基于数字孪生的船舶管件加工生产线柔性管控系统

针对现有船舶管件加工在生产管理、调试和生产线柔性管控等方面的不足,利用数字孪生技术,进行船舶管件加工生产线虚拟模型构建、虚实生产线同步行为设计、虚实生产线交互接口设计、信息分析和生产线柔性管控等方面研究,设计开发基于数字孪生的船舶管件加工数字化生产线柔性管控系统,实现船舶管件加工生产线自动生产和远程管控等。该系统可为其他离散型制造生产线建设和管控系统设计提供借鉴。     

The impact of periodic axial loads on nonlinear dynamic instability behavior of Inconel 625 pipes

In various engineering fields like aerospace and aircraft structures or marine and offshore platforms, constitutive material of critical components should be made of specific materials that can work properly in the required workspace. Such materials must have excellent properties such as high mechanical strength as well as great resistance to corrosion, oxidation, and creep. Inconel 625 is a superalloy that is chosen as constitutive material of critical components due to its great abilities. On the other hand, since investigating Inconel 625 pipe has not been done yet, different mechanical characteristics of using structures made of Inconel 625 should be assessed. Additionally, doing so would be necessary to gather information for current industrial affairs and also future investigations. Therefore, the nonlinear dynamic instability response of axially loaded Inconel 625 pipes is investigated in the current article. The pipe structure is modeled via the Donnell shell theory and nonlinear von Kármán theory. The motion equations of pipes are established by applying the Hamiltonian approach. Then, in order to alter the nonlinear derived partial differential equations into the Mathieu-Hill equation, both Navier's solution and Airy stress function are implemented. Additionally, the amplitudes of steady-state oscillation of the Inconel 625 pipe are determined by employing Bolotin's method. Eventually, the impacts of various effective parameters on the nonlinear dynamic behaviors of Inconel 625 pipes are evaluated. The results indicate static and dynamic load factors possess a remarkable effect on instability exciting areas and steady-state vibration amplitudes of pipe. Moreover, the dynamic instability response of the pipe is dependent on the radius-to-thickness and length-to-radius ratios, and also how the ratios are affected depends on the wave number.     

浅埋顶管沉井周边土体的三维破坏形状及沉降研究

为研究顶管沉井及周边土体在顶进力作用下的形变范围与大小,以加固旋喷桩作为沉井周围加固体建立ABAQUS软件计算模型,并将模拟结果与工程实例、PLAXIS 3D软件所得结果进行对比分析。同时,采用广州地区花岗岩残积土进行室内沉井模型试验,并通过试验结果对数值模拟结论进行验证,得出结论如下： 1）在开挖基坑前达到设计强度的旋喷桩能有效减小基坑周边土体塌陷变形、坑底隆起。2）在施加工作顶推力下,前侧主动区首先出现贯通裂缝,竖向位移斜率增大出现明显拐点;继续增大顶推力,土体位移会急剧增大导致地表沉降严重。3）对于后背土体,在顶推力作用下,地表破裂线的切线角度从0°逐渐增大至45°+φ/2,导致破裂范围也不断扩大;达到45°+φ/2处后,继续施加顶推力会导致短轴方向破坏范围扩大的速度较长轴方向的速度更快;三维空间中被动区破坏土体在地表处产生形状为椭圆的破坏面,椭圆长轴方向为顶推轴线方向,被动破坏体呈现为牛角状椭圆楔体。     

矩形顶管关键技术研究现状及发展趋势探讨

首先,对矩形顶管技术的发展历程及其国内外研究现状进行综述,介绍当前矩形顶管技术主要的应用场景,并结合顶推力预测、注浆减阻、背土效应演化机制和控制对策、顶进过程中的地层响应模式和沉降计算、工作面稳定性评估等关键技术问题,对矩形顶管的理论研究进展进行回顾和讨论。其次,根据矩形断面掘进机的结构形式和切削方式,对国内外矩形顶管掘进机的开发现状及其分类进行介绍。最后,归纳当前矩形顶管在装备及工程应用领域面临的技术挑战,探讨矩形顶管技术的发展趋势,对矩形顶管装备智能化,矩形曲线顶进,长距离、大断面及复合地层等复杂场景下的矩形顶管技术进行展望。     

