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。     

飞机对机场道面的随机动压力

把机场道面平整度假设均值为零的平稳随机场，引入随机过程理论，描述了该随机场的几种统计特征，并把飞机简化为双自由度振动系统，利用频率响应函数的概念获得了飞机对不平整道面的随机动力谱，还对实测随机动力的方法进行了探讨。     

考虑轮迹横向偏移的机场水泥道面分仓设计

分仓设计是机场水泥道面设计的重要内容。针对现行规范中分仓设计的实用性差的问题,考虑轮迹横向偏移,参考荷载作用次数中通行-覆盖率的计算,得出了荷载作用最小覆盖次数位置的理论计算公式;在此基础上,结合现行道面设计规范要求,给出了道面分仓设计方法;并进行了案例分析。结果表明,给出的考虑轮迹横向偏移的机场水泥道面分仓设计方法切实可行,具有较强的实用性,可为机场跑道和滑行道道面分仓设计提供理论参考。     

机场跑道交通量纵向分布研究

针对当前对机场交通量分布认识不全面的问题,重新审视现有机场道面交通量分析方法,提出了机场交通量纵向分布的概念,并计算出飞机在起飞和着陆两种情况下交通量纵向分布的数学方程,完善了机场道面交通量分析方法,为机场跑道平面设计和道面设计提供更为可靠的理论基础。同时分析了跑道交通量纵向分布的影响因素,发现飞机种类与性能、跑道两端起降概率以及跑道长度等多因素对跑道交通量纵向分布有较大的影响。     

考虑飞机运行特性的柔性道面累积损伤计算

为准确计算柔性道面任一点累计损伤,考虑飞机载重和滑行速度差异,给出了飞机滑行在道面任一横断面处单个主起落架动荷载计算方法;基于单个主起落架动荷载作用下柔性道面面层底拉应变和土基顶面竖向压应变空间响应分析,引入多轴荷载作用频次影响系数,考虑轮迹横向偏移和纵向分布规律,得出了单个主起落架在道面任一位置处荷载作用频次的计算方法,并计算了相应位置处道面允许作用次数;基于Miner准则的线性疲劳累积损伤原理,提出了可覆盖整个柔性道面的道面累积损伤计算方法。实例表明该方法可行,可为道面分段和横向减薄设计的理论计算提供参考。     

复合式机场道面荷载型反射裂缝影响因素分析

为了考察结构参数对复合式机场道面荷载型反射裂缝的影响规律和显性关系,基于线弹性断裂力学理论和平面应变假设,应用ABAQUS有限程序首先分析了在反射裂缝扩展过程中结构参数对复合式道面裂缝尖端应力强度因子的影响,然后利用正交设计,选取结构参数作为考察因素,计算裂缝尖端应力强度因子,并进行极差和方差分析。研究表明：随着裂缝不断扩展,Ⅰ型应力强度因子不断减小,Ⅱ型应力强度因子不断增加;土基模量、面层厚度对Ⅰ型反射裂缝有显著影响,基层模量对Ⅱ型反射裂缝也有显著影响,加固地基是复合式机场道面结构设计中效果最明显的一种抗反射裂缝措施．     

机场水泥混凝土道面使用寿命的改进灰色预测模型

为了准确预测机场水泥混凝土道面使用寿命,根据道面的使用性能特点,确定道面破损度为道面使用寿命的控制指标.采用灰色系统理论建立了道面使用寿命灰色预测模型,利用计算原点残差的方法检验模型的精度,并采用数据序列中最近时间点的实测值为求解的初始条件改进模型求解过程.研究结果表明:机场水泥混凝土道面破损度与道面使用时间呈指数型递增关系,道面剩余使用寿命随使用时间呈指数型衰减;道面破损度预测值与实测值的误差不超过5%,因此,该模型有效,可用于定期检测的道面.     

