温度场作用下大跨混凝土箱梁横向分析

为研究温度效应对大跨度混凝土结构受力的影响,结合某铁路特大桥实际工程,建立了混凝土箱梁的热-结构耦合分析三维有限元模型,分析了在温度场作用下混凝土箱梁的应力分布规律以及温度场变化对横向分析结果带来的影响。     

6S50MC-C柴油机活塞头的优化设计

基于活塞头-活塞环-缸套组合结构稳态传热得出的温度场和热流分布,分析增加振荡冷却孔深度和倒圆角对强度的影响,得出活塞头的温度场和应力分布。原设计结构最高温度为448.4℃,最大热应力和耦合应力分别为694MPa和677MPa,最大应力小于材料的许用应力。随着冷却孔深度的增加,活塞头的最高温度、最大热应力和耦合应力都降低,增加冷却孔深度可以有效的降低最高温度和最大应力。倒角可以有效的降低应力集中,选取倒角5.5mm为优化设计方案。     

氧化镁膨胀剂对船闸施工期混凝土开裂风险的影响

针对船闸大体积、异型结构混凝土的施工期开裂问题,依托九圩港二线船闸工程,模拟评估氧化镁膨胀剂及外保温措施对结构混凝土温度场、应力场和开裂风险的影响,并通过对实体结构温度、变形的监测,评估实际工程应用效果。结果表明,在混凝土中掺加氧化镁膨胀剂是降低船闸结构混凝土施工期收缩开裂的有效措施之一,在冬季较低的浇筑温度下,掺加氧化镁膨胀剂并配合一定保温措施,可同时降低混凝土结构表面和中心的开裂风险。氧化镁膨胀剂的掺入基本不会影响船闸混凝土的温度历程,但能够降低闸室边墙结构混凝土温降阶段的收缩50×10~(-6)~70×10(-6),降低闸首廊道结构混凝土温降阶段收缩40×10~(-6)以上,显著提升船闸混凝土施工期抗裂性。     

我国某跨海桥梁混凝土结构耐久性状况调查与分析

文章对我国华南某服役12年的跨海大桥混凝土结构开展了调查分析,调查结果表明:外观质量总体良好,但箱梁湿接头、主塔承台等因受温度应力等影响开裂较普遍;碳化作用对海洋环境下混凝土结构耐久性的影响较小;受早期海水侵蚀、防腐涂装时间晚的影响,结构中具有一定深度的氯离子侵蚀,受潮差影响的现浇构件宜加强早期混凝土养护及表面防护作业;混凝土表面涂层对结构耐久性起到良好防护作用。     

船闸大体积混凝土温控技术应用

针对大体积混凝土频繁产生温度裂缝这一普遍现象,结合具体工程对混凝土温控措施、温控标准进行研究和总结,温控标准和要求主要采用有限元仿真分析的方法研究结构内部温度场和温度变化情况并结合工程经验确定,温控措施主要是控制原材温度、设置冷却水管系统、实时监测温度变化情况,得出入模温度、内部最高温度、内外温差、降温速率、冷却水与混...     

温度场对水下航行器电池舱段结构强度和刚度的影响

利用CATIA和Ansys Workbench软件建立了某型水下航行器电池舱段的实体模型和有限元模型,根据《CB 1235-1993鱼雷环境条件和试验方法》,对电池舱段进行动力学分析。首先研究了结构正常工作条件下电池舱段工作时内部锂/亚硫酰氯电池发热及外部海水温度不同产生的温度场对结构强度的影响。其次分析了不同贮存、运输温度环境条件下,电池舱段结构抵抗脉冲冲击载荷的能力。结果表明,随着海水温度升高,电池舱段内外温差减小,电池舱段受到加速度载荷时的等效应力及变形也随之减小。在脉冲冲击载荷作用下,温度对结构强度及刚度的影响呈非线性。在20℃时,结构的等效应力及变形最小。随着温度正向及负向的变化,等效应力及变形都将增大。     

船闸施工期混凝土开裂风险分析*

针对船闸闸首廊道、闸室墙等结构部位大体积、异形结构易开裂的问题,依托九圩港二线船闸工程,对混凝土早龄期热、力学和变形性能进行了系统测试。在此基础上,模拟评估了温度场、应力场和开裂风险,并与实际监测结果进行对比。结果表明,廊道外侧长墙、闸室边墙混凝土开裂风险主要来自于表面与环境的温差、内外温差产生的温度梯度,以及降温过程中底板老混凝土对边墙混凝土的约束。闸室墙早期表面开裂风险超过1.0,内部开裂风险在23.5 d后达到并超过0.7;廊道左侧长墙早期表面开裂风险达到0.79,内部开裂风险在17 d以后达到并超过0.7。温度、开裂时间实测结果与计算结果基本吻合。     

