检索结果-内蒙古大学图书馆

公路 2018年第2期63卷 45-51页

作者：刘有志徐国元杨俭华南理工大学土木与交通学院

广州增城沙庄~花都北兴公路二期工程,既有燃气管道斜交并下穿待建高速公路高填方路基,拟采用拱涵保护结构。文中利用有限元软件abaqus数值模拟,基于摩尔库伦本构模型,以管道底部土层应力状态和拱体内力作为控制指标,研究了高填方路基下... 详细信息

广州增城沙庄~花都北兴公路二期工程,既有燃气管道斜交并下穿待建高速公路高填方路基,拟采用拱涵保护结构。文中利用有限元软件abaqus数值模拟,基于摩尔库伦本构模型,以管道底部土层应力状态和拱体内力作为控制指标,研究了高填方路基下穿管道的拱涵结构工程的影响因素。结果表明,增加拱的厚度、增大基坑开挖深度,减小拱的跨度及净高,可以有效提高工程保护效果。提出了拱的厚度0.5m、跨度3.5m、净高1.0m,基坑开挖深度5.0m的方案,结合柔性填料的减载方法,有效地保护了管道及原箱涵的安全。

关键词：高填方路基拱涵燃气管道 abaqus数值模拟减载

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松软煤层瓦斯钻孔蠕变对煤孔的影响

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煤矿安全 2018年第8期49卷 15-18页

作者：杨满成郭文亮武斌波冯光辛宇鹏欧恒安太原理工大学机械工程学院山西太原030024 山西省矿山流体控制工程技术研究中心山西太原030024 精密加工山西省重点实验室山西太原030024

为解决松软煤层瓦斯抽采钻孔变形较大、稳定性差等问题,基于蠕变煤层与套管相互作用力学模型,采用理论分析和abaqus数值模拟相结合的方法,研究了在非均匀地应力下松软煤层蠕变对瓦斯成孔稳定性的影响,对比松软煤层在有无水泥环、套管下... 详细信息

为解决松软煤层瓦斯抽采钻孔变形较大、稳定性差等问题,基于蠕变煤层与套管相互作用力学模型,采用理论分析和abaqus数值模拟相结合的方法,研究了在非均匀地应力下松软煤层蠕变对瓦斯成孔稳定性的影响,对比松软煤层在有无水泥环、套管下的蠕变情况。结果表明:水泥环和套管对煤孔的稳定性会产生积极的影响;当钻孔直径取?85 mm时,套管及孔壁应力较小。

关键词：钻孔稳定性力学模型理论分析 abaqus数值模拟松软煤层蠕变钻孔直径

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6061铝合金粉末压制机理研究

6061铝合金粉末压制机理研究

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作者：王斌武汉理工大学

学位级别：硕士

近年汽车工业发展迅猛,现代汽车结构设计以节能减排为主流趋势,轻量化材料愈加受到重视,6系粉末冶金铝合金作为一种新型的汽车零部件轻量化材料,以其轻质高强、抗腐蚀、冲击吸收能力强以及易于回收利用等诸多优点引起了汽车工业的广泛... 详细信息

近年汽车工业发展迅猛,现代汽车结构设计以节能减排为主流趋势,轻量化材料愈加受到重视,6系粉末冶金铝合金作为一种新型的汽车零部件轻量化材料,以其轻质高强、抗腐蚀、冲击吸收能力强以及易于回收利用等诸多优点引起了汽车工业的广泛关注。粉末压制作为粉末冶金工艺中重要一环,它直接影响粉末冶金产品的致密度及其力学性能。在粉末压制过程中,材料的本构方程表征着粉体的变形机理,是用数值模拟方法研究、分析粉末压制过程的基础,因此建立粉末压制本构方程对研究铝合金粉末压制成形规律、优化模具设计及工艺参数具有重要理论意义和工程应用价值。本文通过对6061铝合金粉末进行单轴压缩、径向压缩(巴西圆盘实验)和模压实验,建立了相关材料参数随相对密度的变化规律,成功建立了修正的Drucker-Prager Cap本构模型,并基于abaqus仿真软件二次开发用户子程序USDFLD添加了粉体材料密度场下6061铝合金粉末的模型参数,对铝合金粉末压制过程进行了数值模拟分析,通过压制力、位移曲线和相对密度分布结果验证了6061铝合金粉末冷压修正的DPC本构模型的适用性。结果表明,当粉体致密度高于0.75时,仿真精度较高,也就是说修正的DPC模型能更为准确地描述6061铝合金粉末的后期压制行为。基于实验及模拟分析,将6061铝合金粉末冷压实验数据分别用Balshin、川北、葛荣德、黑克尔、Van Der Zwan、沙皮罗、Panelli,黄培云八种压型方程拟合,结果表明川北压型方程最适合描述6061铝合金粉末冷压过程中应力和致密度的变化关系。考虑到理论上6061铝合金粉末单次冷压下得到压坯的致密度最高约为0.96539,为进一步提高压坯致密度,本文设计了温压实验,通过引入温压强化因子K的概念推导出了100℃50℃时的温度相关的压型方程。考虑到实际压制中摩擦对压制应力的影响,本文基于abaqus数值仿真进一步研究了摩擦系数μ相关的压型方程。结合温压强化因子K和摩擦系数μ,得到了6061铝合金粉末摩擦系数相关的压型方程。最后通过改变模壁润滑、压制次数以及温度等工艺参数,探究了比较适合6061铝合金粉末压制成形的加工工艺,实验及模拟优化结果表明:6061铝合金粉末较优的压制工艺为搭配有硬脂酸锌酒精润滑剂的双向单次温压压制,温压温度控制在100℃50℃。该工艺下的压坯致密度能得到有效提高,而且密度分布较为均匀,其粘模现象也能得到有效改善。