青藏高原机场跑道多年冻土地基温度场特征

对比了青藏高原多年冻土地区机场跑道地基温度场与公路路基温度场, 分析了其地基温度分布、温度沿深度的变化以及地基最大融化深度, 研究了宽幅沥青混凝土道面机场跑道地基温度场特征, 对比了不同道面宽度条件下其地基温度分布、不同时间地基温度沿深度的变化以及跑道中部及道肩的最大融化深度, 并基于道面宽度、时间建立了沥青混凝土道面机场跑道道中地基融化深度的表达式。研究结果表明: 多年冻土地区机场跑道地基温度场与公路路基温度场存在明显差异, 机场跑道地基融土核位置更低, 且全部位于天然地面以下, 而公路路基融土核位置相对较高, 可以通过抬高路堤使融土核全部位于路堤内, 便于通风管等温控措施的施工, 可见由于机场跑道无路堤、道面幅度宽等特点, 使得多年冻土地区公路与铁路建设的现有研究成果不能完全应用于机场跑道建设中; 对于沥青混凝土道面的机场跑道多年冻土地基, 随着道面宽度的增加, 跑道地基稳定性降低, 道面宽度每增加1%, 地基0℃等温线约下降0.17%, 地基融土核最高温约上升0.46%, 道中地基融化深度约加深0.19%, 但当道面宽度超过35 m时, 道中地基融化深度趋于平稳; 相对于道中地基温度场, 道肩受道面宽度的影响较小, 当道面宽度超过25 m时, 其地基融化深度趋于平稳; 道中地基融化深度表达式相关系数为0.988 6, 相对误差在1%以内。      

纤维格栅增强机场双层道面荷载应力分析

为了分析纤维格栅增强机场水泥混凝土双层道面加铺层的荷载应力,采用ANSYS建立机场双层道面三维有限元模型,以J-8飞机荷载为计算荷载,选取机场水泥混凝土道面加铺层层底最大拉应力、层间剪应力、旧水泥混凝土道面板底最大拉应力、加铺层表面弯沉为考察指标.计算了机场双层道面层间接触对荷载应力的影响,并利用正交设计分析机场道面结构参数对荷载应力影响的显著性.研究表明：层间摩擦系数对机场水泥混凝土加铺层层底拉应力与层间剪应力影响较大;机场水泥混凝土双层道面各结构参数对加铺层层底最大拉应力都显著相关,应该作为机场水泥混凝土加铺层设计的主要分析指标;加铺层厚度和基础弹性模量与所考察的4个指标都显著相关.因此,在进行机场水泥混凝土道面加铺层设计时,必须重视基础处理技术并合理控制加铺层厚度.     

高速铁路空心高墩日照温度场研究

以高速铁路贵广线某特大桥桥墩为研究对象,通过现场实测桥墩日照温度场和沿墩高方向的日照温度场变化,结合大型通用有限元软件ANSYS建立有限元模型,模拟计算桥墩温度场,并将计算结果与实测温度进行对比分析,证明有限元模型的准确性和ANSYS模拟计算温度场的实用性。最后采用最小二乘法拟合出混凝土空心高墩沿壁厚方向的温度梯度模式,为进一步计算和研究日照温度效应做好准备。     

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。     

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。     

船闸混凝土裂缝与应力关系分析探讨

针对船闸混凝土浇筑过程中产生裂缝的影响因素,采用有限元软件ANSYS,结合多组实测数据,对混凝土裂缝与应力关系做了分析研究,得出以下结论：（1）对同一种配合比的混凝土,施工方式相同,入仓温度越高,混凝土结构早期拉应力增长越快。（2）随着廊道结构与闸底板结构相对刚度的减小,两部分结构变形的协调性有所加强,接触面上的相对刚度有所减小,平均拉应力会有所减小。（3）早期混凝土结构温度场造成的温差应力对应力场分布的影响较大,而由于施工间隔造成的相对刚度差别混凝土结构应力场的影响要略小,因此对于早期混凝土结构控裂要更注重入仓温度的控制。     

