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关键词： 工程力学   课程思政   CDIO   改革  

摘要： 作者总结多年《工程力学》教学经验,将课程思政理念和CDIO工程教育模式共同引入到工程力学课程教学改革中,突出思政教育资源渗透和成果导向型项目训练,对课程教学模式进行了初步设计和思考。实践证明,此双理念指导下的课程改革更符合中国特色社会主义下应用型本科高校学生学习特点,可更好地实现人才德育和工程技能培养双目标。

关键词： 地铁车站   侧墙混凝土   现场监测   温度场   应力   有限元分析  

摘要： 为实现对地铁车站侧墙混凝土裂缝的有效控制,通过预埋温度和应力传感器的方法,对侧墙施工过程进行监测,并将实测数据和Midas civil有限元模型的模拟结果进行比较分析,总结侧墙施工过程中温度场和应力场的规律。现场监测和数值分析表明:早期混凝土水化热反应较快,浇筑完成后仅用20 h即达到最大值,夏季温度较高,降温速率较缓慢,约为–0.40℃/h,且中间层降温速率相对较快;压应力达到最大值的时间与温度达到最大值的时间较接近;进入收缩变形阶段,拉应力在出现0应力的临界情况后随温度的继续下降逐渐增大,在浇筑后50h,各测点的拉应力基本趋于稳定;利用有限元模型计算得到的模拟结果与现场监测数据相差较小,验证了方法在预测裂缝产生方面的有效性。研究成果可以为实际工程中的裂缝控制提供参考。

关键词： 电工钢   应力   磁畴演变   能量最小化   磁滞模型  

摘要： 电工钢等磁性材料是构成电力变压器、中高频变压器等电气设备磁路的关键材料,其磁滞特性决定着设备损耗,磁滞特性的本质体现为磁化过程中电工钢内部磁畴畴壁的移动和磁畴的翻转,而外应力的引入会改变电工钢磁畴结构。该文针对磁场和应力耦合作用下取向电工钢磁滞特性的模拟问题,借助应力磁光克尔显微镜观测了应力影响下磁畴动态磁化规律,揭示电工钢内部磁畴动态演变机理。在此基础上,利用图像处理技术获取了耦合外作用下畴壁移动的位移、速度以及加速度等特征量,并以磁畴能量最小化为理论基础,以畴壁移动加速度作为特征量构建表征模型用以模拟电工钢的磁滞特性。结果表明:提取的特征量可直观地了解电工钢内部磁畴在不同应力下的演变过程,基于畴壁移动加速度特征量的磁滞模型能够有效描述电工钢在不同应力下的磁滞特性。研究成果建立了磁畴磁化特征量与材料宏观磁滞特性的映射关系,为磁性材料改性研究提供一定理论支撑。

关键词： 钢箱梁   应力   模拟   顶推   变形  

摘要： 钢箱梁顶推施工技术是桥梁建设中常见的施工技术之一,而小半径曲线钢箱梁的直线顶推施工是钢箱梁顶推施工中比较特殊的一种,因为由于钢箱梁小半径的特殊性,在进行一定量的顶推之后都需要对钢箱梁进行平面内的旋转调整使其中心线与设计中心线重合。而在调整之前钢箱梁前后端的曲线段悬挑会使钢箱梁处于偏载状态,影响钢箱梁整体的受力与变形。鉴于此,以长平枢纽互通A匝道桥为例,对小半径曲线钢箱梁的顶推施工进行施工模拟,来保证顶推施工的安全性。模拟结果表明,在整个曲线顶推过程中,最不利状态下的最大应力、变形、支反力处在3个不同的危险工况下,最大应力σ_(max)=137.9 MPa≤[σ]=210 MPa,发生在支撑位置,满足受力要求;最大变形u_(max)=-98.033 mm,钢导梁前端设470 mm上墩措施,导梁竖向挠度满足施工要求;最大支反力F_(max)=236.0 t,需对支架结构临时措施进行局部加强,防止产生不理想应力及变形。

关键词： 折射率   应力   细芯光纤(TCF)   拉锥   传感器  

摘要： 折射率与轴向应变的监测是工程应用的重要组成部分。为了实现大量程的折射率、应变双参量测量传感器,提出了一种基于锥形细芯光纤(thin-core fiber,TCF)传感器。首先在两段标准单模光纤(single-mode fiber,SMF)之间熔接一段长度为2 cm的TCF,然后在TCF中心放电并拉锥,制作得到一个全光纤马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder interferometer,MZI)。在实验中,利用丙三醇溶液替代氯化钠(NaCl)溶液可扩大折射率的测量范围。实验结果表明,在1.3511—1.3803范围内,折射率的最高灵敏度为-20.95 nm/RIU;在1.3843—1.4466范围内,折射率的最高灵敏度可达-294.32 nm/RIU。在0—2727με的应力范围内,表现出-0.6 pm/με的应变灵敏度,说明该结构在折射率量程大且灵敏度高的前提下,也维持着较强的鲁棒性。该器件制备简单、结构紧凑,在折射率和应力测量等领域具有一定的应用价值。

