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关键词： 风力机   风向变化   叶根   应力分析   实验研究  

摘要： 为研究风向变化过程中不同因素对风力机叶片根部应力的影响规律,本文使用风洞、动态旋转平台及旋转信号采集仪等对其进行了不同风向变化角速度、不同尖速比、不同应变方向、不同风速下的应力分布实验研究。结果表明:风向变化角速度越大,叶根处应力值下降越慢,应力值基本呈现由后缘向前缘增加的趋势,但叶根0.50c处应力值比前缘0.25c处应力值略大;风向变化过程中应力值随时间的变化规律呈现反S型下降趋势,随着尖速比增加,应变花三个方向应变值的绝对值均增加,且风向变化停止后,应力值达到稳定所需时间越长、稳定后的应力值越大。

关键词： 锂电池   光纤布拉格光栅   温度   应力   原位监测  

摘要： 锂电池内部的应力和温度变化难以监测是影响电池安全运行的最大隐患,提出采用光纤布拉格光栅传感技术,在锂电池内部植入光栅对电池阳极的温度和应力变化信息进行实时采集,实现了对锂离子电池阳极的原位监测,建立了电信号与光学传感信号之间的联系。实验结果表明,锂电池工作循环中,锂离子的脱嵌和嵌入会引起温度变化,对应传感器波长偏移达100 pm,温度上升11.1℃;在排除温度因素的影响后,循环电流的跳变会引起阳极收缩,产生的应力使波长漂移达21.96 pm,约为18.3με。此外,研究了不同充放电速率对电池的影响,10 mA电流比2.5 mA电流时温度提高了2.8倍,应力提高了4.4倍。所植入光栅监测系统既可以高精度地测量电化学反应引起的温度、应力变化,同时解调速度快,有利于实时、准确监测锂电池的热失控及形变鼓包故障,研究结果有望为锂电池的安全使用提供有效的实验依据。

关键词： 埋地管道   ABAQUS   有限元   VLOAD   应力  

摘要： 为研究在不同工况下重车碾压对埋地管道的影响,结合多体动力学方法和有限元分析技术,通过ABAQUS软件建立管-土力学模型,使用VLOAD子程序实现移动载荷加载,得到管道内压越大、埋深越小、覆土强度越弱、车辆行驶速度越快,管道承受的Mises应力越大;在无任何防护措施下,60t载重车辆通过埋深超过0.8m的输油管道,管道承载力满足相关规范要求;通过在管道上方敷设钢板的方式对管道应力影响不大。

关键词： 整体结构   应力   三维裂纹扩展   结构寿命   有限元   裂纹  

摘要： 整体结构取消连接件与紧固件,将分段机械连接结构变为一体化结构,是飞机结构实现轻量化和长寿命的重要技术途径。由于缺乏整体结构裂纹扩展规律研究和损伤容限设计方法,整体结构应用受到较大限制。针对该问题,基于Franc3D软件对典型整体结构件开展裂纹扩展规律研究,分别研究不同应力水平下裂纹扩展特征与低应力水平下典型整体结构裂纹扩展规律。研究结果表明,应力大小对裂纹扩展寿命影响显著,控制应力水平是确保结构寿命安全的重要手段;在低应力水平下,整体结构裂纹扩展可以分为3个阶段,第1阶段为缓慢扩展阶段,占全寿命周期的94.85%,裂纹穿过十字交叉区出现2次分叉现象。

关键词： 工程力学   教学改革   线上线下混合教学   创新能力  

摘要： 工程力学课程是一门重要的基础课,是学习后续专业课程的基础。本文以新工科人才培养模式为指导,结合三全育人目标,以工程力学SPOC为基础,重塑课程内容,以学生为本,提升课程互动性和学生参与度,从而提升工程力学的教学质量。

