保温罐车内部温度场数值分析

为了获取保温罐车的最佳保温性能,以保温罐车为研究对象,建立了符合其实际运行工况的三维数值计算模型.运用SIMPLE算法和VOF模型,对保温罐体内部溶液温度的传热状况进行仿真分析.罐体外壁保温层的总厚度不变,保温材料为聚氨酯和岩棉,通过改变聚氨酯和岩棉各自的厚度,来对比分析当保温材料厚度组合不同时,保温罐车在24 h运行过程中,罐体内部溶液的温度变化规律及其分布.计算结果表明:当采用20 mm厚度的聚氨酯和50 mm厚度的岩棉作为罐体保温层时,罐体的保温效果最好.计算结果与实验测得数据吻合,计算方法真实可靠.     

考虑随机裂隙的寒区隧道温度场研究

为进一步探究寒区隧道温度场的分布规律和保温层敷设厚度问题,以金家庄特长螺旋隧道为依托,通过现场实测、理论分析和数值模拟相结合的方法,建立隧道围岩区的随机裂隙模型,研究水分迁移和相变对温度场和保温层设计厚度的影响。研究结果表明：(1)水分迁移和相变作用使得拱顶二维截线A的负温区和衬砌与围岩接触面处的温度增大,并减小围岩的冻结深度和保温层的设计厚度;(2)随机裂隙和渗流作用导致围岩与衬砌结构接触面的温度分布不具对称性,但总体表现为由拱顶至仰拱逐渐增大的趋势;(3)保温层设计厚度与孔隙率之间的关系可用ExpDec1模型表现,解析解的保温层厚度较数值模拟大,但均小于实际工程的设计厚度。研究结果可为寒区隧道的温度场和保温层设计研究提供借鉴参考。     

火灾工况下两车道公路隧道承载力计算方法

常规下衬砌结构承载力的计算主要采用荷载结构法与地层结构法。但在火灾工况下,衬砌截面上每一点的温度分布不均,随厚度增大而降低,同时,材料的物理力学参数以及衬砌厚度也随着温度的变化而变化,而在常规计算方法中,计算参数的定义很难反映火灾工况下材料物理力学参数的实际变化。因此,本文提出一种能够反映火灾下材料物理力学参数实际变化的计算方法,同时将衬砌单元由常用的梁单元换成平面应变单元,然后根据实际情况对模型分层赋予属性并进行结构承载力计算,为以后火灾工况下公路隧道承载力计算提供借鉴。     

钢箱梁桥面沥青混合料燃烧温度荷载与效应分析

为研究在火灾作用下钢箱梁与桥面铺装结构热效应，建立了小尺度钢桥面燃烧试验台，获取了油料火灾作用下沥青铺装层的上表面、中部和下表面温度数据；针对上表面温度数据，拟合得到了一条基于燃烧试验数据的升温曲线，与ISO 834标准升温曲线进行对比，并对小尺度试验的温度场进行了数值模拟验证；建立了11.25 m×3.60 m的钢箱梁桥有限元模型，获取了桥梁在跨中、支座附近和全跨火灾工况下的应力和变形特征。研究结果表明:在试验拟合升温曲线的作用下，二维数值模拟试件的中部温度260.70 ℃和底部温度89.38 ℃与试验数据248.90 ℃和82.59 ℃相近，且升温趋势较一致，说明温度场数值模拟结果可靠；火灾荷载作用区域钢箱梁顶板温度下降最高可达60.91%，表明沥青混合料铺装层能在一定程度上阻挡温度传递；跨中、支座火灾工况下钢箱梁最大Mises应力均出现在火荷载向低温扩散传播的冷热交替区域；跨中火灾工况在火荷载区域出现上挠变形，而支座火灾工况分别在火荷载区域和跨中区域出现上挠和下挠变形；全跨火灾Mises应力分布较均匀，跨中下挠变形严重；3种火灾模式下，基于试验拟合升温曲线的应力和变形数据均滞后且低于ISO 834标准升温曲线。      

房建SPR复合保温外模板系统施工工艺研究

新型环保节能的建筑保温复合材料——SPR复合保温外模板不仅具有一定的吸声阻音降噪、阻燃、保温绝热性等特点,而且整体性好、抗阻尼性强、对结构复杂环境适应强、绿色低碳少污染安全等多种优点。邯郸机场改扩建工程业务保障用房工程安装、锚固采用SPR复合保温外模板后进行外墙混凝土现浇施工,不仅有利于免拆外模板、省去后续安装保温板的施工步骤,从而实现模板和保温板有效结合,装配式施工功效十分明显,而且有效推进了项目施工进展速度。     

