基于应力释放的盾构隧道开挖地表沉降分析

以沈阳地铁1号线隧道为例，利用有限元方法研究盾构施工引起的横向地表沉降问题。引入地层损失和地应力释放的概念，分别在不同地层损失率、不同地应力释放率条件下，建立有限元模型进行计算。根据实际施工时监测到的地表沉降值与有限元模拟的地表沉降值进行比较，发现地表沉降值与地层损失率和地应力释放率成正比，〖ＪＰ＋１〗并通过最大地表沉降值的对比确定了该路段施工引起的地层损失率为1.747%，引起的地应力释放率为74.071%。利用同样的方法，确定了10座城市隧道开挖过程中引起的地层损失率区间为0.5%~2%、地应力释放率区间为60%~80%，并将地层损失率为1.747%和地应力释放率为74.071%时的衬砌混凝土管片处的最大弯矩与无地层损失、无地应力释放率模型管片处的最大弯矩值进行对比，可以发现最大弯矩值有明显的减小，分别减小了76.16%和71.82%。且2种方法得到的弯矩值非常接近，可以认为地层损失率模型和地应力释放率模型是等效的。     

高疲劳抗力钢桥面板的疲劳问题Ⅱ：结构体系抗力

为了深刻认识高疲劳抗力钢桥面板的疲劳特性，准确评估其结构体系的疲劳抗力，基于等效结构应力建立了考虑焊接微裂纹对钢桥面板疲劳性能劣化效应的结构体系疲劳抗力评估方法，并通过疲劳试验对所建立的评估方法进行了验证。在此基础上采用所建立的结构体系疲劳抗力评估方法对高疲劳抗力钢桥面板的疲劳开裂模式、疲劳抗力及其影响因素等相关关键问题进行系统研究。研究结果表明：焊接微裂纹的存在会显著降低钢桥面板的疲劳性能，导致主导疲劳开裂模式发生迁移；结构体系设计参数对纵肋与顶板双面焊构造细节和纵肋与横隔板新型交叉构造细节疲劳性能的影响有显著区别，其中纵肋与顶板双面焊构造细节的疲劳性能主要对顶板厚度的变化较为敏感，其疲劳性能随着顶板厚度的增加而显著提升，而纵肋与横隔板新型交叉构造细节的疲劳性能同时受多个参数的影响，其疲劳性能随着顶板厚度、横隔板厚度和纵肋高度的增大而提升，随着横隔板间距和纵肋底板与横隔板之间焊缝长度的增大而降低；传统钢桥面板的主导疲劳开裂模式为纵肋腹板与横隔板交叉构造细节围焊焊趾开裂，高疲劳抗力钢桥面板的主导疲劳开裂模式为纵肋底板与横隔板交叉构造细节纵肋焊趾开裂；相对于传统正交异性钢桥面板，高疲劳抗力钢桥面板结构实现了主导疲劳开裂模式的迁移，疲劳性能显著提高。     

非赫兹接触下轮轨接触蠕滑力的计算

以弹性半空间非赫兹接触理论计算轮轨法向接触问题,得到比较真实的法向压力分布。在此基础上,根据修正的FastSim算法计算了轮轨在单点接触、轮缘接触和单接触斑内两点接触情况下的蠕滑力。与CON-TACT的对比表明,修正的FastSim算法在计算轮缘接触时具有比较精确的结果,在计算单接触斑内两点接触时的精度相对于Shen-Hedrick-Elkins理论和FastSim算法均有较大的提高。基于修正的FastSim算法编制了便于风-列车-桥梁耦合分析应用的蠕滑力插值数表MFTTLM。     

64 m跨简支栓焊钢桁梁桥在新规范下的运行状态

研究目的：随着列车速度的提升，对铁路钢桥的要求越来越高，一些既有线路的老式钢桥是否能够满足现有规范的设计要求是一个迫切需要解决的问题。本文通过对64m跨下承式简支栓焊钢桁梁桥在新规范下的运行状态进行分析以得出它是否满足新规范的要求。 研究方法：通过比较铁路桥梁钢结构设计的新旧规范，找出它们之间的主要差异。然后通过理论计算，分析老式钢桥是否满足新规范的要求。 研究结果：得出新规范在纵向联结系的长细比限值、中心压杆轴向容许应力折减系数、各种构件疲劳容许应力的检算和横向刚度的规定等诸多方面更加严格的结果。通过进一步分析得出64m跨下承式简支栓焊钢桁梁桥主要杆件的内力、构造和整体结构的横向自振频率等方面无法满足新规范要求，而强度也几乎达到新规范的临界值的结果。 研究结论：随着高速铁路的发展和列车运载量的提升，需要对老式钢桥进行加固处理，以满足列车安全运营的要求。     

