考虑接触热阻及热-流耦合的混凝土水化热分析

提出一种考虑大体积混凝土与基岩的接触热阻及冷却管与混凝土之间流动传热的水化热分析方法。采用面-面接触单元模拟混凝土与基岩之间的热接触效应,采用热-流耦合单元模拟冷却管与混凝土之间的流动传热过程。以某大跨度上承式钢管混凝土拱桥为背景,对天然冷却和水管冷却两种条件下拱座的水化热温度场进行了仿真分析。结果表明:热接触效应对大体积混凝土芯部温度影响很小,而对基岩与混凝土交界面附近的温度分布影响较大,在大体积混凝土水化热分析中,宜考虑基岩接触热阻的影响。     

新造珠江特大桥主墩承台大体积混凝土温度控制与分析

介绍了新造珠江特大桥主墩承台大体积混凝土温度控制技术措施,考虑水管冷却作用,运用三维有限元程序对该承台施工过程的温度场进行了数值计算,并与实测结果进行了对比分析,结果表明:有限元计算结果与实测值吻合良好,有限元方法是有效可行的。利用有限元模型,对混凝土水管冷却的影响因素进行了参数分析。     

桥梁混凝土水管冷却温度场有限元分析

针对混凝土水管冷却温度场的计算问题,分析了当前冷却水管有限元分析的主要方法,对多重网格法进行有效的处理,从而在不增加计算时间的前提下能更准确地计算出水管冷却温度场.基于这种处理方法,结合通用软件ANSYS对某高墩大跨刚构桥桥墩混凝土水管冷却温度场进行了仿真分析,计算结果与实测数据比较表明该方法计算精度是较高的.     

轻量化车身的激光焊接热力学分析

以车顶与车身侧围的激光焊接过程为研究对象,采用有限元分析软件及其二次开发能力,提出了高斯面热源与峰值递增式圆柱体热源的复合热源模型,分析了材料为BH钢的车顶与双相DP600车身侧围的激光焊接温度场分布及变化规律;设计了焊接热历程曲线测量系统并进行了激光焊接实验,并与模拟温度进行对比。结果表明,模拟温度曲线与实验温度曲线的变化趋势基本一致,变化范围相近,验证了温度场有限元模型的合理性以及热源模型的可靠性;最后分析了焊接热应力场的分布特点和变化规律,结果表明热应力主要集中在沿焊缝中心线两侧热源作用的前端。     

桥梁混凝土水管冷却温度场有限元分析

针对混凝土水管冷却温度场的计算问题，分析了当前冷却水管有限元分析的主要方法，对多重网格法进行有效的处理，从而在不增加计算时间的前提下能更准确地计算出水管冷却温度场。基于这种处理方法，结合通用软件ANSYS对某高墩大跨刚构桥桥墩混凝土水管冷却温度场进行了仿真分析，计算结果与实测数据比较表明该方法计算精度是较高的。     

箱内边界模拟方法对箱梁截面温度场的影响研究

为准确模拟箱内温度,选择合适的箱内边界条件模拟方法进行箱梁截面温度场研究,以某混凝土箱梁桥为背景,实测其箱梁截面温度场,采用MIDAS FEA软件建立箱梁截面模型,分析4种箱内边界条件模拟方法(实测温度法、环境温度法、气温均值法和空气单元法)对箱梁截面温度场的影响,并分析极端温度下箱梁截面的平均温度。结果表明:对于箱梁截面温度日变化曲线,采用实测温度法的有限元计算值与实测值吻合最好,缺乏实测箱内温度时,采用空气单元法的有限元计算值与实测值吻合最好;4种方法对箱梁截面的平均温度及竖向正温度梯度的影响均较小;空气单元法可进行极端温度下的箱梁截面温度场分析。建议采用空气单元法进行混凝土箱梁截面温度场研究。     

An Analysis on the Temperature Field of Cylinder Head Based on Fluid-Solid Coupling

为探讨燃烧工质和冷却液共同作用下缸盖的温度分布,采用流固耦合的方法对某柴油机缸盖进行温度场分析.首先利用AVL-Fire对缸内工作过程和水套进行CFD分析,得到气缸和水套壁面的热边界条件,然后把热边界条件映射到有限元网格,通过有限元分析算出缸盖温度场.结果表明,缸盖最高温度远低于材料许可温度,其温度分布合理地阐释了缸盖的“热”工作环境.     