关键词：粉末压制 6061铝合金粉末 abaqus数值模拟压型方程

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边坡条件下埋地管道的地震响应分析

边坡条件下埋地管道的地震响应分析

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作者：李润林哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

我国已建或在建的重大管道工程有很多,这些管道连绵几百公里,甚至数千公里,不可避免地要穿越一些工程地质条件极为恶劣、复杂的地区,如滑坡地段、沉陷地区、断裂带等。其中,滑坡是威胁油气长输管道完整性的主要地质灾害之一。同时我国... 详细信息

我国已建或在建的重大管道工程有很多,这些管道连绵几百公里,甚至数千公里,不可避免地要穿越一些工程地质条件极为恶劣、复杂的地区,如滑坡地段、沉陷地区、断裂带等。其中,滑坡是威胁油气长输管道完整性的主要地质灾害之一。同时我国地处环太平洋地震带和欧亚地震带之间,地震区域广,强度大,频率高,活动断层分布广。一旦管道在地震导致滑坡失稳时发生破坏,会造成巨大的经济损失甚至危及人民的生命安全。因此,研究边坡地形条件下,埋地管道的地震响应就十分必要了。本课题将基于abaqus有限元软件,建立适当的边坡埋地管道模型进行数值分析研究。本文的主要研究内容如下:(1)首先,本文分析总结了目前地震的边坡场地效应和埋地管道地震响应的研究成果以及不足之处,并在此基础上阐述了本课题的研究意义。本文采用abaqus有限元软件进行数值模拟,对材料的本构模型以及边界条件的选取进行了分析,给出了本文建模所用到的管土接触模型以及abaqus模型的建立方法。(2)然后,运用abaqus有限元软件建立边坡场地条件的数值模型,并对该场地条件下的边坡地形效应进行分析,同时考虑不同坡高坡角的情况下边坡地形放大效应的规律。之后,计算出坡底段形变场,根据形变场的分布规律给出最佳埋设位置的建议。同时考虑不同坡高和坡角的情况下坡底段变形场的变化规律,从而给出不同边坡工况下管道埋设位置的选择。(3)之后,运用abaqus有限元软件建立边坡场地条件下埋地管道的数值模型,通过分析管道的应力和位移的变化规律,得出管道的破坏机制。之后分析了场地条件参数包括坡高坡角和管道参数包括管径壁厚改变时,管道响应的变化规律。(4)最后,利用强度折减法分析在边坡失稳的条件下管道的地震响应。与此同时,研究了管道在滑动体下方、内部和上方三种不同的情况时的内力和变形变化规律,最后通过分析不同埋置位置管道的受力情况,得到最佳的埋置选择。

关键词：边坡地形埋地管道 abaqus数值模拟地震响应

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基于导波的不同结构管道焊缝缺陷检测方法研究

基于导波的不同结构管道焊缝缺陷检测方法研究

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作者：叶梦雅华东理工大学

学位级别：硕士

焊缝作为管道结构中缺陷产生的高发部位,对工程安全运行造成威胁。为保障管道安全运行,需对管道进行定期检测。本文基于导波技术,运用对称非对称模态分离算法和时间反转波场聚焦法,通过abaqus数值仿真与实验相结合的方式,对双焊缝直管... 详细信息

