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关键词： 闸门井   椭圆断面   应力分析  

摘要： 不同离心率椭圆断面闸门井结构内力不同,会对闸门井的安全性和经济性产生影响。以有限元分析法为基础,对不同离心率椭圆断面闸门井进行有限元模型创建和检修工况下的应力分析,通过对应力、变形等数据进行对比研究和深入分析,得到其与椭圆断面离心率之间的关系。研究成果将为后续实际工程中闸门井的施工和设计提供参考,并为今后闸门井的深入研究提供一定的基础和借鉴思路。

关键词： 砂土   河道岸坡   固化剂   应力   位移  

摘要： 以新孟河地区厚砂土层河道岸坡为研究对象,首先采用PFC软件建立了河道岸坡的数值模型,然后通过数值模拟的方法对比分析了天然条件下(未经固化处理)和添加5%聚氨酯型固化剂条件下(经固化处理)的河道岸坡的位移和应力变化情况,同时通过建立的PFC-CFD耦合渗流破坏模型对比分析了未经固化处理和经固化处理的砂土体的渗流破坏情况.结果表明:(1)添加5%聚氨酯型固化剂可提高河道岸坡的稳定性,增强其抗滑能力和抗冲刷能力;(2)与未经固化处理的河道岸坡相比,经固化处理的河道岸坡土颗粒的位移明显减小,并且河道岸坡土颗粒在X方向和Y方向上的应力均有所提高,这说明固化剂的添加提高了土颗粒间的黏聚力,有助于阻止河道岸坡的失稳破坏;(3)添加固化剂可降低砂土体内水流达到渗流稳定状态时的平均流速,从而可有效阻止砂土颗粒的冲刷流失.

关键词： 有限元   反拱底板   交通桥   应力  

摘要： 水闸除险加固过程中往往会改变闸室局部结构形式,这对闸室受力会产生影响,针对很多水闸在改造加固时将正拱形交通桥改建成平板式交通桥,分析水闸交通桥结构形式改变对底板应力有很大的影响。以江苏某水闸为例,利用三维有限元软件建立拱形桥与平板桥两种情况下的水闸三维模型,分别对两种情况下的底板应力进行计算,分析比较不同形式的交通桥对反拱底板应力的影响。分析结果表明:将拱形交通桥改成平板交通桥会使水闸反拱底板拱脚处的拉应力变大,且在拱脚附近形成应力集中,从而造成底板产生裂缝。

关键词： 衬砌结构   隧道   应力   位移  

摘要： 为研究岳圩口岸联线公路汉邦隧道不同衬砌结构形式下的安全稳定性差异,文章采用ANSYS仿真计算平台,基于工程排水现状与设计要求,设计了四种衬砌结构形式,建立隧道围岩整体模型与衬砌模型,研究了衬砌结构的应力、位移特征。结果表明,衬砌结构面盖、底板均为整体同时浇筑,挡墙与背后土体为刚性连接的A类衬砌方案最优。研究成果可为隧道工程中衬砌结构方案设计比选提供参考。

关键词： 矮塔斜拉桥   施工阶段   运营阶段   应力分析   塔墩梁固结  

摘要： 依据某矮塔斜拉桥,对塔底和墩顶部位受力进行现场试验,明确其整个施工过程中的应力变化规律。基于有限元软件,建立塔墩梁固结区的精细化分析模型,将计算结果与实测结果进行对比,验证所建分析模型的准确性,利用该分析模型对塔墩梁锚固区进行参数分析,研究塔墩梁固结区在不同状态下的应力分布规律。研究结果表明:随着施工阶段的增加,塔底和墩顶的应力不断增大;计算值与实测值吻合较好,验证了所建模型的合理性和准确性;收缩徐变对混凝土压应力的影响较小;整体升温和整体降温对结构受力的影响基本呈线性变化,易出现拉应力,设计时需要考虑增设竖向拉筋;温度梯度对墩顶混凝土应力的影响较大,设计时应考虑墩顶混凝土压应力的富余量。

关键词： 弹射动力系统   弯管   流热固耦合   流场   温度场   应力场  

摘要： 为了研究固体颗粒对弯管的影响,采用颗粒轨道模型计算弯管内气固两相流,并采用流热固耦合来计算弯管结构在两相流下的热力响应,最后研究了固粒粒径大小的影响。结果表明:固体颗粒在弯管外侧靠近出口端的位置相对聚集,导致聚集处内壁面温度提高约280 K,塑性应变则提高约60%,并且相应的局部疲劳寿命降低48%。粒径会影响固粒聚集颗粒平均体积分数及聚集位置附近的壁面温度、塑性应变。随着颗粒尺寸的增大,聚集颗粒平均体积分数会先提高后降低,导致聚集位置内壁温度和塑性应变先增大后减小,局部疲劳寿命先减小后增大,当粒径在8μm左右时,这三个量达到极值,依次为1 042 K、0.016 697和244次循环寿命。