高海拔隧道热固型材料防冻保温层厚度的隔热效果仿真分析

在建立隔热层/衬砌/围岩的二维传热学分析模型基础上,基于二维稳态导热有限元分析方法对隧道围岩、衬砌温度场分布进行模拟仿真计算。首先,对地域环境年平均气温-3.5℃条件下,不同设计厚度的热固性隔热料福利凯(FLOLIC FOAM)的防冻保温效果进行了分析;其次,对防冻保温层设计厚度为5 cm且隧道环境温度由-3.5℃下降至-10℃时,单位厚度隔热层防冻保温导致的温差变化及其产生的隔热效果进行了对比;第三,当隧道环境气温从-3.5~-35℃范围变化且隔热层厚度为5 cm时,给出了可达到的防冻保温最低温度范围。     

提高铝合金车体防火性能的方法研究

基于对轨道交通车辆防火标准以及车辆发生火灾事故对于乘客人身安全危害性的认知,重点研究了一种提高铝合金车体防火性能的方法,以满足动车组行车能力及乘客疏散救援要求.以某动车组为例,首先计算车内非金属材料热释放量,假设火灾风险、火源功率,将其热负荷加载到车厢有限元模型中,应用FDS软件仿真分析车体在火灾状态下的温度分布,将温度分布插值到车体有限元模型中的每个节点,确定燃烧损坏区域;利用ABAQUS软件模拟分析车体在承受热负荷及最大拉伸载荷工况下的静强度、刚度的变化.在热力耦合工况下,通过车体刚度的变化即车体变形量的大小,验证动车组是否满足行车能力要求,若否,则需在车体静强度薄弱的区域,不改变车体设计结构的情况下,添加非金属防火材料的方法,提高车体热负荷下的静强度、刚度,即提高了车体防火性能.并详述了允许车体变形量判断依据及限值计算结果.     

火灾高温下RC简支梁极限弯矩计算模型研究

通过截面力学平衡原理,引人火灾高温下混凝土和钢筋强度折减系数,给出截面有效分布宽度,推导得有效力矩法及相应力矩时效系数计算方法,建立火灾高温下钢筋混凝土简支梁极限弯矩的实用计算模型,与有限元分析数据进行对比,结果吻合．研究表明：保护层厚度对钢筋混凝土简支梁极限弯矩影响较大,钢筋混凝土简支梁极限弯矩随保护层厚度的增加呈线性递增关系,该计算方法可行．     

高寒地区平屋顶保温层厚度反演

建筑节能的发展和新型保温材料的使用中,合理的设计墙体及屋顶保温层的厚度,日益成为目前建筑节能的重要问题.将高寒地区平屋顶保温层厚度设计问题抽象为热传导方程几何边界反问题,通过不断地数值模拟,分析比较结果,得出保温层(文中为加气混凝土层)厚度为250 mm～300 mm时,屋顶内表面的温度变化值落在16℃～24℃之间,此时的保温层厚度为所求得最佳保温层厚度.     

高寒地区平屋顶保温层厚度反演

建筑节能的发展和新型保温材料的使用中,合理的设计墙体及屋顶保温层的厚度,日益成为目前建筑节能的重要问题.将高寒地区平屋顶保温层厚度设计问题抽象为热传导方程几何边界反问题,通过不断地数值模拟,分析比较结果,得出保温层(文中为加气混凝土层)厚度为250 mm~300 mm时,屋顶内表面的温度变化值落在16℃~24℃之间,此时的保温层厚度为所求得最佳保温层厚度.     

Finite Element Analysis of External Thermal Insulation Composite System： Thin Rendered Expanded Polystyrene Board

The finite element model of an external thermal composite insulation system, thin rendered expanded polystyrene (EPS) board, was built with ANSYS 1.0, which had two forms: one with window and one without window. The finite element analysis results show that the EPS board had very good insulation capacity at both high or low temperature, stress concentration was produced in the center of wall and around window, and the maximum deformation was observed at the edge of board and the minimum deformation was in the center.     

连续配筋混凝土复合式沥青路面温度应力分析

针对连续配筋混凝土复合式沥青路面结构是以连续配筋混凝土(CRC)板作为结构承重层,沥青面层(AC)作为表面功能层的结构特点,建立多板系统有限元计算模型(空间等参元8节点六面体单元);采用有限元方法分析CRC+AC复合式路面结构的温度应力状况以及温度梯度、AC层厚度、CRC层厚度和AC层的导热系数等因素的影响;结果表明,在裂缝间距L<3.0 m内,CRC板的横向温度翘曲应力大于纵向温度翘曲应力,温度翘曲应力最不利位置仍为横向裂缝边缘中部位置.     

高速列车波纹外地板低噪声优化设计

基于混合有限元一统计能量法及周期子结构原理,建立了高速列车波纹外地板声学特性仿真模型,根据波纹外地板结构的传递损失评价隔声性能,分析了波纹板结构、波纹板加上板结构、波纹板加下板结构和波纹板加夹板结构在不同腹板倾角下的隔声性能.计算结果表明:波纹板和波纹板加上板结构在各个角度的隔声量都明显高于其他两种结构;波纹板加下板结...     