关键词： 工程力学   课程思政   教学模式   思政元素  

摘要： 对于工科专业基础课程“工程力学”而言,传授学生专业基础知识固然重要,但让学生拥有良好的思想品德,对其德行方面的教育也不可或缺,教育要做到德技同行、厚德精技。以我国科学家的爱国主义情怀、创新意识和奉献精神引领学生的爱国热情;以工程故事为例,培养学生的工匠精神;以我国令人自豪的工程技术为例,培养学生的责任感和使命感。对学生传授知识技能的同时,也要提升学生的创新意识和自主学习能力,通过问题式教学模式和线上线下混合教学模式,培养学生终身学习的能力和团队合作精神。通过将思政元素与力学知识相结合,多种教学模式相融合,提高学生知识水平的同时增强学生的爱国主义情怀,对理论性较强的专业基础课程授课模式提供了一定的参考。

关键词： 膨胀节   厚壁   应力分析   计算  

摘要： 对膨胀节进行分析计算时,国内没有膨胀节各位置应力分类及判定的依据标准,通常会参照国外设计标准进行应力分类及评定。GB/T 16749—2018 《压力容器波形膨胀节》中对不锈钢和镍基材料厚壁膨胀节的计算判定与TEMA 10th—2019 “Standards of the Tubular Exchanger Manufacturers Association”、 ASME BPVC.Ⅷ-1—2021 “Rules for Construction of Pressure Vessel”或ASME BPVC.Ⅷ-2—2021 “Rules for Construction of Pressure Vessel—Alternative Rules”完全不同,在设计不锈钢和镍基材料厚壁膨胀节时完全参照国外标准进行评定非常不合适。介绍了国外相关标准中膨胀节应力分类,对比了GB/T 16749—2018与国外相关标准中关于不同材料厚壁膨胀节计算方法的区别,膨胀节实例的疲劳计算结果表明,厚壁膨胀节分析计算仅满足GB/T 16749—2018是完全可行的。

关键词： 隧道工程   隧道火灾   模拟   温度场   应力  

摘要： 为了探究火灾作用下特大断面隧道温度分布与衬砌结构应力变化情况,采用Ansys软件对特大断面隧道火灾进行数值模拟.结果表明,火灾作用3 h后,衬砌内表面最高温度可达1032.02℃,随着距衬砌内表面距离的增加,升温速率与最高温度均逐渐降低.由于混凝土受热膨胀,火灾作用下整个衬砌结构处于受压状态,拱顶应力值最大,侧墙次之,仰拱最小.随着距内表面距离的增加,最大应力逐渐降低,其中拱顶的临界损伤厚度为200 mm.通过对特大断面隧道火灾研究,获得了火灾下衬砌结构温度分布情况,将为今后特大断面隧道火灾研究提供一定的参考.

关键词： 寿命预测   给水排水管道   铸铁   概率物理模型   应力分析  

摘要： 为改善现有给水排水管道寿命预测能力不足的问题,提出一种基于计算智能的给水排水管道寿命预测模型。首先,分析积水排水管道管壁腐蚀和应力计算等失效因素。其次,基于概率物理模型的铸铁给水排水管道的腐蚀概率失效预测模型,实现管道使用寿命预测及分析。试验环节,以收集的铸铁给水排水管道数据为例,对所提模型进行验证,结果表明:模型分析与失效寿命概率结果显示出相似的风险率预测,验证了所提模型的有效性。

关键词： 正交异性钢桥面板   超高性能混凝土   疲劳   应力   结构体系  

摘要： 为提高正交异性钢桥面板(OSD)的力学性能,基于国内外多位学者的数值模拟分析、实桥监测、静动力学试验研究,总结了近年来围绕超高性能混凝土(UHPC)材料桥面铺装对OSD疲劳问题的影响、OSD疲劳问题的力学成因相关内容的研究进展。研究发现:1)相较裸板或其他柔性铺装,UHPC对纵肋-顶板连接处疲劳问题具有较明显的提升效果,对纵肋对接焊缝、横隔板-纵肋连接处的疲劳问题有更好的作用,但效果有限;2)UHPC与OSD的连接方式、UHPC路面状况也在一定程度上影响OSD疲劳性能;3)从第二、第三体系力学效应出发分析得知,顶板与纵肋相交处顶板上的疲劳部位主要受第三体系效应影响,纵肋与横隔板相交处纵肋上的疲劳部位受第二体系效应影响更大,不同结构参数对不同疲劳部位应力水平及抗疲劳性能有不同影响。据此,可对UHPC的效果给出解释,并为解决OSD疲劳问题提供指导。