箱涵裂缝形成机理的三维损伤有限元分析(1)

笔者尝试实现损伤理论与有限元的结合(损伤有限元),并运用于对整体结构的损伤进行分析衡量.为此,以应变为损伤变量定义了新的内变量-损伤度,并在此基础上修正了J.Mazars的本构方程建立新的损伤本构方程.进而形成一种用于结构整体的强度校核方法.将这一方法运用于重庆市沙滨路排污管道试验段砼箱涵的裂缝形成的损伤机理分析和强度校核,实践证明是可行的.本方法的发展对损伤力学运用于工程实际具有重要意义.     

实用粉尘颗粒扩散随机计算方法

研究粉尘颗粒随机扩散数学模型,在非均匀湍流场中,根据初始条件,推导出点缀,线源和面源的解析计算式,其数值计算结果与试验吻合。     

风浪联合作用下深水半潜平台耐波性能的数值模拟

通过数值模拟方法,研究风浪联合作用下深水半潜平台的耐波性能。该方法通过建立风速与波浪相干函数模型,利用该模型获得当前深水半潜平台不同工况下风速与海浪的关系,再计算风浪联合作用下深水半潜平台的海浪作用力和风作用力,以2个数值为基础,构建深水半潜平台耐波性能数值模拟模型,在不同情况下模拟风浪联合作用下深水半潜平台耐波性能。实验结果表明：该方法可在不同波浪周期时,模拟风浪联合作用下深水半潜平台的横荡和垂荡数值,在波浪周期较小时,垂荡与横荡数值也较小,深水半潜平台的耐波能力较强;风浪角越大,在波浪周期相同时深水半潜平台的垂向弯矩数值越大,其耐波能力则较小。     

多物理场下超薄吸波磨耗层微波加热性能研究

微波加热技术在沥青路面除冰中的应用得到了广泛的关注,然而目前多对沥青路面整体进行微波加热增强,从而导致路表加热效率提升缓慢。为了进一步提高沥青路面路表的微波加热性能,采用碳化硅(SiC)微波增强集料制备了一种超薄吸波磨耗层,通过微波加热以及除冰试验分析了超薄吸波磨耗层的微波加热性能以及加热耐久性,确定了超薄吸波磨耗层的最佳厚度。并采用COMSOL Multiphysics有限元软件建立了多物理场沥青混凝土微波加热模型,分析了超薄吸波磨耗层的设置对微波加热过程中电磁场的强度与分布以及温度场的影响。研究结果表明：在2.45 GHz频率的微波加热下,超薄吸波磨耗层具有良好的微波加热性能,10 mm厚的超薄吸波磨耗层的微波加热效率相比于普通沥青混合料以及整体微波增强的沥青混合料提高了4.47倍和1.40倍。SiC稳定的微波吸收性能保证了超薄吸波磨耗层具有良好的微波除冰耐久性,在经过反复的微波加热除冰后超薄吸波磨耗层的除冰时间仍然可以保持在45 s左右。数值仿真模拟结果表明超薄吸波磨耗层较强的微波吸收能力可以局部增强试件表层的电磁场强度,从而使更高的温度分布在试件表层。超薄吸波磨耗层内部的电场强...     

大型船舶空气尾流场特性的综合分析

大型船舶空气尾流场对飞机海上降落安全有重要的影响,研究空气尾流场特性对保障飞机安全、大型船舶海上活动有重要的意义。本文分别从数值模拟和实验2种角度综合分析大型船舶空气尾流场特性。研究中根据实际情况将甲板风风向风速差异分为9种工况条件,结果表明:甲板风风向角为-7°时空气尾流场气流扰动相对最弱,对飞机海上降落影响最小;上层建筑后部气流扰动对空气尾流场有明显的影响,而这是以往研究中忽略的因素。研究发现飞机海上降落所经过的下滑道气流场中存在气流转换区和下沉气流显著区,是飞机海上安全降落及空气尾流场防治中需重点关注的区域。     

