基于名义应力法的疲劳卡片构建方法研究

基于有限元的疲劳寿命预测可应用于各行业,疲劳寿命预测精度的提高,离不开有效的材料疲劳卡片,疲劳卡片反映了载荷水平与疲劳寿命的关系。通过设计合理的材料试样的疲劳试验,结合试验与有限元计算,计算不同损伤参量创建应用于疲劳寿命分析的材料疲劳卡片,同时对疲劳卡片的仿真精度进行了验证。结果表明,基于名义应力法构建的疲劳卡片具备较高的预测精度,结合材料试验数据与仿真结果构建的多应力比S-N疲劳卡片,可用于其他适用于应力疲劳分析的零部件疲劳寿命分析,为提高零部件疲劳寿命预测精度提供新的技术途径,为零件的前期结构设计提供参考,可在不同领域进行推广并开展进一步分析研究。     

Fatigue damage calculation for oil tanker and container ship structures

The fatigue behaviour of longitudinal stiffeners of oil tankers and container ships, subjected to dynamic loads, is analysed. The following dynamic load components are considered: hull girder vertical wave bending moment, alone and combined with the horizontal wave bending moment, hydrodynamic pressure and inertial forces caused by cargo acceleration.

The spectral method was selected to calculate the fatigue damage, based on S—N curves and Miner's rule. Following this approach, the fatigue damage may be calculated as a function of a stress parameter Ω_p, which represents the cumulative effect of wave induced loads in the unit of time and incorporates the combined effects of stress level and its occurring frequency.

Simple formulas for Ω_p of oil tankers and container ships are given, obtained from the results of hydrodynamic analyses performed on several ships, in different wave environments.

Several examples show the applicability of the methods to real ship structures. The method, however, still needs to be calibrated because of the simplifying hypotheses introduced in the loading conditions.     

砂卵石地层台阶法施工隧道围岩-支护结构应力应变特性三维离散元分析

为了解砂卵石地层隧道围岩和支护结构的应力应变特性，以青海循隆高速公伯峡隧道为依托，借助PFC3D离散元软件对公伯峡隧道穿越砂卵石地层进行三维模拟，重点研究以密排短管棚预支护为根本前提，以三台阶预留核心土为施工方法的砂卵石地层围岩和支护结构的应力应变特性，并与现场实测进行对比分析。研究结果表明： 隧道台阶开挖时，围岩应力集中范围逐渐从拱顶过渡到拱腰，直到拱脚，对应的塑性区范围不断扩大，且密排短管棚对塑性区的发展有一定的“遮拦效应”； 围岩横纵向变形规律一致，主要是向隧道临空面产生收敛变形，且密排短管棚形成的梁拱效应限制了掌子面前方位移发展； 2种方法得到的初期支护变形规律一致，均呈阶段性变化，拱顶下沉累计值大于周边收敛累计值，且两者的最终变形量均满足规范限值要求。     

回填土区深层搅拌桩和高压旋喷桩复合地基的静承载性能

结合实际工程现场静载试验,采用有限元计算方法研究了桩长和桩土模量比对深层搅拌桩和高压旋喷桩复合地基在回填土中的桩体承载特性、荷载传递及复合地基变形特性的影响。结果表明,在回填土区,深层搅拌桩以桩体上部破坏为主,增加桩长不能有效地提高复合地基承载力,增加桩体强度尤其是上部桩体的强度则能够较大地提高复合地基承载力,高压旋喷桩可有效增强回填土地基的承载力。提出的桩体弹性模量取值范围可供设计参考。     

高填深切路段装配式预制通涵的受力分析和加固处理

以某高速公路建设中高填深切路段的新工艺（装配式预制通涵）为对象，介绍分析其整体受力情况和加固处理措施，其内容可作为同类工程的参考。     

考虑相变过程岩体孔隙率对寒区隧道温度场时空规律影响研究

为研究寒区隧道围岩在持续低温作用或冻融循环作用过程中，考虑岩体相变过程中多相体各组分变化引起的岩石热学参数差异对围岩温度场时空变化规律的影响，利用已有岩体未冻水含量研究成果，进一步推导不同孔隙率下岩体的热学参数计算公式。基于多孔介质模型建立考虑相变过程的围岩温度场计算模型，分析考虑潜热时不同孔隙率下围岩冻结缘的空间形态变化规律，及相变过程对温度场的影响。研究结果表明： 1）饱和岩体孔隙率越高，对岩体整体热学参数影响越大； 2）低温持续作用围岩时，冻结缘向围岩深处移动并不断变宽，其宽度与其深度呈线性关系； 3）饱和围岩孔隙率对冻结缘移动速度影响较大，但对其宽度基本无影响； 4）由于相变潜热，岩体在冻融循环过程中围岩温度时程曲线出现不对称阶梯状形态，且其阶梯形状宽度与围岩孔隙率呈正相关； 5）冻融循环过程中，升温及降温过程中冻结缘临近岩体温度梯度存在差异引起的传热效率不同直接导致升温、降温时程曲线的不对称性特征出现； 6）沿硐室围岩径向向外，各处围岩体的温度时程函数与加载的温度函数存在着振幅衰减和相位滞后的现象，且岩体孔隙率越高该现象越明显。     

苏州中心地下空间超长结构温度应力分析

苏州中心建筑平面尺寸巨大,因超长产生的温度应力对结构的影响较为显著。通过分析地下结构从施工到投入正常使用全过程中可能受到的温度荷栽的类型,利用线性分布法计算作用在建筑物上温度荷栽.总结出确定温度作用的计算工况。并以苏州中心地下空间结构为例,介绍了温度应力的计算方法。实际计算表明,降温荷载在框架梁和楼板中产生较大拉应力.楼板开洞部位拉应力集中,温度作用在框架柱中产生剪力和弯矩,在工程设计时必须充分考虑。     

基于OpenFOAM的发动机舱回流计算方法研究

研究车辆在怠速工况下的发动机舱热空气回流问题，基于OpenFOAM 软件进行回流计算方法的开发。通过设置监控面及组分转换面来重新定义格栅新空气和舱内回流热空气等组分，可直接计算出回流在监控面上的分布及回流率和回流量。根据开发的方法对某款插电式混合动力汽车（Plug-in Hybrid Electric Vehicle，PHEV）车型进行计算并提出不同的优化方案，使其发动机舱回流率从32.7% 分别降低至24.0%和9.3%，回流量从0.169 kg/s分别降低至0.128 kg/s和0.048 kg/s，从而降低了冷凝器等散热器的进风温度，提高了怠速工况下热管理系统的性能。     

偏压隧道处治措施及稳定性分析

以上瑞高速公路怀新段第8合同段青山冲隧道为工程实例,针对左线出口端洞口浅埋偏压情况,为了节约工程投资,实施了反压回填的处治方案,采用数值模拟分析及现场监控量测数据分析了偏压隧道支护结构的受力状态和稳定性,可供类似工程参考。     

城市管道对于软土地基沥青路面影响分析

该文针对软土地区城市道路地下管道对于沥青路面的不利影响进行分析,采用有限元方法分析了管道周边和上部土基的模量对于沥青面层内部剪应力的影响,并与容许剪切强度进行了对比.提出必须采取合理措施增加管道周边的土基强度,从而有效地避免沥青路面的剪切破坏.