关键词： 深水气井   测试管柱   封隔器   载荷   力学评估   应力分析  

摘要： 深水气井测试过程中管柱受力影响复杂,封隔器失封风险高,封隔器失效会直接影响测试作业安全。基于测试管柱及封隔器受力研究现状,以南海某深水气井为例,建立了深水气井测试封隔器全过程力学行为评估方法,评估了封隔器在管柱下入、坐封、测试以及管柱解封过程中的受力状态及影响规律,并提出了封隔器安全控制措施。研究表明,对封隔器轴向受力影响程度从高到低依次是深水气井测试制度、测试液体系、测试过程中对管柱施加的预提力、产量。通过BD21-X井现场应用,经过封隔器全过程受力计算和控制措施分析,有效保障了现场测试管柱封隔器密封有效,测试作业安全顺利,可为深水气井测试设计及应用提供技术支撑。

关键词： 露天矿边坡   稳定性   数值模拟   安全系数   岩体质量评价   应力  

摘要： 基于现场工程地质调查与室内岩石物理力学试验数据,对大西沟铁矿边坡岩体质量进行评价,确定了岩体的物理力学参数。采用数值模拟方法,对露天矿不同开采阶段的边坡应力、位移、滑移带及安全系数进行了分析,研究结果表明:边坡安全系数随台阶高度下降不断降低;自然条件下,边坡开挖不同阶段安全系数均在1.8以上,边坡稳定性较好。降雨对边坡的稳定性影响显著,饱和状态下终了边坡的安全系数降至1.36,但高于GB 51016—2014《非煤露天矿边坡工程技术规范》规定的安全系数(1.25~1.20),说明矿山采场边坡设计参数合理。研究结果可为矿山后续安全设施设计提供参考依据。

关键词： 金属薄壁导管   弯曲过程   应力   弯曲半径   压膜压力   弯曲速度  

摘要： 本文研究在探究金属薄壁导管在弯曲过程中的应力分布与优化方法。采用ICr18Ni9Ti-G管材,利用数控弯管机进行弯曲操作。通过矢量激光测量仪,获取不同弯曲半径、压膜压力、弯曲速度、压膜助推压力下金属薄壁导管的矢量数据,并计算导管弯曲过程中的应力值。实验结果表明,弯曲半径、压膜压力、弯曲速度、压膜助推压力对金属薄壁导管弯曲过程中的应力具有显著影响。优化后的参数组合为:弯曲半径140mm,压膜压力1900N,弯曲速度0.95mm/s,压膜助推压力1800N。在此参数下,金属薄壁导管弯曲过程中的应力最小,从而提高了导管弯曲的质量。因此,建议在实际生产中采用上述优化参数,以确保金属薄壁导管的质量和安全性。

关键词： 焊接涡轮   倒角   开孔深度   应力  

摘要： 摩擦焊工艺已广泛应用于机械加工领域,船用涡轮增压器产品已大量使用摩擦焊焊接工艺,本文针对船用涡轮增压器转子系统的焊接涡轮进行研究,分析了焊接涡轮在倒角为3mm、4mm、5mm、开孔深度为12 mm、16 mm、19 mm、20 mm、25 mm下涡轮的应力情况。结果表明,焊接涡轮开孔深度可选择12~16mm,涡轮总体应力变化趋势较为缓和,有利于堆放焊接加工时形成的焊渣;倒角对涡轮应力受开孔深度的影响较小,但根据加工经验来看,倒角建议选择倒角为4mm。该研究结果进一步确定了船用涡轮增压器焊接涡轮机械加工的初步参数,对指导摩擦焊接加工具有重要意义。

关键词： 7075铝合金   温度场   应力场   淬火变形  

摘要： 7075铝合金具备高比强度、热变形性、较优焊接性能和良好耐蚀性能等独特优势,在航空航天等领域被广泛应用。热处理工序的专用辊底炉是高端高精铝材生产的关键“卡脖子”短板装备和产能瓶颈装备,淬火板形的控制非常重要。为了对铝合金中厚板淬火过程的热应力与变形量进行预测和控制,本文利用数值模拟方法,研究连续辊式淬火过程不同喷水量与不同水量比对铝板温度场、应力场以及形变场的影响,用SolidWorks建立7075铝合金淬火过程的几何模型,用Fluent模拟铝板在不同喷水量和水量比的温度场,计算铝板淬火敏感区间的平均冷速,将铝板温度场导入ANSYS中计算应力场和形变场。结果表明,厚度为80 mm的7075铝合金厚板,在水量比为1∶1时中心面冷却不均匀,铝板尾部淬火敏感区间的冷速达10.35℃/s。淬火过程中铝板最大内应力值随时间的增加由头部向尾部后移并且数值递减;沿厚度的1/4和3/4处应力值最小;由于窄缝嘴射流冷却区冷却强度很大,水淬7 s时此区域应力值最大为132 MPa;水量比为1.2且喷水量较大时,整个冷却过程中总变形最小、内应力也最小。研究工作对现实生产工程中控制淬火板形提供了一定的参考意义。