界面库仑摩擦模型和可以反映土壤塑性的Drucker-Prager准则,模拟计算了不同条件下冻土桩基础的荷载传递过程和承载力变化。结果表明,冻土区桩基础的荷载～位移曲线分为线性段、加速段、破坏段;降低土体温度、减小桩径可以降低线性段的变形斜率,提高极限荷载;而增加桩长会增大极限荷载,但不会显著影响线性段的变形斜率。总体而言,侧摩阻力在线性变形段呈R形分布并由上向下逐步发挥,在极限荷载后呈现正梯形分布;温度越低,桩径越小,桩越长,则桩侧中下部侧摩阻的滞后效应就越显著;桩侧土体热力性质的差异及分布,扩大了侧摩阻力分布的异化特性;桩侧上部土体温度越低,越有利于冻土桩基础的承载性能。

关键词： 沥青路面   温度应力   大温差   有限元   疲劳开裂  

摘要： 针对河西大温差地区温度循环引发的半刚性沥青路面温度疲劳裂缝问题,利用有限元软件ABAQUS,建立了典型的半刚性沥青路面三维有限元模型,分析其在实际温度场下路面结构的温度应力分布特征,探究了温度应力的主要影响因素,并采用疲劳方程来计算该地区的温度疲劳寿命。结果表明:各结构层的温度应力呈现出规律性变化,在秋季整个面层表现为完全拉应力,春冬季节表现为拉压交替;秋、冬季温差比春季温差对路面的损坏更为严重,且冬季路表最大拉应力达到0.962 MPa,路面极易因受拉而发生开裂;影响路表温度应力的最主要因素为日最大温差、日总太阳辐射和50 cm地温;温度应力作用下疲劳开裂时间较早,与现场调研情况基本吻合。

关键词： 牙槽骨高度   种植修复体   上颌窦内提升   动态载荷   咬合   应力   骨组织   植骨   有限元分析  

摘要： 背景：在口腔种植修复领域，上颌后牙区域常面临由多重因素交织导致的骨量萎缩问题，这一现象极大地提升了手术的复杂性。为了增进手术远期成功率，缓解患者承受的不适，同时追求手术流程的简化与时间的缩短，上颌窦内提升技术是无需额外植骨的即刻负重方法，已成为一种广泛应用的策略。针对不同剩余牙槽骨高度的个体情况，精准选择适宜的种植修复方案，对于确保种植体的长久稳定性和维持周围骨组织的健康水平而言，具有至关重要的决定性作用。目的：利用三维有限元法分析不同牙槽骨剩余骨高度条件下植骨或不植骨时，上颌磨牙即刻负重模拟口腔动态咬合过程对种植体、骨组织应力分布的影响。方法：获取1例需提升上颌窦区域行种植修复患者的锥形束CT数据，通过Mimics 21.0软件建立上颌骨模型。将颌骨模型导入Solidworks 2017软件后，分别构建上颌第一磨牙牙槽骨高度10 mm常规单冠修复体模型和牙槽骨高度7,5,3 mm植骨或不植骨单冠修复体模型。在ANSYS Workbench 17.0软件中模拟后牙动态咬合过程，分别在上颌第一磨牙功能尖颊舌斜面进行动态加载，分析不同牙槽骨高度植骨与否在即刻动态加载下周围骨组织的应力分布情况。结果与结论：(1)在不同牙槽骨高度组中，种植体于咬合周期各阶段均显示应力集中于颈缘骨组织；(2)对于植骨与不植骨各剩余牙槽骨高度的情况，种植体周边骨应力增长最大幅度均现于第三阶段(0.150-0.260 s)，在第四阶段(0.260-0.300 s)等效应力均达峰值；牙槽骨高度3 mm时，不植骨组各咬合阶段等效应力峰值均较植骨组增大；牙槽骨高度5 mm时，不植骨组在第三、四阶段周围骨应力较大；牙槽骨高度7 mm时，植骨与否对应力分布不足以引起关注；(3)在不植骨情况下，随剩余牙槽骨高度减少，应力分布范围扩大，最大应力范围更为集中，特别是牙槽骨高度3 mm及5 mm时，应力分布范围不仅限于种植体颈部，还扩展至上颌窦底。

关键词： 混凝土重力坝   抗滑稳定   安全系数迭代解法   分区有限元-界面元  

摘要： 揭示材料参数的时变规律是重力坝长期稳定性评价的关键。通过反演建立滑动面抗剪断强度参数随时间的变化关系，探研了重力坝长期安全系数演化规律。以某工程为例，通过监测数据反演结构面的抗剪断强度参数。在此基础上，基于得到的抗剪断强度参数时变规律，应用分区有限元-界面元混合算法，对长期抗滑稳定安全性进行评价。结果表明，基于现有时变规律计算的安全系数约一百年左右接近规范容许值。该方法能够考虑了工程参数的真实变化，提高子分析结果的准确性，同时能对工程的安全系数进行动态评价，为重力坝工程的长期稳定性评价提供一种思路。