水泥混凝土路面板硬化过程中温度分布实测与模拟

首先对水泥混凝土路面板在硬化过程中的温度分布进行实测;然后针对水泥混凝土路面硬化过程中的特征,调查研究水化热、热交换和气象环境因素3个方面的模型并选取相关参数,对路面板内硬化过程中的温度分布进行数值模拟.在温度场计算中,根据道路结构和热传导类型划分节点,采用有限差分法求解热传导微分方程,并利用Crank-Nicolson格式建立起相邻时间层、相邻节点之间的温度数值关系式.模拟温度值与实测温度值的对比表明,模拟结果较为准确,能够反映现场实际因素对路面板内温度变化的影响作用.本文建立的水化模型和路面板温度场预测模型对水泥混凝土材料具有普遍适用性,编制的数值模拟程序可以为水泥混凝土路面温度场及温度应力的进一步研究提供可靠依据.     

预应力混凝土箱梁日照温度场试验及仿真分析

通过对某大跨预应力连续箱梁桥进行连续数日的温度场观测试验,验证了我国最新规范关于日照温度效应设计条款的可靠性;同时基于平面非稳态温度场理论,引入箱梁截面温度分布求解的解析模型,应用ANSYS有限元软件对实桥进行日照作用下温度场分布的时程仿真分析,而后将解析模型所得结果同现场试验结果进行比较,验证了预应力混凝土箱梁温度场引入数值仿真分析的可行性。     

沥青混凝土路面温度场有限元模拟比较

传热学理论与有限元思想的结合,使得许多商业有限元软件易于实现对沥青混凝土路面温度场分布的模拟计算.为详细说明有限元模拟路面温度场过程,以二维多层路面结构为模型,分别借助ANSYS及ABAQUS两大通用有限元软件,模拟计算两种荷载实现方式下的路面温度场.研究表明,ABAQUS较ANSYS更适合模拟计算路面温度场分布;计算结果与温度实测数据比较,认为辐射、对流独立加载方式下的ABAQUS模拟计算值更接近路面实际温度分布.     

考虑沥青路面影响的钢箱梁桥日照温度场数值模拟

为了研究带铺装层的钢箱梁日照温度场分布规律,开展日照温度作用下受改性沥青玛蹄脂路面影响的钢箱梁温度场数值模拟,根据传热学和有限元基本理论,综合考虑辐射、对流、传导等热交换对温度场的影响,建立某悬索桥有沥青砼铺装层钢箱梁有限元模型,对该梁段日照温度场进行仿真计算分析,拟合钢箱梁的竖向温度梯度函数。结果表明,数值分析结果与实测数据吻合,铺装层对钢箱梁温度作用具有滞后效应,利用气象资料及经验公式得到的太阳辐射值对其温度场进行仿真分析可行。     

增压器涡轮箱热-结构强度分析及试验验证

为了能够直接验证热-结构耦合仿真计算的精确性,以某型增压器涡轮箱为研究对象,运用CFD分析软件与FEA分析软件同步耦合仿真计算涡轮端温度场,然后将求解得到的温度场节点温度赋给结构分析模型,再求解涡轮箱模型的热应力。在发动机台架上运行增压器,发动机运行时采用与增压器CFD仿真计算相同的边界参数,采用红外热像仪测定考察区域的温度场分布,通过非接触式应变测量系统测定考察区域的应变分布,提取考察区域标记考察点的温度及应变结果,并与仿真计算的温度及应变结果进行对比分析,结果表明,采用热-结构耦合分析方法求解的涡轮箱温度和应变精度能满足工程设计要求。     

某斜拉桥承台大体积混凝土水化热温度场研究与关键施工技术应用

依托某双塔双索面梁斜拉桥,基于有限元软件MIDAS/Civil对大体积混凝土承台的水化热温度场进行了仿真模拟,详细研究了水化热温度场及混凝土内外温差等变化规律。并基于有限元研究成果,采取了大体积混凝土配合比优化设计、原材料预冷、预埋水管冷却、优化浇筑顺序及养护等多个温度控制措施。实践证明,上述措施可以有效控制混凝土水化热,提高混凝土施工质量,降低施工成本,从而获得良好的经济及技术效益。     

延崇高速公路金家庄特长螺旋隧道温度场分布规律及保温层研究

为揭示寒区螺旋隧道温度场时空分布规律，依托金家庄特长螺旋隧道，采用现场监测方法研究寒区螺旋隧道温度场变化规律。基于此，通过数值模拟建立三维模型探究进口风速风温对温度场的影响，并拟合结果数据获得保温层敷设长度计算公式。研究表明： 1）随着进洞深度的增加，进、出口洞壁处空气年平均温度上升，而年温度振幅减小； 出口年温度振幅变化幅度略小于进口。2）隧道贯通后，洞内温度受两侧洞外相对低温的共同作用，同一断面处年平均温度下降，年温度振幅增大。3）隧道在直线段温度场分布规律与同条件的直线隧道一致，从曲线段开始内外径温度曲线发生分叉，外径侧温度较直线隧道温度大；而内径侧温度反之。4）进口风速越大、风温越低，对隧道温度场越不利，通过拟合公式，金家庄特长螺旋隧道进口的保温层长度至少需要1 239 m。     