水下隧道合理覆盖层厚度的有限元模拟研究

水下隧道覆盖层厚度目前基本上是凭经验确定的,采用不同的经验公式得到的计算结果差异很大。文章针对目前情况提出了采用有限元的求解方法,并结合公路隧道施工规范,模拟了拟建的重庆朝天门两江隧道在不同隧道覆盖层厚度时的拱顶位移和拉应力的分布及大小。通过与标准隧道的比较,得出了该隧道的合理覆盖层厚度,对同类工程有一定的参考价值。     

机车柴油机喷油泵凸轮接触应力分析

针对机车柴油机喷油泵凸轮表面常出现点蚀、麻点、剥落等损伤问题,开展喷油泵凸轮轮廓升程段的接触应力研究,分析导致喷油泵凸轮表面失效的原因。以16V240ZJB型柴油机为例,通过对油泵凸轮轮廓曲线进行几何分析,导出凸轮升程段的运动方程。采用弹性力学中的赫兹理论,建立油泵凸轮接触应力的计算式,并通过计算机编程,从理论上计算和分析喷油泵凸轮表面的接触应力。理论计算结果表明:喷油泵凸轮的接触应力虽高达1 421.655 MPa,但并未超过许用应力值。因此建议从材料加工工艺方面查找原因,提高凸轮表面加工质量,并采用复合强化工艺,进一步加大喷油泵凸轮表面的强度。     

压力集中型预应力锚索剪应力有限元分析

在详细分析压力集中型预应力锚索结构特征基础上,利用有限元软件进行模拟和分析该种锚索受力特征。在分析中采用整体式初应变方法来考虑混凝土和钢筋(即将混凝土和力筋划分为不同的单元来考虑),而预应力的施加是通过给锚索单元一个初始的应变。通过分析得到锚固段剪应力的分布特征,它主要与锚索弹性模量、灌浆体弹性模量、灌浆体半径、锚索半径、灌浆体泊松比这几个参量有关。最后,为了便于工程直接应用,综合以上几方面的影响因素给出压力集中型预应力锚索计算锚固段剪应力的理论公式。     

聚乙烯管材静液压受力浅析

静液压强度试验是聚乙烯管材相关标准中规定的重要性能。通过对聚乙烯管材静液压的受力分析,推导出了管材的轴向、径向、环向应力和边界计算公式。结合管材测试压力和公称压力,计算并比较了它们之间的数值。同时,对静液压测试压力计算公式的由来作了说明,明确了静液压试验对管材性能测试的重要性。     

基于ANSYS和Certon-Dolan理论分析估计疲劳寿命的方法

依据累积疲劳损伤法-迈纳(Miner)法和应力寿命曲线(S-N)推导变幅多级载荷下等效应力及强度判据公式;结合ANSYS有限元分析软件和柯顿-多兰(Certon-Dolan)理论,通过APDL(Ansys Pa- rameter Design Language)参数化建模,分析出不同载荷下应力集中的部位,将有限元网格划分的危险部位节点单元的应力值取出,代入理论公式估算疲劳寿命,具体分析多级载荷加载次序对疲劳寿命的影响,比较Miner方法和Certon-Dolan方法优劣,并提供设计参考数据和理论判据。     

接触网系统各部件内部应力概率分布规律

采用有限元并结合改进算法的径向基神经网络RBF,判别接触网系统各部件内部应力的随机分布规律。以兰新线武嘉段接触网腕臂为算例,把安装角度、冰负载、承力索覆冰风负载、接触线覆冰风负载等参量作为基本变量,按各变量的分布规律随机地产生50组样本数据,通过有限元计算出每一组参数对应的内部最大应力,依据随机抽样规律抽取40组,按经验分布计算出对应的应力分布函数值。利用RBF进行模式识别得到应力符合威布尔分布,并用回归分析计算出正态分布、指数分布、威布尔分布、对数正态分布二个变量的相关系数。从相关系数和拟合图可以看出,应力符合威布尔分布最好,服从指数分布的可能性最小,RBF识别的结果与回归分析的结果是一致的。