焊缝作为管道结构中缺陷产生的高发部位,对工程安全运行造成威胁。为保障管道安全运行,需对管道进行定期检测。本文基于导波技术,运用对称非对称模态分离算法和时间反转波场聚焦法,通过abaqus数值仿真与实验相结合的方式,对双焊缝直管道、单焊缝弯管及双焊缝变截面管道的焊缝缺陷识别、定量、定位展开了研究。主要研究内容及结论如下:(1)利用对称非对称模态分离算法,根据波包处非对称程度对比,完成焊缝缺陷识别。模拟计算结果表明,同一截面缺损率下,弯管焊缝内、外部缺陷对反射系数的影响无明显差别。根据拟合出的焊缝缺陷反射系数与截面缺损率间的数量关系,实现缺陷定量。(2)利用时间反转波场聚焦法对焊缝缺陷定位。模拟结果表明,与时间反转处理前相比,时间反转法有效提高了弯管焊缝及双焊缝管道前焊缝缺陷波包识别率,实现了双焊缝管道后焊缝缺陷周向定位。(3)开展了双焊缝直管道焊缝缺陷检测实验研究。分别对焊缝缺陷大小所对应的圆心角为20°、45°、60°、90°、120°、150°时的管道进行实验,对同一尺寸缺陷进行了四组频率测试。实验结果表明基于对称非对称模态分离算法,可以识别出截面缺损率大于8%的焊缝缺陷。

关键词：导波焊缝缺陷模态分离时间反转 abaqus数值模拟

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球形孔泡沫铝—聚氨酯准静态压缩力学实验及仿真

球形孔泡沫铝—聚氨酯准静态压缩力学实验及仿真

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作者：赵志芳中北大学

学位级别：硕士

泡沫铝是一种具有特殊胞孔结构、屈服强度低、压缩应变大的新型泡沫金属材料,其具有良好的力学性能及能量吸收性能,广泛应用于机械、交通运输和航空航天等领域。球体开孔型泡沫铝兼具了开孔泡沫铝和闭孔泡沫铝的特性,集二者优点于一身,... 详细信息

泡沫铝是一种具有特殊胞孔结构、屈服强度低、压缩应变大的新型泡沫金属材料,其具有良好的力学性能及能量吸收性能,广泛应用于机械、交通运输和航空航天等领域。球体开孔型泡沫铝兼具了开孔泡沫铝和闭孔泡沫铝的特性,集二者优点于一身,却又克服了开孔与闭孔型材料自身存在的缺点,是一种性能更优良的泡沫铝材料。向三维通孔的球体开孔型泡沫铝中填充聚氨酯弹性体,得到一种纯铝与粘弹性高分子材料交织复合的新型材料,这将很大程度上改善泡沫铝的力学性能,达到材料的结构及功能一体化需求,使其可以应用于更多的领域。为探究上述球体开孔泡沫铝及球体开孔泡沫铝/聚氨酯(以下简称SPAF/PU)复合材料的力学性能,本文作了如下研究:(1)通过将熔融聚氨酯加压填充到球体开孔泡沫铝中制备了 SPAF/PU复合材料,填充率达到95%以上。对不同孔径、不同相对密度的泡沫铝及SPAF/PU复合材料进行了准静态单轴压缩实验,得到了两种材料的应力应变曲线,并研究了其变形机理。结果表明,孔径越大、相对密度越高,材料的抗压强度越高、塑性平台应力越大,且相同应变范围内的吸能量越大。此外,聚氨酯的填充量也对材料的力学性能有影响。(2)通过改进Sherwood-Frost本构模型,建立了考虑相对密度和形状函数对复合材料影响的准静态本构方程。通过MATLAB对准静态压缩实验数据进行了拟合,得到了本构模型的所有参数。拟合结果表明,所建立的本构方程拟合效果良好,为数值模拟泡沫铝及SPAF/PU复合材料的准静态压缩力学性能做了铺垫。(3)建立了球体开孔泡沫铝、球体闭孔泡沫铝的三维模型。通过编写算法,生成了孔径、层数可调节的随机孔球体泡沫铝模型。与常用的简化泡沫铝模型相比,所建立的泡沫铝模型更加准确地还原了实验所用球体孔泡沫铝的结构;与CT扫描建模相比,建模过程简单,成本较低。(4)通过abaqus有限元分析软件,采用建立的材料准静态压缩本构方程,进行了球体开孔泡沫铝、SPAF/PU复合材料的准静态压缩数值模拟,对比实验和仿真结果,验证了所建立的球体开孔泡沫铝三维模型的正确性和有效性,同时,验证了所采用的本构模型的正确性,为球体开孔泡沫铝及SPAF/PU复合材料的数值模拟提供方法和依据。

