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关键词： 域分解多尺度   DEM-FDM   静压桩   应力分析   桩土相互作用  

摘要： 本文基于一种新颖且节省计算资源的域分解多尺度分析方法,即耦合离散元-有限差分法(DEMFDM),模拟了桩单调静压贯入砂土中的过程。DEM-FDM的基本思想在于将求解域分为两个部分,即特殊区域和一般区域。其中,采用DEM模拟靠近桩的特殊区域,用于处理该区域的大变形及复杂的砂土力学行为;而用FDM模拟远离桩的一般区域,并采用简单的砂土本构模型提高计算效率及收敛性。通过模拟三轴压缩试验并结合试验数据,分别确定了DEM域的接触模型参数和FDM域的本构模型参数。通过将数值模拟获得的锥尖阻力、砂土中的径向应力与高质量模型试验及其他数值模拟结果进行对比分析,进一步验证了耦合DEM-FDM模拟桩贯入大变形问题的可靠性,研究获得的桩贯入引起的桩侧应力场分布特性,可为桩土相互作用机理研究以及静压桩承载力设计理论与方法的完善提供依据。

关键词： 桩板式路基   移动模架   施工关键工况   稳定性分析   应力分析  

摘要： 以徽州大道南延工程(庐江段)桩板式路基下行式移动模架为研究对象,采用大型通用有限元程序对其在浇筑、顶升以及行走等关键控制工况的强度、刚度和稳定性进行空间计算分析。结果表明:模板系统的应力分布具有加厚段大于非加厚段的特点;模架中心的竖向位移是模板系统刚度控制的关键点;3种控制工况下的临界荷载特征值差异较大,但均具有良好的安全储备;通过模板系统在最大受力状态的强度和刚度计算分析;为类似移动模架设计及施工期安全监控提供重要技术支持。

关键词： 可开启钢屋盖   安装和卸载顺序   数值分析   应力   变形  

摘要： 武汉光谷国际网球中心15000座网球馆主体为钢筋混凝土框架结构,上部为可开启钢屋盖,由主次桁架、网架、可滑动钢桁架及外围的气旋组成。该结构具有建筑造型复杂、结构体系多样、需要进行高空安装等特点。针对结构体系多样和施工难度大的特点,本文采用有限元分析软件MidasGen对该钢结构屋盖的安装和卸载过程进行数值计算分析。结果表明,构件安装和卸载过程中都有可能出现最大应力,模拟分析时要考虑钢构件的安装和卸载顺序,保证结构变形、挠度和杆件应力变化均在合理范围,保证施工安全。

关键词： 深基坑   内支撑体系   栈桥板   刚度比   内力   应力   位移   沉降  

摘要： 以某总部基地的深基坑工程为研究对象,采用MIDAS GTS NX软件构建了三维数值模型,利用现场监测数据从地下连续墙水平位移、坑周地表沉降、支撑轴力三个方面进行分析,数据结果吻合良好,验证了数值模型的有效性.在此基础上,模拟了由不同开挖方向和不同开挖流程组合形成的四种开挖方案,探讨了施工流程对栈桥板应力演变的影响.结果表明,开挖方向和开挖流程会影响栈桥板上不同位置节点的应力发展过程和幅值,成果可为类似深基坑支护体系的设计提供技术参考.

关键词： 汽车梯轿厢   有限元   减材制造   应力分析   轻量化  

摘要： 针对常规汽车梯轿厢用料多,整体尺寸偏大和厢体厚重的问题,文中提出了一种基于有限元分析的汽车梯轿厢轻量化设计方法。根据有限元分析的结果,对汽车梯轿厢的结构优化设计,采用减材制造的方式,减少材料和整体尺寸,材质厚度减薄处理。在保证使用安全的基础上,使轿厢整体结构满足轻量化要求,降低了制造成本,实现节能减排。