固溶温度对弹性体材料组织和性能的影响

对力学传感器弹性体材料05Cr17Ni4Cu4Nb在热轧态及不同固溶温度下进行加热,水冷480℃时效后的组织和力学性能进行了分析。结果表明：热轧态05Cr17Ni4Cu4Nb钢具有较高的力学性能,抗拉强度为1 288 MPa,屈服强度为1 118 MPa,硬度为38 HRC～40 HRC,塑性指标较低,热轧480℃时效可以提高试验材料的强韧性;热轧态05Cr17Ni4Cu4Nb钢组织为马氏体、残余奥氏体和少量的δ-铁素体,05Cr17Ni4Cu4Nb弹性体材料强韧性较好的固溶温度为1 040℃,在该温度加热后进行水冷480℃时效处理,试验材料获得的抗拉强度为1 326.0 MPa,屈服强度为1 272 MPa,延伸率为15%,断面收缩率为60.5%,硬度为43 HRC,冲击功为57 J;不同温度固溶处理480℃时效后,试验材料的组织为回火马氏体、残余奥氏体和富铜相及碳化物相。     

嘉绍大桥主墩承台大体积混凝土裂缝控制

嘉绍大桥主墩承台结构尺寸大,混凝土内部散热较慢,易导致内表温差较大,同时受封底混凝土及桩基强约束,施工过程中处理不当极易出现裂缝,且承台全部没于水下,混凝土一旦开裂难以修补。针对上述特点,在混凝土温度场及温度应力场仿真计算的基础上,制定了严格的温控标准,通过采取混凝土浇筑温度控制,内部埋设冷却水管并通水冷却、有效保温保湿养护、加强混凝土质量控制等措施,使各承台未出现有害裂缝,达到了预期的控制效果。     

基于热-结构耦合的螺旋桨无键联接可靠性研究

螺旋桨的安装质量直接影响船舶的航行安全。由于航行中环境温度的变化,导致螺旋桨无键联接的可靠性发生改变,但难以运用仪器对其进行有效的监测。利用Pro/E建立桨-轴无键联接的三维模型,运用ANSYS的热-结构耦合方法分析:船舶在温度0℃~35℃的水域航行时,螺旋桨无键联接的接触压力、等效应力的变化量。通过仿真值与理论值的对比分析,结果表明,螺旋桨无键联接的接触压力、等效应力随温度的升高近似成线性的减小;桨-轴的应力在接触边缘区域存在奇异性;温度是影响过盈量选取的一个重要因素,在螺旋桨安装选取过盈量时应将理论值增加一个安全系数。     

港珠澳大桥超大断面隧道混凝土裂缝控制技术

港珠澳大桥岛隧工程超大断面隧道混凝土包括预制沉管混凝土和人工岛现浇隧道混凝土,具有强度高、结构尺寸大、服役环境恶劣、控裂要求高且难度大等特点。其中预制沉管采用工厂法预制,全断面浇筑,采取片冰和制冷水拌合混凝土、喷雾养护等温控措施;人工岛隧道混凝土现场浇筑,采取合理分段分层、冷却水管、补偿收缩混凝土等温控措施。从施工现场情况来看,均未出现有害温度裂缝,温控效果良好,达到了预期的温控目标。     

大型液化天然气船温度场及温度应力研究

大型液化天然气装有船超低温(-163℃)的特殊货物,对船舶结构安全提出了更高要求.文章以MSC/PATRAN和MSC/NASTRAN大型有限元软件为平台,对大型液化天然气船的温度场分布做了深入的研究,并针对高低温并存的工作状态下船体结构的温度应力进行了计算,分析了超低温作用对于船舶结构强度的影响.研究成果对于提高我国LNG船的研发水平具有一定的指导意义.     

热带沙漠沿海气候区大体积混凝土配制及性能

依托多哈港实际工程,按照热带沙漠沿海气候区室内环境作用参数,针对C30、C40以及C50共3个强度等级混凝土的典型配比,利用温湿度交变箱模拟热带沙漠气候特点,研究温度和湿度对新拌混凝土坍落度、凝结时间以及重塑时间的影响,确立环境作用因素对新拌混凝土施工性能的影响规律,建立环境作用因素与新拌混凝土施工性能之间的函数关系,通过开展混凝土温度-应力试验来评价大体积混凝土在温度场和强约束边界条件共同作用下的混凝土的抗裂性,为热带沙漠沿海气候区大体积混凝土施工质量控制提供参考依据。     

斜拉桥主塔承台水热化分析

随着经济和公路建设的发展,国家对公路和桥梁建设的投入比例越来越高。斜拉桥的跨度越来越大,结构形式也越来越复杂。先进的施工技术和索塔的施工伴随着大量的水化热,以及会引起的极其复杂的温度场和温度应力,内部和外部温差的存在,使不同温度状态下的混凝土部件都处于不同的温度状态。混凝土在浇注和养护期间的出现的温度应力是混凝土构件养护、浇筑过程中出现裂缝的最重要原因。与其他运行裂缝相比,裂缝复杂度更大、数量、宽度更大,是影响构件混凝土承载力的主要因素。针对闵浦大桥的实际情况,对混凝土施工的温度控制进行了分析和介绍,为同一类型、大体积平台的混凝土施工提供参考。     