考虑时间因素的铁路隧道防灾通风方案研究

研究目的:隧道防灾通风系统启动后,疏散横通道防护门不能立刻达到临界风速,尚需等待一定的时间。现行铁路防灾规范要求安全疏散时间不宜超过6 min,可见疏散前期的时间是十分宝贵的,防灾通风系统的及时性是必须考虑的问题。基于此,本文研究两单隧道互为救援时的防灾通风系统,建立防灾通风网络模型,从整体上对救援站供风策略开展对比分析,另外也对目前广泛采用的安全隧道供风的漏风率进行研究。研究结论:(1)安全隧道供应新鲜风时,普通横通道防护门门缝存在漏风,漏风率随隧道长度增加而增大,隧道长度超过36 km且门缝大于4 mm时,将有超过10%的新鲜风在送往救援站的途中损失;(2)应关注救援站防护门处风速的时变特性,以快速达到并保持不小于临界风速表征通风方案具有良好的及时性;(3)由安全隧道供风的方案,防护门处风速时变模式记为M1,该风速随时间单调增大并可划分3阶段,即初期缓慢增大、中期快速增长、后期持续缓慢增大并趋稳定;由辅助坑道供风的方案,防护门处风速时变模式记为M2,该风速峰值出现在疏散前期,可划分3阶段,即初期缓慢增大、中期快速增大并出现最大值、后期持续缓慢降低;相较而言,M2具有更优的及时性;(...     

考虑介质层影响的电磁脉冲耦合传输线模型北大核心CSCD

[目的]Baum-Liu-Tesche(BLT)方程是进行场–线耦合计算的重要方法,在电磁耦合定量分析领域具有广泛应用。经典BLT方程忽略了线缆介质层对入射电场的畸变特性,导致在特定入射、极化方向下的耦合效率计算出现较大误差。[方法]针对该问题,将频域修正的BLT方法引入时域,研究在高空电磁脉冲(HEMP)激励下单根线缆负载电压和电流响应的计算方法,并通过与全波算法计算结果对比,验证模型的正确性。在此基础上,对修正方法所适用的线缆结构(高度、线径、介质层参数等)、入射电场(入射方向、极化方向)特征进行分析。[结果]结果显示,在HEMP激励下,以全波仿真结果为基准,经典BLT模型预测响应结果误差可高达一倍以上,而引入介质层修正系数后的BLT模型准确度显著提高。[结论]该研究验证了BLT修正模型在分析时域场–线耦合问题时的准确性,提出了BLT修正模型的适用性判据,有助于阐明HEMP同实际复杂线缆的相互耦合作用机制。     

船用特种四芯电缆基本性能仿真

为解决大功率脉冲负载直流配电电缆装船对船舶环境带来的电磁场、热场、机械应力场的影响,文章结合工程项目设计了一种船用特种四芯电缆,针对工程中电缆的实际应用环境,通过建立四芯电缆有限元模型,仿真分析了四芯电缆电磁场、电-热耦合场、电-机械应力耦合场特性,设计了3组试验方案对四芯电缆运行情况进行验证测试。仿真及验证结果表明,文章提出的船用特种四芯电缆结构型式对于利用有限的船舶空间、保证电缆及周围结构乃至整个系统的安全稳定运行有着重大意义。     

公路智慧梁场混凝土质量全过程智能监测

梁场混凝土质量监测主要集中在拌和站生产监控和混凝土养生阶段进行,而对其原材料骨料生产和混凝土浇筑阶段缺乏监测,提出利用新技术对原材料骨料粒径和砂石含水率进行在线监测的新方法,在混凝土浇筑阶段采用不同振捣频率和调节时长进行智能振捣,增加混凝土的密实性,减少混凝土内部孔隙和外观缺陷。混凝土全过程的智能监测是公路智慧梁场混凝土质量满足规范要求的可靠保障。     

基于底盘测功机的摩托车耐久性和工况排放试验中冷却风机出口风速随距离衰减的研究

摩托车国Ⅲ工况排放测试和耐久性测试中,摩托车要在底盘测功机上跟踪规定的曲线行驶,风机模拟道路行驶中的自然风冷却车辆,速度满足风速等于车速。由于从风机出口断面到摩托车发动机有一定距离,随着距离的增加,出口风速、风量会发生衰减和扩散,这样,到达发动机的风速必然小于车速,致使冷却效果下降,模拟效果不佳,长时间运行还会对发动机、催化转化器产生损害,影响排放结果。