关键词： 激光熔覆   IN718合金   温度场   应力场   残余应力  

摘要： 为研究激光熔覆涂层温度场的演变和残余应力的分布规律,在316L不锈钢基板上激光熔覆Inconel718 (IN718)合金,研究工艺参数对熔覆涂层宏观形貌的影响;基于实验所得工艺参数,利用Simufact Welding有限元软件建立热力耦合模型,通过数值模拟对熔覆过程中的温度场和应力场分布进行分析。结果表明:研究的工艺参数中,激光功率对涂层宽度的影响呈正相关性,送粉量对涂层高度呈较为明显的正相关性,而激光扫描速度对涂层高度呈较为明显的负相关性;熔池前端温度梯度最大,熔池尾部温度梯度较小;熔池峰值温度随着熔覆扫描的进行稳定于2 700℃左右;涂层最大残余应力为沿扫描方向上的拉应力,基板残余应力在涂层两侧呈对称分布,且最大残余应力为沿扫描方向的拉应力;残余拉应力是造成激光熔覆过程中基板“翘曲”变形的主要原因;基板与涂层热膨胀系数的差异是影响涂层与基板结合强度的另一原因。研究结果为后续基于实际工业中多层多道激光熔覆的研究奠定基础。

关键词： 海上风电   塔筒   法兰螺栓   数值模拟   应力分析  

摘要： 海上风电场塔架一般由多段塔筒通过法兰螺栓连接而成,引起塔架倒塌的重要原因之一就是螺栓强度不足或者受力过大导致螺栓断裂。因此,分析塔架以及螺栓在风荷载下的应力特征具有重要的研究意义。通过对正常发电工况下塔架各处受荷情况进行理论计算,建立塔筒法兰-螺栓数值模型,基于塔架受力的理论计算结果对数值模型施加荷载,研究螺栓在风荷载工况下的应力特征。研究结果表明:海上风力发电塔架所受剪切力以及弯矩随着塔架高度的降低而增大,其中弯矩显著增大;连接塔筒法兰的螺栓在受到风荷载时,迎风侧的应力大于背风侧;螺栓迎风侧的应力峰值出现在根部位置,螺栓下根部应力最大,是螺栓最危险的位置。

关键词： 交叉性学科   国家自然科学基金   工程力学   自然科学领域   生物工程   最新研究成果   征稿简则   暖通空调  

摘要： 《哈尔滨工业大学学报》主要报道自然科学领域的基础理论、工程技术与应用方面的最新研究成果,欢迎省(部)级以上政府基金(国家自然科学基金、863、973、博士点基金等)资助论文。报道方向包括航天、机械、能源、动力、材料、电气、电子、信息与控制、计算机、化工、生物工程、土木工程、市政环境、暖通空调、道路、桥梁、交通工程、工程力学及有关交叉性学科。

关键词： 应力场   震源机制解节面   断层不稳定系数   发震断层   盈江地震  

摘要： 为了识别震源机制解节面中的实际发震断层面,本研究在反演震源处应力场的基础上,进一步计算震源机制解两个节面的不稳定系数,将其中最不稳定的节面视为实际发震断层面.本研究将上述方法应用于地震资料丰富且中强震发震构造研究较为深入的云南盈江地区,获得以下结论:(1)2008年3月21日和2011年3月10日地震发震断层为震源机制解中NEE向节面,对应震中附近的大盈江断裂;2008年8月21日地震的发震断层为震源机制解中NS向节面,对应震中附近近NS向苏典断裂;2014年5月23日地震断层面识别结果为NEE向节面,其发震断层可能为昔马—盘龙山断裂;2014年5月30日地震的发震断层为震源机制解中NS向节面,其发震断层可能是与苏典断裂平行的断裂.(2)盈江地区总体断层面识别结果显示盈江地区发震断层走向优势分布为近NS向和NEE向,呈现出共轭断层,研究区最大主压应力方向为NNE向;断层走向和最大主压应力轴走向关系符合安德森断层理论.(3)本研究表明基于应力场识别震源机制解节面中发震断层面方法物理意义明确,实际应用结果合理可靠.