大体积承台水化热效应分析与温控措施

大体积混凝土浇筑过程的水化热反应会对结构产生开裂等一系列不利影响,为了探究大体积混凝土水化热效应的温度场分布,以某高铁三线斜拉桥主墩八边形承台为工程实例,采用MIDAS/Civil对大体积承台浇筑后的温度场进行模拟,与实测结果进行对比分析,并据此制定一系列温控和保温措施.研究结果表明:大体积承台在水化热过程中温度变化遵循先急剧上升后缓慢下降规律,在浇筑后2～3d内达到温度峰值;承台温度的实测值与计算值吻合良好,故采用有限元模型可较好模拟水化热温度场;温度变化过程中的温差会使承台内部产生压应力,外部产生拉应力,当应力超过容许应力后会产生裂缝;采取内部降温、表面保温的温控措施可有效降低承台内部最高温度,降低开裂风险.     

基于移动热源的盘式制动器三维瞬态温度场仿真分析

以FSAE赛车前轮盘式制动器为研究对象,考虑了移动热源的影响,运用Ansys软件建立了其三维瞬态温度场模型。由此得到了一次紧急制动工况,不同初始车速制动盘的温度场分布以及其上不同位置节点温度的时间历程曲线。     

采用间接耦合法分析斜拉桥索塔瞬态温度应力场

针对混凝土斜拉桥索塔,将以传热学原理为基础的温度场分析与采用有限元法的应力场分析间接耦合,准确分析了结构内瞬态温度场和应力场的分布。以实桥为例,求解了索塔上温度应力分布,表明：用有限元法求解瞬态温度场能准确模拟索塔的温度场分布;间接耦合法能准确、有效地处理温度-应力耦合问题,能将温度荷载与其他荷载作用应力场有效组合,从而得到结构上准确的应力分布;对比了瞬态温度场分布与采用温差分布经验公式的不同,证明采用温差分布经验公式计算索塔面板上温度产生的拉应力时误差不大。     

刘家峡大桥重力式锚碇温度场参数化分析

以西北地区最大跨度单跨悬索桥—刘家峡大桥为工程背景,利用ANSYS有限元软件,建立了考虑大地、环境温度场热交换及冷却水管效应的全三维、浇筑养护全过程有限元仿真模型,介绍了混凝土水化热、热对流边界条件等模拟技巧;详细分析了考虑当地气温变化特点及冷却水管效应时按分层厚度1.5m,3.0m浇筑混凝土的结构温度场、应力场的分布规律,实际施工采用1.5m厚度分层浇筑,在理论分析所得关键区域埋设了温度、应力传感器,实测温度场、应力场结果与理论分析数值吻合良好,映证了所建立的水化热分析有限元模型、对流边界条件以及冷却水管效应正确无误,理论分析成果指导施工,实测结果验证了理论分析的正确性,分析方法及有限元建模技巧可为同类工程提供借鉴.     

大跨连续刚构箱梁合拢段混凝土浇筑温度的合理选择

合理的合拢温度选择对采用悬臂浇筑施工预应力混凝土连续刚构桥顺利完成体系转换意义重大。通过分析箱梁结构的温度分布、温度荷载与特点,指出如何选择合拢温度对于连续刚构桥施工的影响,并指出消除箱梁温度场对合拢段混凝土的影响的一些具体措施。     

水工薄壁混凝土结构温控参数的敏感性分析

针对薄壁混凝土结构特点以及施工期易产生裂缝问题,阐述了温度应力是产生这类裂缝的主要原因,认为表面保温厚度、内部水管水温和浇筑温度是影响结构温度场应力场的主要因素.以实际工程为依托,结合混凝土温度场应力场的基本原理和水管冷却的精确算法,运用三维有限单元法对温控参数保温板厚度、水管水温和浇筑温度进行了敏感性分析,得出了不同温控参数的影响程度和特性.     

高速铁路桥梁空心薄壁高墩日照温度效应研究

为探讨高速铁路桥梁空心薄壁高墩日照温度效应,以赣深高铁王村特大桥40．2m高的圆端形空心薄壁桥墩为研究对象,通过在墩壁截面埋设温度传感器,测量出全天墩壁日照温度场分布,应用midas FEA软件建立空心薄壁高墩温度场模型,并将数值分析结果与实测数据进行对比,在此基础上研究风速、墩壁厚度对空心薄壁高墩日照温度效应的影响。结果表明:空心薄壁高墩日照温度场沿截面墩壁厚度方向呈非线性分布,其中墩身外侧壁受外界气温条件影响较大,而墩身内侧壁温度分布相对稳定,温度变化较小;基于合适的对流系数函数及温度环境函数参数选取,应用midas FEA 软件进行空心薄壁高墩日照温度效应数值分析具有较好的精准性;日照温度应力和墩顶变形随风速的增大和墩壁厚度的增加单调递减。     

鼓式制动器循环制动瞬态温度场仿真

依据鼓式制动器结构特点和传热学理论,分析了鼓式制动器生热散热过程,运用有限元软件ANSYS建立某鼓式制动器瞬态温度场仿真模型,得出在重复制动工况下制动鼓的温升过程,分析了瞬态温度场的变化情况。根据国家标准进行热衰退试验,通过修改仿真模型的热边界条件,使仿真温度曲线与试验曲线相吻合,确定了鼓式制动器瞬态温度场分析的边界条件及模拟方法。     

机场道面温度应力的试验研究

通过对某机场水泥砼道面温度场和温度应变的现场实测 ,在此基础上提出了水泥砼机场道面温度场和温度应变场的变化规律 ,最后采用理论分析计算与实测温度应力 (应变 )进行比较 ,以验证理论计算的正确性     

