Fitness-for-purpose assessment of cracked offshore wind turbine monopile

In this paper, the procedure for flaw acceptability assessment is examined through a case study of a semi-elliptical surface crack in an offshore monopile as it grows till it forms a through thickness crack. Using the procedure prescribed in an industrial standard (BS 7910), the fracture ratio, K_r is shown to increase monotonically with increasing crack depth. The load ratio, L_r, is initially insensitive to the crack depth. However, there is a rapid increase in L_r when the crack depth to thickness ratio exceeds 80%. L_r values obtained from detailed 3D FE limit analysis using elastic-perfectly-plastic material behaviour do not exhibit the asymptotic behaviour predicted by BS 7910 as the flaw transitions from deep crack to through-thickness crack. Furthermore, K_r predicted by BS 7910 is shown to be an over-estimation for the typical dimensions of offshore monopiles. The findings suggest that a structure with a deep flaw may be identified as unacceptable based on BS 7910 when it may still possess a non-trivial amount of structural residual life. This is a concern for monopiles where crack growth as a large flaw forms a significant part of the total life.     

基于湿度应力场理论的膨胀土边坡稳定分析

边坡土体中的膨胀力是导致膨胀土边坡失稳的主要原因之一。文章基于湿度应力场理论,采用ANSYS软件的热传导分析功能模拟分析边坡的降雨入渗以及膨胀变形,并采用有限元强度折减法对不同条件下边坡安全系数进行计算,分析了膨胀土边坡稳定规律,为膨胀土边坡处治提供理论依据。     

活断层错动位移下衬砌断面型式对隧道结构的影响

以棋盘石隧道为工程背景,采用有限元方法,设置五种不同仰拱半径的三心圆断面,对比研究了活动断层错动下不同衬砌断面型式对链式结构隧道受力及塑性变形的影响。结果表明:断层错动引起隧道二次衬砌受到拉张、剪切、挤压组合作用;断层错动引起的高应力带主要在断层带内的节段拱脚位置,且峰值位于上盘,剪切缝能有效地吸收断层错动产生的拉应力;在隧道断面不断趋向正圆的过程中,二次衬砌最大主应力、最小主应力、剪应力均呈减小趋势,等效塑性应变呈增大趋势。     

大跨度连续刚构桥施工期截面应力测试与分析

广西布柳河大桥主桥为主跨235m、墩高97米、桥宽仅8.3米的特柔预应力混凝土连续刚构桥。文章结合主桥施工监控实践,介绍大跨高墩连续刚构桥施工期截面应力测试及数据分析的方法,为同类桥型施工提供参考。     

高烈度地震区公路隧道洞口段地震响应分析

根据隧道地震安全性评价报告和地勘资料,建立了三维数值计算模型并采用一致粘弹性人工边界模拟动力边界,对高烈度地震区公路隧道洞口段进行了瞬态动力计算。计算结果表明:在三向地震荷载激励下,洞口段衬砌的地震响应具有明显滞后性,衬砌以水平横向振动为主、轴向振动次之、竖向振动最弱;洞口段衬砌的拱腰部位将承受极大拉应力和剪应力,可设减震层吸收地震能量。通过对衬砌相对位移的分析得出,衬砌横向和轴向变形都很小,衬砌稳定性尚好。     

圆柱分支管Y型三通相贯线的计算及应力集中区域

建立了圆柱分支管Y型三通的主管相贯线处的周长不变的条件 ,确定了相贯线为椭圆。给出了由已知主管相贯线处直径确定分支管直径和椭圆周长或反向求解的计算公式 ,讨论了精度。并用ANSYS程序计算确定了应力集中的区域。     

九曲河大桥加固工程施工监控技术研究

桥梁施工监控在桥梁建设及加固改造工程中是必不可少的一部分,监控可以对桥梁线形及内力、挠度情况进行实时反馈,严格把关,保证与设计一致。文章以九曲河大桥加固工程为背景,结合加固改造设计方案,从线形控制、变形监测与应力监测等方面阐述了施工监控技术及效果。     

基于CATIA和ANSYS的货车驱动桥壳有限元分析

为验证某货车驱动桥壳是否会出现断裂和塑性变形,利用CATIA软件对某货车驱动桥壳建立三维实体模型,通过传递数据接口,把模型导入有限元分析软件ANSYS,对驱动桥壳进行了2.5倍满载轴荷下的应力分布和变形情况分析。计算结果为：板壳和凸缘连接处最大应力为186MPa,小于材料屈服强度295MPa;轮距最大变形量为0.405728mm/m,小于国家规定的1.5mm/m,该驱动桥壳强度满足设计要求。表明驱动桥半轴套筒与轮毂内轴承的接触面和桥壳与凸缘连接处容易发生损坏,该方法为进一步优化改进设计提供了可靠的理论依据。     

轮胎结构有限元分析应用于子午线轮胎帘线受力特性的研究

建立了195／60R14型子午线轮胎三维非线性有限元模型，研究了在静负荷作用下轮胎帘线的受力特征。结果表明，静负荷对轮胎接地区域内帘线受力影响显著；模型带束层结构为2层相交的帘线结构，不能构成力学上的对称；带束层角度的变化对帘线剪应力分布有一定的影响，对胎肩部位帘线剪应力影响较大。     

京福高速公路兰圃互通B匝道第一联受力分析与加固措施

兰圃互通是京福国道主干线与同三国道主干线在福州的交叉点上的1座大型互通立交。它由一系列的弯梁桥组成,在施工过程中出现了支座上翘、梁体爬行等问题。为此在2004年年底通车前对该桥进行了静动载试验和加固。介绍其B匝道第1联桥的静动载试验、有限元分析和根据分析结果提出的加固方案。