沥青混凝土与连续配筋混凝土复合式路面承载力分析

为了防止公路的早期破坏,为长寿命路面结构研究提供理论依据与技术支持,应用有限元方法对沥青混凝土与连续配筋混凝土复合式路面进行了温度场与疲劳应力分析。分析结果表明:小于4cm的沥青混凝土面层主要用于改善路面使用性能;大于4cm的沥青混凝土面层可以有效改善路面的温度场,每增加2cm,可满足15%～20%的超载要求。可见该复合式路面能够承受重载和一定程度的超载而不发生疲劳破坏。     

破裂水泥混凝土路面板沥青加铺层温度应力影响因素

为了防止水泥混凝土路面加铺沥青面层反射裂缝的产生,采用有限元方法,视路面结构为弹性层状体系,建立沥青加铺层、补强层、破裂水泥混凝土路面板和地基组成的空间三维模型,分析了破裂板块平面尺寸、降温幅度、沥青加铺层模量及厚度、结构补强层模量、混凝土路面板厚度等因素对沥青加铺层温度应力的影响。结果表明,对破裂后的旧水泥混凝土路面板块,沥青加铺层温度应力随其板块尺寸的减小而大幅度降低,较大的降温幅度对加铺层温度应力的影响远大于车辆荷载产生的应力;而降低沥青加铺层模量,增大加铺层厚度等技术措施可明显改善破裂板接缝处的应力状况,并能有效地防止沥青加铺层反射裂缝的产生。     

基于有限元法对不同厚度混凝土墙的隔声量分析

以结构厚度为基本参量,分析其对隔声量的影响.利用有限元法对不同厚度的混凝土墙的隔声量进行计算分析,得到结构厚度对单层墙隔声量的影响规律.研究结果表明：不同厚度结构的透射声压随着距离的增加逐渐减弱.低频段,厚度与透射声压之间成反比关系;中高频段,透射声压增大,场点上的声压值随频率的变化呈现出复杂性.与高频段相比,低频段隔声量变化相对平缓.     

复合碾压混凝土路面温度应力分析

采用ANSYS有限元分析软件,建立了弹性地基上由碾压混凝土面层和水泥稳定碎石基层双层板三维路面结构模型;分析了复合碾压混凝土路面在温度曲线分布情况下的温度翘曲应力,包括曲线温度场,不同时刻,层间接触状态,碾压混凝土面层厚度、温度膨胀系数、模量和板平面尺寸等影响因素。分析结果表明:曲线温度场下的温度应力明显低于折线性温度场下的温度应力;随着板厚的增加,出现最大温度应力的时间推迟;层间接触状态对温度应力的影响不显著;面层厚度、温度膨胀系数及模量对温度应力的影响较显著。     

真空辐射反射绝热材料的制冷保温节能效果研究

通过理论分析和实验研究,论证了真空辐射反射绝热材料用于制冷保温可以获得 其他绝热材料不可比拟的节能效果.和现用的制冷保温材料相比,真空辐射反射绝热材料 是一种隔断导热通路又将辐射换热热量的一部分反射出来的一种绝热材料,在制冷使用的 温度段内,它比目前最好的制冷保温材料聚胺脂泡沫节能90％,并且具有寿命长,强度 高,和制冷保温不需要加隔气层等优点,因而它将成为未来制冷保温节能绝热材料中的首 选材料.     

钢筋混凝土梁托柱转换结构节点耐火性能分析

为提供钢筋混凝土梁托柱转换结构的防火设计依据,根据结构的受力特点,设计了两种足尺梁托柱节点单元试件,对两种节点单元试件进行了热力耦合作用下的耐火性能试验;采用有限元分析软件进行数值计算,分析了火灾下钢筋混凝土梁托柱节点单元的热力耦合耐火极限,得出各参数变化对梁托柱节点单元耐火极限变化规律. 分析结果表明:升温曲线及最高温度对节点单元的耐火极限影响较大;荷载比为0.6的节点单元比荷载比为0.4节点单元耐火极限小;节点单元托梁纵向受拉钢筋的保护层厚度不同,其耐火极限从大到小为保护层厚度50 mm、保护层厚度40 mm、保护层厚度25 mm;转换托梁中受托柱处附加吊筋的设置可有效提高节点单元的耐火极限,并起到避免发生突然破坏的作用;节点单元托梁四面受火的耐火极限小于三面受火的耐火极限;在相同荷载比及相同受火工况作用下,两种钢筋混凝土梁托柱节点单元的耐火极限和破坏特点不同.      

钢筋砼结构抗火参数分析

通过对钢筋砼结构抗火参数的随机性和其敏感性分析,表明了砼保护层厚度是在所给出的参数中对钢筋砼抗火性能最敏感的参数,同时也简单介绍了随机有限元可靠度的分析方法.