关键词： 纤锌矿结构氮化铝   低温磁控溅射   高温热退火   晶体质量   表面形貌   应力   衬底偏置功率   折射率  

摘要： 纤锌矿结构氮化铝(AlN)具有超宽带隙、高电子迁移率、高压电系数、高声表面波速率及显著的二阶光学非线性效应,被视为新一代超宽禁带半导体材料。AlN在深紫外波段具有优异的透光性,在深紫外光电器件、功率电子器件、声表面波器件及高频通信等领域展现出广阔的应用前景。然而,由于高质量、大尺寸体AlN单晶衬底的制备工艺复杂且成本较高,当前普遍采用在蓝宝石衬底上外延生长AlN单晶薄膜,构建AlN/蓝宝石模板,进而实现AlN基电子与光电子器件的可控制备。因此,降低AlN/蓝宝石模板制备成本,提高其晶体质量,成为实现高性能AlN基器件的关键。针对这一挑战,采用低温磁控溅射技术与高温热退火工艺相结合的方法,在蓝宝石衬底上成功制备了高晶体质量的AlN薄膜。同时,重点分析了磁控溅射过程中衬底偏置功率对AlN晶体质量和表面形貌的影响,并进一步探讨了退火温度对AlN晶体质量、表面形貌及应力的影响。研究结果表明,在磁控溅射过程中,尽管60 W偏置功率下沉积的AlN薄膜晶体质量较低,但经退火处理后,其晶体质量得到了显著提升。在1650℃退火条件下制备的AlN薄膜,其(002)和(102)面X射线摇摆曲线半高宽分别为582.8″和898.9″,总位错密度低至3.8×10^(9)cm^(-2)。这一研究成果不仅揭示了衬底偏置功率和退火工艺对AlN晶体质量的影响机制,也为实现低成本、高晶体质量的AlN/蓝宝石模板的制备提供了一种新的技术路径,为高性能AlN基器件的研发奠定了基础。

关键词： 供水工程   淤泥质土   应力   应变   分形维数  

摘要： 为研究建宁县城乡供水工程沿线淤泥质土改良设计方案,采用宏观力学试验与微观定量定性分析方法,对淤泥质土改良前、后的力学特征进行了分析。研究表明,围压对改良土试样应变特征的影响作用高于养护温度,但不会波及PACM掺量的影响作用;PACM掺量会影响改良土的应变破坏特征,当PACM掺量为2%、养护温度为65℃时,改良土力学性能最优。基于SEM图像分析表明,围压在40~300 kPa下,原状淤泥质土的孔隙结构分形维数分布于1.2~1.75,而改良土分形维数要低于前者,当PACM掺量愈多,分形维数愈低。研究成果可为水工建筑及相关工程淤泥质土的改良设计提供借鉴。

关键词： 管道桥   悬臂施工   风攻角   静风响应   位移   应力   数值模拟  

摘要： 当悬臂施工管道桥处于成桥前的最大悬臂状态时,因其刚度低、跨幅比小、阻尼低等特点,导致主梁受风荷载的影响较敏感,易产生较大振幅的振动。通过建立变截面管道桥有限元模型,对管道桥悬臂施工过程中的静风响应进行研究。模拟得到该桥在成桥状态下的前八阶振型,主梁振型以竖向弯曲为主,符合变截面连续梁管道桥跨度大、柔性大的特点,验证了进行静风响应分析的必要性。计算得到0°风攻角情况下主梁各截面三分力荷载,并将该三分力荷载施加到主梁有限元模型中,分析管道桥在悬臂施工阶段的静风响应特性。研究结果表明,在风荷载作用下,管道桥悬臂施工阶段位移、剪应力与弯矩均增大,实际施工过程中应采取相应的抗风措施,以保障桥梁施工安全与稳定。

关键词： TU2   无氧铜   焊接   电子束焊接   焊接熔池   温度场   应力场   仿真分析  

摘要： 为了在保证焊接接头质量的同时降低焊接能量消耗,通过SYSWELD仿真软件对TU2无氧铜电子束焊接时的焊接工艺参数进行优化。建立了30 mm厚TU2无氧铜板焊接模型与边界条件,根据电子束焊接的实际情况确定热源模型,改变焊接过程中能量消耗数值进行焊接仿真分析,并与实际焊接结果进行对比验证。结果表明,当双椭球热源能量输入为1260 J/mm、3D高斯热源能量输入为5000 J/mm时,不仅能保证铜板焊透,而且焊接消耗能量低,仿真得到的焊接熔池形貌和实际焊接结果基本一致,证明仿真设定的焊接参数在TU2焊接中的可行性,可为TU2焊接工艺参数优化提供依据。

关键词： 钢桁梁   重载铁路   应力   变形   动力性能   现场测试  

摘要： 针对朔黄铁路开行牵引总质量3万吨C_(80)列车的计划,选择具有代表性的64 m双线钢桁梁进行测试,同时对普通编组的C_(64)、C_(70)、C_(80)运营列车通过时桥梁性能进行测试,从桥梁的受力性能、变形性能、动力性能等方面,研究64 m双线钢桁梁对于3万吨编组列车的适应性。由于该钢桁梁被加固过,为了评估加固效果,对加固板件的应力进行测试,并将测试数据与2015年测试数据进行对比分析。结果表明:开行3万吨编组的C_(80)试验列车与2万吨及以下编组的C_(80)列车,桥梁性能没有明显的差异,桥梁能够适应3万吨编组列车的安全通行;C_(64)、C_(70)和C_(80)三种列车作用下应力和变形并非与其换算均布荷载成比例,这与车辆本身的动力性能相关,车型不同则动力性能不同,引起的动力系数存在差异;从桥梁加固杆件的测试数据来看,加固板件有效承担了桥梁的受力,加固效果较好;桥梁各项指标与2015年相比没有发生明显的变化,表明桥梁性能基本没有退化。