基于ANSYS的船闸混凝土非线性仿真分析

以长洲水利枢纽1#船闸上闸首为例,采用有限元软件,对施工期闸首混凝土浇筑模拟计算,考虑水化热、外界气温、浇筑层厚度之间的相互影响,对闸首混凝土温度变化进行分析。并以温度场的计算成果为前提,采用顺序耦合法对闸首结构混凝土的浇筑进行热-结构耦合计算,分析施工期混凝土结构的应力变化情况。通过对计算成果合理性的验证表明,利用有限元法可较好地对船闸结构进行整体稳定、应力、应变等全方位计算,且具有精度高、形象直观等特点,更好的模拟施工条件对船闸裂缝的影响。     

双级时效对Al-8Zn-2Mg-2Cu合金组织与性能的影响

为提高Al-8Zn-2Mg-2Cu合金的综合力学性能和耐蚀性能,采用硬度测试、电导率测试、室温拉伸实验、剥落腐蚀实验及透射电镜(TEM)观察,研究了双级时效对Al-8Zn-2Mg-2Cu合金组织及性能的影响.结果表明:第二级时效参数决定了合金的综合性能;第二级时效温度越高,保温时间越长,合金的硬度和强度越低,但是电导率和抗剥落腐蚀性能越好;经过120℃×6 h+160℃×16 h的双级时效处理,Al-8Zn-2Mg-2Cu合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率、断裂韧性及剥落腐蚀等级分别为:580 MPa,549 MPa,12%,KIC=24. 7 MPa·m1/2和EB.     

大体积混凝土配合比设计优化策略

大体积混凝土结构的工程质量控制难度较大。在三亚凤凰岛国际邮轮港二期工程施工过程中,为了确保大体积混凝土结构质量满足设计要求,在大体积混凝土正式施工之前,通过模拟现场工况条件进行大体积混凝土试验块的生产、浇筑、养护,并对试验块的内部温度及应变变化规律进行监测,开展优化混凝土配合比设计的研究。通过两组不同混凝土配合比(水胶比分别为0.38、0.40)同条件下的对比试验得出更优的混凝土配合比。结果表明,水胶比为0.38的混凝土方块的核心区最高温度、最大温升、里表温差、最大降温速率均大于混凝土水胶比为0.40的混凝土方块,建议选择后者进行高温地区大体积混凝土施工。     

接触电阻对于开关设备温度的影响分析

开关设备的温度诊断工作对于电力系统安全运行的意义重大,直接影响着能否提前预判绝缘强度的降低,进而决定了能否有效预防火灾等重大灾害的发生。在影响开关设备温度场的众多因素之中,接触电阻的影响最大。良好的接触状态不仅可以有效保证开关设备在额定功率稳定运行,而且可以切实保证与开关设备相连的电缆设备的工作寿命。本文建立了开关设备接触电阻的热电耦合数学模型,并采用大型商用软件ANSYS-Multiphysics二次开发了对应的数值求解平台,分析了接触面积、厚度对于温度场的影响规律。在此基础上,采用50A恒流源,在环境温度10℃的条件下进行了稳态通流试验,对比试验测量与理论分析结果,最大误差为5.5%,验证了理论分析的正确性。     

矩阵式高温涡轮叶片热流耦合计算及验证

对某型燃气轮机复杂矩阵式高温涡轮冷却叶片进行了热流耦合计算及验证。根据原机设计图纸,应用Pro/Engineer对高压涡轮动叶建立真实、无简化的三维模型,采用ANSYS ICEM对模型进行网格划分;热流耦合计算软件为ANSYS CFX 11.0。为了准确计算燃气对金属叶身的换热及冷却空气出口气膜对叶片尾缘的影响,计算采用了热流耦合的方法。涡轮进口主流燃气的温度在1200℃以上,冷却空气温度为450~550℃。在冷却叶片温度场计算中分别采用κ-ε湍流模型、SST湍流模型,对比了采用不同湍流模型时叶片温度场的差别,并根据整机实测结果验证了计算方法的准确性。高压涡轮动叶温度场计算结果可以作为涡轮叶片设计的依据之一,并为强度计算提供依据。     

基于SEM和XRD微观测试下单掺矿物掺合料透水混凝土性能分析

透水混凝土是海绵城市建设中广泛应用的路面材料,但其强度在一定程度上仍难以满足工程需求,而矿物掺合料可有效改善混凝土的力学性能,故在透水混凝土中掺加矿物掺合料成为新的增强措施.文中对比分析了单掺15%的粉煤灰、矿粉、硅灰在7 d、28 d和56 d养护龄期的基本性能,并通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对透水混凝土胶结层的微观结构和化学组成进行分析.结果表明:掺入粉煤灰、矿粉、硅灰使透水混凝土的孔隙率和透水系数依次递减,其孔隙率和透水系数均随着养护龄期的增长而减小;但3种掺合料的掺入均可较大幅度地提升透水混凝土的中后期强度,其中以矿粉的改性效果最佳,其抗压强度可达31.8 MPa,满足轻型机动车路面的强度要求;微观测试表明,掺入15%矿粉的透水混凝土水化产物表面晶体排布整齐,水化反应更彻底,生成大量C-S-H凝胶,内部微孔被填充,结构变得致密,抗压强度最大,与宏观分析结果一致.