关键词：球体开孔泡沫铝 SPAF/PU复合材料准静态压缩本构模型 abaqus数值模拟

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输电塔扩底抗拔桩破坏模式分析研究

输电塔扩底抗拔桩破坏模式分析研究

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作者：魏锐石家庄铁道大学

学位级别：硕士

扩底桩抗拔基础因其抗拔承载力大、性价比高、施工速度快等优点得到了广泛的应用,其应用领域包括高层建筑、架空输电线路、海上石油钻探平台、地下建筑、桥梁工程等。但在特高压输电线路扩底桩抗拔基础设计中,无法确定扩底桩的破坏模式... 详细信息

扩底桩抗拔基础因其抗拔承载力大、性价比高、施工速度快等优点得到了广泛的应用,其应用领域包括高层建筑、架空输电线路、海上石油钻探平台、地下建筑、桥梁工程等。但在特高压输电线路扩底桩抗拔基础设计中,无法确定扩底桩的破坏模式及其随土质条件的界限范围,让设计人员无所适从,因此需在理论方面深入研究。论文采用理论分析和数值模拟计算相结合的方法,分析研究了扩底桩在不同工程地质条件下的破坏模式及其界限范围。采用有限元软件abaqus建立了桩土相互作用的三维有限元分析模型,对扩底桩在上拔荷载作用下的破坏模式进行了深入的探讨,分析了扩底抗拔桩的破坏模式的影响因素。通过理论分析和数值计算分析,发现了粘性土条件下扩底抗拔桩的破坏模式除短桩(第一种)破坏模式和长桩破坏模式之外的短桩第二种破坏模式,并确定了不同土质条件下扩底抗拔桩破坏模式的相应的界限范围。推导了扩底抗拔桩短桩第二种破坏模式下的抗拔极限承载力计算公式。

关键词：特高压输电线路输电塔扩底抗拔桩扩底抗拔桩承载力计算 abaqus数值模拟短桩第二种破坏模式破坏界限范围

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陇东大厚度黄土区超高层结构桩筏基础沉降规律研究

陇东大厚度黄土区超高层结构桩筏基础沉降规律研究

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作者：罗小博兰州理工大学

学位级别：硕士

建筑沉降规律的研究在东部沿海软土地区相对成熟一些。然而,近年来,随着习主席提出的“一带一路”战略的大力实施,北方地区高速铁路、高层建筑等一系列大型工程如雨后春笋般地呈现在人们眼前。在所有的这些工程当中,都离不开坚实的根基... 详细信息

建筑沉降规律的研究在东部沿海软土地区相对成熟一些。然而,近年来,随着习主席提出的“一带一路”战略的大力实施,北方地区高速铁路、高层建筑等一系列大型工程如雨后春笋般地呈现在人们眼前。在所有的这些工程当中,都离不开坚实的根基,这种根基多数是基于桩筏基础的充分利用。其以桩身长、埋深大、承载高、沉降小、稳定好等诸多优点被广泛应用到实际工程当中。对于在全国乃至全球黄土层最厚的陇东地区来讲,不管是前期基础方案的制定,还是到后续的工程施工,都面临着各种各样的难题。为此,作者以甘肃省庆阳市西峰区某超高层建筑为背景,主要从以下几个方面展开研究:(1)大厚度黄土地基工程地质特性研究通过室内试验与室外试验的有力结合,对所在场地典型黄土的物理性能、力学性能等指标做了综合性的分析,并对地质条件做以评价。结果分析得出:上表面马兰黄土孔隙较大,粘聚力较小,湿陷性系数较大,压缩性大;下部离石黄土层、午城黄土层孔隙依次减小,粘聚力增大,湿陷系数、压缩性均减小,稳定性增强。(2)施工阶段超高层桩―土沉降特性现场监测研究通过桩身布置的混凝土应变计、承台底部桩间布置的土压力盒,利用采集的数据,如温度、电阻、应力、应变等,主要对施工阶段桩身轴力、侧摩阻力及土压力等基本参数计算及对结构整体安全性进行分析。(3)陇东大厚度黄土区桩筏基础沉降量理论计算结果对比分析研究利用等代实体深基础法、规范法、简化应力调整法及压缩区域分解法等多种沉降计算方法对黄土地区超高层建筑沉降量进行试算,并与实测值对比分析,得出一种适合本地区且较理想的沉降量计算方法。(4)桩筏基础沉降量及变形有限元模拟对比分析研究在沉降理论的基础上,应用abaqus有限元软件进行数值模拟分析,进一步对桩筏桩基的沉降量、应变、位移等参数与现场监测值、理论计算值进行校核,验证了数值模拟的有效性。(5)陇东黄土地区超高层桩筏基础沉降量预测研究利用Origin软件、数值分析法及泊松曲线法等手段,对建筑完工及工后的沉降量做出先期的预测。通过试验研究,不仅确保了施工阶段建筑的安全性,也为今后此类建筑的不均匀沉降或者沉降量过大等系列不安全性提供了警示;更为以后优化桩基设计、发展桩基理论等奠定基础。