桥梁承台大体积混凝土温度场监测与数值分析

结合海南洋浦大桥某主墩承台大体积混凝土温控项目,利用通用有限元软件ANSYS建立了桥梁承台大体积混凝土温度场分析模型,并对承台混凝土进行了实际的温度监测.通过对有限元计算结果和实际监测结果的分析,可知二者较为吻合,2个监测断面的温度-时间曲线规律一致,在混凝土浇注60～ 70 h左右温度达到峰值,15 d后趋于常温;2个监测断面温度场的分布规律一致,在承台边缘2 m范围内温度梯度较大,其他内部区域温度分布比较均匀.因此,在以后的工程中,可以利用ANSYS有限元分析软件,对施工期的温度场进行理论分析.     

刚构桥施工监控成桥线形温度因素控制分析

文章以某空腹式连续钢构桥施工作为工程背景,对刚构桥施工时的温度场和温度效应所引起桥梁线形的改变加以研究。以2h作为时间间隔对施工阶段的温度场信息进行了采集,用指数函数对箱梁截面的竖向温度梯度函数进行拟合。采用有限元的方式建立了某桥关键截面的节段模型,研究了上部结构关键截面温度梯度分布,并以此进行模拟分析了时变温度荷载作用下的刚构桥线形变化的影响,为桥梁施工、设计提供参考。     

混凝土箱梁桥面铺装结构温度场有限元分析

该文针对桥面结构的简化模型,利用傅里叶传热定律建立桥面铺装结构体系温度场的二维计算模型,根据当地气象条件确定边界条件及初始条件,采用ABAQUS 有限元软件求解,建立了一种桥面铺装层温度场的数值计算方法.通过计算得出桥面结构的温度分布及变化情况,并求出了桥面结构不同部位的变温速率.在正确掌握气象条件及材料的热物性参数条件下,采用该方法,可以为混凝土箱梁沥青桥面铺装结构温度应力和抗裂等进行计算分析,方便地预测其二维温度场.     

大体积承台混凝土施工温度场及温控技术研究

桥梁的承台混凝土体积大,施工措施不当易产生温度裂缝,从而影响桥梁结构的耐久性,因此有必要对大体积混凝土施工温度场及温控技术进行研究。该文以南沙港铁路西江特大桥承台施工为背景,对自然冷却时温度场的变化规律进行数值分析,并对冷却水管的布置方式进行对比分析,进而开展承台智能温控系统设计和现场施工实践。结果表明:夏季自然冷却状态下,承台内部大部分区域温度场趋于一致,在靠近外侧面附近温度略有下降,在靠近顶部附近温度梯度较大;冷却管长度对散热影响较小,分区布置管道(冷却水从独立直管进入,从蛇形管流出)降温效率高,所设计并采用的智能温控系统具有较好的温控效果。     

高强混凝土桥墩水化热研究与裂缝控制

根据水化热有限元数值计算理论,采用有限元方法进行温度场的模拟分析。测量了某在建特大桥高强混凝土桥墩实心段的温度,并与有限元方法模拟的温度变化进行比较,说明水化热的发生、分布以及散失规律,为高强混凝土有害温度裂缝的防治提供了依据,同时也为高强混凝土桥墩施工裂缝原因分析和水化热控制提供了重要的工程案例。     

火灾后钢管混凝土拱桥的承载力研究

以某突发火灾的哑铃形钢管混凝土跨线系杆拱桥为研究对象,在现有温度场推定方法的基础上提出了最小区域温度判定方法;并利用通用有限元软件ANSYS建立模型分析了系杆从开始起火至火被扑灭整个过程下的温度场,得到了系杆截面的温度变化规律;根据截面的温度分布状况分别采用自然冷却降温强度折减法和喷水冷却降温强度折减法计算了系杆混凝土的烧损换算深度,并在此基础上提出了混合折减的思想;采用Midas Civil建立全桥有限元模型,分顶板受火和底板受火两种工况对比分析了不同折减方法下抗弯承载力的变化规律。计算结果与现场量测数据比较发现,按照喷水冷却降温强度折减法计算的烧损深度较量测值大,计算承载能力偏于保守;按照自然冷却降温强度折减法计算的烧损深度较量测值小,计算承载能力偏于不安全;按照混合折减方法计算的烧损深度与量测值较为接近,因此,承载能力的折减也更加合理。