基于磁处理法的隧道永磁体排水管防结晶试验

为预防隧道排水管结晶堵塞,提出永磁体排水管关键技术指标,通过自制的永磁体排水管开展室内试验和现场试验,研究磁场强度、流量、磁体布置间距对永磁体排水管内结晶的影响,根据不同条件下结晶物的质量变化和SEM图像进行试验分析。结果表明： 1）磁场强度为0.1~0.3 T时永磁体排水管具有较好的防结晶效果,磁场强度超过0.2 T后防结晶效果逐渐降低,当磁场强度为0.4 T时永磁体排水管内结晶量反而大于普通排水管; 2）随着试验管段内溶液流量增大,永磁体排水管的防结晶效果增强,但当流量超过450 mL/s之后,防结晶效果不再随流量增大而增强; 3）经永磁体处理后,管道内的结晶物由规则的立方体形状转变为粗糙松散的不规则体,由硬质块状转变为粉末状,有从方解石向文石、球霞石转化的趋势; 4）随着管道永磁体布置间距减小,管道内最终结晶量呈下降趋势,在10、40、70 cm 3种永磁体布置间距中,最佳布置间距为40 cm。     

引绰济辽输水工程顶管机刀盘关键技术研究

为选配更具适应性的刀盘,对引绰济辽输水工程配置多梯度二次周边锥破机构的辐板式刀盘和面板式刀盘2种不同结构形式刀盘进行关键结构设计研究。采用有限元法得到结构的应力分布规律,通过数值计算得到刀具布置在力学性能上的分布情况。结果表明： 1）辐板式刀盘开口率更大,尤其中心区域开口大,针对黏土、泥砾等复合地层,“结泥饼”的可能性会降低; 2）2种刀盘结构形式均能满足结构强度要求,其中面板式刀盘结构强度更具优势; 3）面板式刀盘的类“米字形”滚刀布置方式产生的径向不平衡力和倾覆力矩更小,2种结构方式的数值均较小,满足设计要求; 4）综合工程地质情况、结构形式、强度分析、刀具布置、力学性能及其他多方面因素考虑,选择辐板式刀盘结构作为本工程的刀盘主体结构。通过在工程项目中的实际使用情况可知,刀盘掘进中运行稳定,具有良好的地质适应性,满足施工要求。     

沉井结构在大型原水泵房中的应用及研究

在长江取水工程中,取水口的高度会对通航及河床稳定有直接的影响,因此在设计中一般会尽量降低取水口标高,这将会导致与之相连的原水泵房的埋深通常都比较深.在这种情况下,沉井施工工艺将比传统的基坑支护更有优势.通过具体的工程实例,阐述了沉井结构如何以带框架(或中隔墙)下沉的形式应用于较大型原水泵房,并对沉井在下沉阶段、水下封底阶段、顶管施工阶段及使用阶段中的稳定性及受力进行分析研究,为同类工程提供借鉴.     

微型顶管施工技术在农污治理中的应用

针对农村生活污水治理工程污水管道口径小、乡村道路狭窄、大型施工设备进出不便等特点,结合海盐县农污处理设施工程,介绍了微型顶管二次工法工艺流程及施工过程.总结了微型顶管顶进速度快、工作坑占地面积小、管道铺设精度高、对环境影响小等优点,认为微型顶管在一般砂性、黏性地质条件下具有良好的应用效果,为农污治理项目提供了较好的解决方案.     

双顶管施工下穿既有电力方涵的安全影响分析

为了减少对地下构筑物安全的影响,非开挖的管线施工方式已成为市政给排水管道的最佳施工方案之一.依托南昌市某新建道路排水工程,通过有限元数值模拟分析,分析了双顶管施工对上部既有电力方涵结构的影响.研究结果表明:双顶管同时并行施工和单一先后施工对既有结构沉降的影响有着差异,且双顶管同时并行施工产生的影响更大.在实际工程中,因...     

城市新建道路工程既有地下管道保护方案研究

根据城市发展需要,城市道路建设与周边用地开发并非同步进行,工程中时常遇到建设用地下方存在既有管道的情况,一般根据管道埋深、管道规模并综合工程可行性及经济性,选取保护或迁移的设计方案。对于大型管道的保护通常采用护管桥涵或者轻质材料换填的方式,两种技术方法各有其优缺点及适用性。依托项目实际情况,探讨合理的管道迁移或保护技术方案,为类似情况的工程提供参考。