混凝土开裂过程扩展有限元数值模拟

介绍用扩展有限元法结合虚拟裂缝模型对混凝土结构进行开裂过程数值模拟的实现方法。对单向拉伸混凝土板和三点弯曲混凝土梁进行开裂过程模拟,重点考察初始裂纹长度、混凝土断裂能对混凝土板和梁开裂特性的影响。计算结果显示,以上参数对混凝土板和梁的开裂特性都有明显影响。     

考虑温度作用的顶部搭板悬臂式挡墙分析

设计仅用来支挡土压力的悬臂式挡墙在墙顶搭板后,其墙身结构受力特征会发生显著改变。现在分析悬臂式挡土墙土压力计算方法的基础上,建立了悬臂式挡土墙三维数值计算模型,研究其顶板温度作用对悬臂式挡土墙结构受力的影响。计算结果表明:在土压力和顶板升温共同作用下,挡土墙外侧中部的最大拉应力超过混凝土最大抗力,立墙外侧中部将产生裂缝;在土压力和顶板降温共同作用下,挡墙内侧底部最大拉应力超过混凝土最大抗力,立墙内侧底部将产生裂缝。有限元计算结果与实际情况基本相符,说明计算结果可信,符合实际情况。据此,对结构病害提出了加固建议。     

钢桥面板横隔板多裂纹扩展三维数值模拟及其特性研究

针对正交异性钢桥面中横隔板弧形开孔处存在的多裂纹这一特殊情况,采用通用有限元软件ANSYS建立了含多裂纹的有限元数值模型。基于所建立的数值模型,通过计算精度较高的相互作用积分法得到裂纹尖端应力强度因子K,并将其作为基本参量对多裂纹的扩展特性进行分析研究。研究结果表明:正交异性钢桥面板中初始存在多条裂纹时,随着荷载循环作用次数的增加,裂纹扩展将发展成以其中一条裂纹作为主裂纹进行扩展,剩余裂纹则在扩展至一定长度后停止扩展;横隔板弧形开孔边缘产生的角裂纹后期将扩展成穿透型裂纹,该处疲劳裂纹扩展到后期为穿透型疲劳裂纹。     

嘉陵江大桥大悬臂空心板处治施工技术

国道108线广元城区过境段嘉陵江大桥16孔和17孔位于半径200m的缓和曲线和圆曲线上,原设计上将弯道外侧边板作成长度变化的大悬臂板,成桥通车后,由于悬臂空心板外侧复板因大悬臂的影响,产生较大横向弯矩,从而导致腹板在箱内侧产生水平和斜向裂缝。本文介绍其处治施工技术。     

箱型梁悬壁板的简化分析

本运用能量比拟原理，将箱型梁变厚度悬臂板的荷载有效分布宽度分析简化为G－M法计算荷载分布影响线，并利用这一结果分析了箱型梁悬臂板荷载有效分布宽度的影响素及其规律。     

基于交变载荷下沥青路面使用寿命研究

运用断裂力学的相关理论,结合有限元方法,建立含表面裂缝的沥青路面结构三维有限元模型,计算了表面裂缝尖端的应力强度因子,通过分析裂缝的疲劳扩展来预测沥青路面的使用寿命。研究结果表明:表面裂纹形成初期,水平荷载对路面表面裂缝扩展影响较大。裂纹扩展阶段,张开型破坏占裂纹扩展的主导作用;增加面层厚度能有效抑制沥青路层裂缝的扩展;面层厚度增加,基层厚度增加,基层模量增大,面层模量降低,沥青路面疲劳寿命增速越大,疲劳寿命越长,但基层模量增加过大,易导致路面干缩开裂。     

含裂纹的涡轮增压器转子系统动力特性研究

为获得裂纹对涡轮增压器转子系统动力特性的影响,将其简化为涡轮盘根部含开斜裂纹的双盘悬臂转子,并建立了该系统动力学模型与微分方程。利用四阶Runge-Kutta法进行求解,研究有无裂纹两种情况下系统的动力学行为。结果表明,在所考虑的参数范围内,无裂纹系统在高速时出现拟周期运动。而裂纹系统在1/3Ωc、2/3Ωc附近有3倍周期、拟周期等更丰富的非线性行为,且裂纹减弱了高速时油膜力的作用。结论可为裂纹故障诊断提供理论参考。     

机体和缸盖裂纹修复工艺

发动机机体和缸盖产生裂纹后 ,可根据裂纹的部位和大小采用不同的修复方法。裂纹不大且发生在工作温度不高的部位 ,可采用填补方法 ;裂纹范围集中或有部分破洞的地方 ,可用补板法 ;裂纹较长又不便用补板法修复的 ,可采用补钉法 ;如果裂纹发生在内部且强度要求很高的地方 ,可采用焊接法。目前常用的是电焊冷焊法和补板法。1　电焊冷焊法修复工艺 清洁　用钢丝刷子清洁裂纹 (最好用气火烤一下 )。　　 钻孔　在裂纹两端各钻一孔。 开坡口　用錾子沿裂缝开 75°～ 85°的“V”形槽 ,槽的深度要根据工件厚薄而定 ,一般以不超过工件厚度的 2 /3…     