机场道面温度应力的试验研究

通过对某机场水泥砼道面温度场和温度应变的现场实测，在此基础上提出了水泥砼机场道面温度场和温度应变场的变化规律，最后采用理论分析计算与实测温度应力（应变）进行比较，以验证理论计算的正确性。     

瀛洲大桥倒三角区浇注期间水化热温度监测及应力有限元分析

以瀛洲大桥倒三角区为研究对象,确定了温度监测方案,应用有限元分析程序ANSYS分析了箱梁混凝土的浇注温度场,得到了整个施工过程中温度场和应力场的分布规律,对三角区的浇注进行事前预测和浇注进程控制有重要的指导意义。     

Theoretical Analysis of the Solidification of Aluminum Alloy Billet in Air-Slip DC Mold

Based on the heat transfer analysis of Air-Slip DC mold, a numerical model was presented to study the quantitative relationships between critical solidification layer and casting rate, pouring temperature and mold cooling ability etc. The analytical results show that the Air-Slip mold heat transfer condition plays important roles on choices of a casting rate and the pouring temperature, and that the product of billet diameter and casting rate is a certain constant under a certain condition of the mold.     

北京地铁10号线制动热响应分析与评估

针对城轨列车转向架基础制动方式,对踏面制动热流密度进行推导,建立了车轮制动过程瞬态温度场和应力场三维有限元模型,重点分析了城轨列车在两次紧急制动和全程往返制动两种极端情况下,车轮踏面温度和热应力变化规律.车轮踏面所受的应力是垂直载荷、横向载荷和热应力综合作用的结果,适用于Hertz接触理论,机械载荷对车轮踏面的作用效果采用Hertz接触应力来衡量,根据温度和热应力模拟结果,评估了城轨列车车轮的服役安全性,为发展城轨列车的制动方式和制动技术提供了比较可信的理论分析方法.     

地铁车热管散热器的数值模拟与结构优化

利用专业的热分析软件ICEPAK对地铁厂已设计出的热管散热器进行数值模拟,得出不同工况下相应的温度场分布,以验证此散热器是否满足散热要求.在热源最高温度不超过90℃的情况下,改变热管数、翅片数和热管长度,对模拟结果进行分析后得出最优结构.使其散热器达到重量轻、体积小、耗材少及经济性佳的要求.     

连续刚构桥大体积混凝土承台温度场仿真分析

混凝土在固化过程中释放的水化热使构件内部产生较大的温度变化,由此产生的温度应力是导致混凝土出现裂缝的主要因素.结合某特大桥大体积混凝土承台施工工程,采用MIDAS/Civil分析软件对其进行仿真,对大体积混凝土承台内部温度场变化的规律和温控措施的实际效果进行总结.通过对理论值与实测值的比较分析,为桥梁大体积混凝土承台温度控制提供指导.     

钢管混凝土拱肋水化热作用下温度场分析

通过对钢管混凝土拱肋缩尺寸模型在水化热作用下温度场的连续试验观测,分析水化热作用下钢管混凝土温度场的分布规律及变化规律,试验结果表明钢管混凝土拱肋成型过程中水化热的影响不可忽视。     

Simulation of Temperature Field in Original Segment of Concrete Box-Girder Bridge

Temperature field and its variation with time are necessary for analyzing the thermo-mechanical performance of mass concrete structures at their early ages. This paper carries out a temperature field simulation analysis for an original segment of a real box girder bridge with the finite element software ANSYS. Two representative exothermic rate models are used to describe the heat-releasing process caused by the cement hydration in concrete. The exothermic rate model that conforms to reality more closely is recognized by comparing the simulation results with the data gathered from the optical fiber temperature sensors pre-embedded in the original segment. The air temperature and wind velocity that constitute thermal boundary conditions are determined in the light of the local meteorological department and correlative research achievements of recent years. Moreover, the consideration for the steel formwork acting as a barrier to heat loss is also proved to be beneficial to improve the simulation effect.     

混凝土箱梁水化热温度损伤修正耦合方法

为了防止混凝土箱梁墩顶块在施工过程中出现早期开裂与温冲现象,研究了混凝土水化热温度损伤模型,综合考虑混凝土弹性模量与边界条件的时变效应,采用线性迭代方法,建立了混凝土箱梁墩顶块水化热温度损伤修正耦合方法,计算了水化热温度损伤场随时间变化的过程,得到了水化热温度损伤时程关系曲线,分析了温度损伤时变效应规律。计算结果与实测结果对比表明:混凝土箱梁水化热温度偏差小于10%,水化热温差峰值比水化热温度峰值滞后约32h,等效应变峰值与温差峰值发生时间相同,水化热温度损伤度与等效应变成正比,时变效应规律一致,因此,此方法可行。     

轮轨摩擦耦合热弹性有限元分析模型

基于伽辽金变分原理,利用有限元方法,建立了轮轨摩擦耦合热弹性有限元分析模型,分析了轮轨摩擦热与钢轨接触区热膨胀位移、摩擦温度、应变和应力的关系。模型中温度场和位移场由耦合方程同时求解,但没有考虑惯性项和材料阻尼的影响。分析结果表明:耦合求解的温度场和位移场与非耦合求解的温度场和位移场的计算结果一致,钢轨表面各点滑动位移的方向与车轮滑动方向一致,垂向位移方向先负后正;钢轨表面各节点进入接触区后,温度快速上升,但高温持续时间短;在滑动方向上,钢轨接触点先受压应变后受拉应变作用,垂向受拉应变作用,滑动方向压应力明显高于垂向压应力,钢轨接触斑前后节点滑动方向应变符号相反;垂向高正应变区主要集中分布在接触斑后半轴上,最大剪应变与剪应力区在接触表层以下。