关键词：桩筏桩基桩―土特性沉降计算 abaqus数值模拟预测

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长春老黏性土非饱和土三轴试验研究

长春老黏性土非饱和土三轴试验研究

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作者：王祥虎吉林建筑大学

学位级别：硕士

目前,非饱和土的研究是岩土工程界的一个热点,而该研究着重从理论与试验两方面着手。与饱和土相比,非饱和土存在着四相体系,其中气相的存在使它的性质变得相当复杂,给岩土工程设计与施工带来了诸多的工程问题。当前有关非饱和土的一些... 详细信息

目前,非饱和土的研究是岩土工程界的一个热点,而该研究着重从理论与试验两方面着手。与饱和土相比,非饱和土存在着四相体系,其中气相的存在使它的性质变得相当复杂,给岩土工程设计与施工带来了诸多的工程问题。当前有关非饱和土的一些工程问题仍在沿用饱和土的理论和方法来解决,难免会给工程设计与施工带来影响。由于先进仪器的缺乏,长春地区对非饱和土在理论与试验研究方面比较缺乏,所以本文的研究旨在对长春地区岩土工程勘察、设计与施工提供重要的技术参数。为此,针对长春地区老黏性土原状土样进行了常规三轴固结排水试验、水-土特征曲线试验和非饱和土三轴固结排水试验。通过对比常规三轴与非饱和土三轴试验的试验结果来分析非饱和土性质。研究表明:基质吸力为零时非饱和土抗剪强度指标与常规三轴试验得出的抗剪强度指标基本一致。基质吸力的提高并不影响有效内摩擦角的变化,基本等于常规三轴获取的有效内摩擦角,但对黏聚力有很大的影响。当基质吸力（ua-uw）?100kPa时,黏聚力与基质吸力是非线性的增长关系,增长曲线逐渐变缓;当基质吸力（ua-uw）(29)100kPa时,黏聚力与基质吸力呈现线性的增长关系;与基质吸力有关的参数?b并不是一个常量,当（ua-uw）?100kPa,?b随着基质吸力的增大而不断减小;当（ua-uw）(29)100kPa,?b趋于稳定,其数值?b（28）28.81?。该结果与Fredlund抗剪强度修正理论一致。在此基础上,通过abaqus数值模拟软件对饱和、非饱和土的土质边坡稳定性进行了数值模拟,得出饱和、非饱和土体边坡的稳定安全系数。通过对比,得出基质吸力对非饱和土抗剪强度有很大影响的结论;随着基质吸力的增大,安全系数提高,滑动面的深度加深。

关键词：非饱和土三轴试验基质吸力土-水特征曲线 abaqus数值模拟

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CFG桩复合地基对桥头基础的沉降影响分析

CFG桩复合地基对桥头基础的沉降影响分析

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作者：王郑轲河北工程大学

学位级别：硕士

随着中国路桥的快速发展,桥头跳车现象普遍出现。桥头跳车问题是软土地基公路建设中出现的一大质量通病。本文介绍了桥头跳车出现的原因,做出了相应的处治措施。本文主要采用CFG桩复合地基来处理路桥过渡段的地基,同时体现了CFG桩复合... 详细信息

随着中国路桥的快速发展,桥头跳车现象普遍出现。桥头跳车问题是软土地基公路建设中出现的一大质量通病。本文介绍了桥头跳车出现的原因,做出了相应的处治措施。本文主要采用CFG桩复合地基来处理路桥过渡段的地基,同时体现了CFG桩复合地基法的优势。本文以某工程实例为背景,通过abaqus有限元软件建立CFG桩复合地基二维实体模型,首先预定模拟方案,然后通过各方案来研究桩对地基的沉降影响。本文通过计算模型研究分析了不同褥垫层厚度和模量对地基沉降的影响,可分析得出铺设合适的垫层厚度,采用适合的垫层模量;研究分析了不同桩长、桩间距和桩身模量对地基沉降的影响,能正确找到持力层,确定合理的桩长,设计适当的桩间距。采用CFG桩复合地基处理同本工程类似的地质条件的高速公路桥头深厚软基,结合研究规律,确定合理的设计方案,可减少工程投资,有效的减小沉降,达到解决桥头跳车的目的。

关键词：桥头跳车 CFG桩复合地基 abaqus数值模拟沉降分析

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