混凝土箱梁悬臂板计算方法

针对目前混凝土箱梁悬臂板计算的不合理性,以有限元为基础,结合诸多算法,应用子模型技术分析了箱梁畸变、悬臂板长度及坡度、荷载作用位置等参数对混凝土箱梁悬臂板有效分布宽度的影响规律。在此基础上,依据最小二乘法原理,利用Matlab分布拟合得到混凝土箱梁跨中悬臂板有效分布宽度的实用计算公式。结果表明：畸变大,有效分布宽度增大;悬臂板长度和坡度与有效分布宽度变化趋势相同,呈曲线关系;荷载作用点靠近悬臂板根部,有效分布宽度变小。相对于其他算法,有效分布宽度实用计算公式所得结果接近试验数据。     

半刚性基层沥青路面温缩型反射裂缝的扩展机理分析

通过对半刚性基层在温度应力作用下裂缝扩展机理的分析,以线弹性断裂力学理论和有限单元方法为基础、利用ANSYS计算软件,研究了产生反射裂缝的力学机理,分析了各参数对含裂纹路面结构的应力场以及裂纹尖端应力强度因子的影响。结果表明,得出裂纹尖端的应力集中是导致裂缝向上扩展的根本原因,降低基层材料的弹性模量能抑制或延缓基层裂缝的扩展;当裂缝已经反射到面层后,降低面层材料的弹性模量也可以起到抑制或延缓基层裂缝的扩展;同时,外界环境和路面结构对裂缝的扩展亦有较大的影响,应根据当地的气候条件合理地设计沥青面层和基层的厚度,以保证路面结构具有预期设计的抗裂性。为防止或减少反射性裂缝有重要的参考价值。     

PC连续箱梁悬臂段空间效应的影响参数研究

为了分析采用移动模架法进行逐段现浇的PC（Prestressed Concrete）连续箱梁悬臂端底板出现纵向裂缝的原因,结合工程实例,采用有限元方法建立了3种不同计算模型进行比较,确立了一种高效而又精确的有限元计算模型,并通过对箱梁悬臂段空间效应及相关影响参数的研究,分析了底板纵向裂缝的形成原因。研究表明：端部预应力纵向分量和门形吊架支反力是导致悬臂端底板横向拉应力过大而出现纵向裂缝的主要因素。简单地采用增加底板宽度、厚度等措施并不能有效降低悬臂端底板横向拉应力,必须从结构、力学及材料3个方面采取综合的裂缝防治措施。     

关于变厚度悬臂板的有效分布宽度

应用空间有限元的计算程序，揭示出变高度悬臂板和梁在固端截面上新的应力分布规律，在此基础上，分别提出了对板的有效分布宽度修正系数公式和对梁固端截面的应务计算公式，计算十分简便，可供设计人员参考。     

悬臂车道板固端内计算的一种方法

本文引入单宽影响线概念，以悬臂板为例，给出固端弯矩的简捷计算方法。     

25m空心板张拉裂缝分析

结合某桥多跨25 m预应力钢筋砼连续空心板裂缝病害,通过空心板裂缝调查,建立空心板三维空间计算模型进行应力计算,分析了空心板裂缝原因;根据裂缝情况及有限元分析结果提出了维修措施。     

大跨径连续梁腹板下弯束与腹板斜裂缝探讨

结合某主跨125m的大跨径连续梁桥工程实例,对悬臂浇筑施工过程中箱梁腹板出现的斜裂缝进行局部有限元分析和裂缝成因理论分析。计算结果和理论分析表明,腹板斜裂缝主要由腹板下弯束产生的径向力和腹板的横向拉应力产生,并针对性地提出裂缝处理和预防措施。实践表明,这些措施效果显著。     

汽车用含胶纸板衬垫材料的研制与开发

为了提高密封材料的性能，改善汽车的渗漏油现象，达到降低成本的目的，研制并开发了汽车用平面密封衬垫材料──含胶纸板。通过对含胶纸板特性的分析和探索性试验，确定了最佳含胶量及胶种，并进行了性能试验、产品台架试验和装车使用试验、取得了很好的效果。     

悬臂车道板固端内力计算的一种方法

本文引入单宽影响线概念．以悬臂板为例，给出固端弯矩的简捷计算方法。     

搭板罩面法处理水泥混凝土路面板底脱空的应力分析

将笔者曾提出的搭板罩面方法用于处理板底脱空问题,通过与直接罩面法对比,分析搭板罩面法处理旧水泥混凝土路面板底脱空的效果,有限元计算表明搭板罩面法能有效地改善裂缝顶的剪应力集中,文中还针对这种处治方法的薄弱点提出了相应的改善措施,计算结果表明该法理论上是可行的。     

基于多种算法的高速公路路面裂纹检测分析

为了提高高速公路路面裂纹检测的精确性和高效性,提出了高速公路路面裂纹检测车检测装置的设计方案。首先是通过对路面动态检测系统的设计与选型,研究设计出路面图像采集系统,然后把数据图像传递并保存在计算机中;基于多种算法进一步提取线性特征识别出裂缝目标,通过对裂缝的长度、宽度进行计算,进而求出裂缝面积等操作,得到比较满意的处理图像结果。结果表明:该装置节省人工时耗,提高了路面裂纹检测的精度和效率,改善了经济效益,可为今后的高速公路路面裂纹检测分析提供基础。     

箱形梁桥剪力滞效应的精确分析

本文研究了带悬臂翼缘的箱梁在对称于跨度中点的荷载作用下的剪力滞效应。采用力法将箱梁分解成六块单独的板,对每一块板按弹性力学对平面应力问题的处理方法求解双调和方程。数值计算结果表明所得结果属于精确解。