非均匀变温场中主缆初始位形的迭代计算

利用解析法推导了变温度场中悬索桥空缆线形的悬链线线形公式;建立了两种已知设计条件时悬索桥空缆线形的迭代方法;根据主缆的温度变化方程导出了温度变化时无应力索长计算公式。计算结果表明:在非设计温度下,主缆的位形及其内力值均与设计理论值有较大误差,因此在悬索桥的结构分析中必须考虑温度变化的影响。     

Calculation of Transient Stress Field During Laser Transformation Hardening Process

IntroductionHighpowerCOzlaserssdsetransformationhardeningtechniquehasbeensuccessfullyusedinindusnyforWYears.BecausethetemPeratUrefleldislocalizedinmaterialdurllglasertransfonnationhMngProcess,highthermstrCsswillgenerateinmatgrialduringlasertfansformationhardeningProcess.Therisalsohighresidualstressinmaterial,bothintCnsionandcomPression['-'].ComPressresidualstressishelptoincreasethefatigueldrimeofthelasertreatedmaterial,butthetensilestresswillshortenthefatiguelifetmeofthelasertreatedmator…     

海底隧道大体积混凝土温度场及温度应力有限元分析

大体积混凝土的温度裂缝与混凝土的温度场和温度应力分布关系密切。重点探讨了应用有限元法求解大体积混凝土温度场和温度应力发展过程的模拟方法。以厦门南港海隧道为例,提出了大体积混凝土温度应力方程,编制了大体积混凝土温度场和温度应力计算程序。研究结果表明,采用有限元可以模拟大体积混凝土在温度场作用下的应力发展过程,计算结果符合混凝土浇筑过程中的温度应力分布规律。     

沥青路面疲劳当量温度计算方法研究

我国现行沥青路面设计规范以15℃作为测定沥青混合料疲劳性能的试验温度,忽略了地区之间存在明显的温度差异。根据路面弹性力学层状理论,对控制应力与应变两种疲劳加载模式进行分析,讨论了适用于路面实际疲劳状况的加载模式。分析了影响沥青路面疲劳寿命的因素,并采用SHELL方法,根据Miner法则计算疲劳当量温度,提出了日疲劳当量温度的计算公式,计算了我国8地区的年疲劳当量温度,讨论了不同地区疲劳当量温度的取值范围和取值方法。此研究结果为提高路面结构分析精度提供了可靠的温度参数依据。     

温度对混凝土箱梁应力和变形影响的测试与分析

为了研究混凝土箱粱在施工期问的温度场和温度随时问的变化规律.对内蒙古磴口黄河大桥进行了现场测试.分析了混凝土箱梁桥结构的温度效应及温度场对其挠度和应力的影响规律.结果表明:在结构荷载不变的情况下.箱梁的温度应力较易测得;温度对箱梁的应力和挠度均有较大影响,在设计中应予以重视.对如何在混凝土箱梁的施工和设计中考虑温度影响提出了建议.     

高速铁路桩板结构承载板伸缩温度力研究

以某高速铁路桩板结构路基工程为背景,研究了桩板结构路基单联跨数对承载板体伸缩温度应力的影响规律,提出了桩板结构的结构布置原则;并根据桩板结构路基具体结构特征,推导了计算结构整体升降温引起的承载板体伸缩温度应力计算公式,该解析式与空间有限元法计算结果较好吻合,可方便地计算承载板的伸缩温度应力。     

CS外墙板温度应力的有限元分析

结合实际工程中CS外墙板温度裂缝情况,采用ANSYS8.1有限元分析软件对普通CS外墙板和加强型CS外墙板的温度应力进行了有限元分析,通过对两种墙板温度应力和裂缝形式的比较,说明了加强型CS外墙板能够提高墙体刚度,有效降低墙体的温度应力,控制裂缝的产生和发展,利于该种新型墙板的推广应用。