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关键词： 水闸   应力   位移   稳定性   ANSYS  

摘要： 水闸工程经过多年运行后可能会出现一些病险问题,难以发挥其既定作用。因此,对水闸进行安全稳定性分析,查明其危险部位就显得尤为重要。水闸安全分析常采用数学计算方法或利用安全评价体系来进行,但是计算过程繁杂,且无法直观了解水闸结构的病险或失事部位。采用数值模拟方法则可以直观、准确地展示出水闸各部位的安全状态。为此,结合浑河闸工程实际,利用ANSYS Workbench有限元软件,建立闸室-地基整体模型,进行完建期、正常蓄水位期两种工况下的静力计算,模拟、分析闸室位移以及应力变化情况。考虑到闸底板不同部位应力变化明显且易出现应力集中现象,所以针对闸底板应力变化进行详细分析。在此基础上,进行稳定分析验算进而判定水闸结构的安全稳定性。结果表明:完建期、正常蓄水位期闸室最大沉降量分别为13.40 cm和13.83 cm,均在规范允许范围内;完建期、正常蓄水位期最大拉应力分别为2.03 MPa和2.93 MPa,超过C25混凝土轴心抗拉强度标准值,但仅出现在个别节点,且在钢筋混凝土材料抗拉性能承受范围内,经过拉应力复核计算满足要求,判断不会影响闸室整体稳定性;完建期、正常蓄水位期最大压应力分别为3.41 MPa和5.14 MPa,均在C25混凝土允许抗压能力限度内;闸底板上、下游的拉、压应力略大于中游;闸室结构最危险的部位为闸墩与闸底板的交界处,此处出现应力集中现象,运行中可采取相关措施调整应力状态。稳定分析验算中两种工况下的闸室抗滑稳定安全系数、不均匀系数、基底应力均满足相应规范要求。本研究为已有水闸的维修加固和新建水闸的建设及配筋处理提供了一定的参考依据。

关键词： 沉管隧道   剪力键   三维模型   应力   损伤  

摘要： 沉管隧道接头的剪力键是沉管隧道接头中的重要构件,分析剪力键的受力及影响参数对沉管隧道的安全具有重要意义。以广州如意坊沉管隧道工程为例,采用Mazars损伤模型描述混凝土的损伤和刚度衰减,建立考虑剪力键材料损伤的沉管隧道三维精细化数值模型,研究差异沉降情况下沉管隧道接头剪力键的受力性能。同时,以剪力键的应力分布作为剪力键受力和安全性的评价指标,讨论剪力键的长度、端角形式和高度等设计参数变化对剪力键应力分布的影响,给出考虑剪力键损伤情况下相关设计参数的建议值,为沉管隧道工程接头剪力键的设计及优化提供理论支持与参考。

关键词： 流固耦合   水轮机   抽水蓄能电站   应力分析   位移分析  

摘要： 为防止水轮机转轮发生疲劳破坏,探讨转轮应力、位移分布规律。以某抽水蓄能电站水轮机转轮作为研究对象,采用流固耦合方法建立三维数值模型,对不同工况下的水轮机转轮位移及应力等参数开展研究,研究结果表明:水轮机转轮的最大位移发生在飞逸工况下,最小位移往往出现在叶片上冠附近,最大位移通常在下环位置发生;应力分布的最大值往往出现在上冠附近叶片的出水边,该位置是关注转轮疲劳破坏的重点区域,在不增大水头损失、恶化流态的前提下,建议适当增加该区域出水边厚度,提高其刚度;研究结果为抽水蓄能电站水轮机结构设计及安全运行提供了参考依据。

关键词： 岩质边坡   强度折减法   稳定性   安全系数   应力   位移   参数敏感性  

摘要： 以宜昭B4取料场边坡为实例,选取边坡单级坡高、开挖坡度、支护方式等3个典型影响因素进行分析,利用ABAQUS建立边坡三维有限元模型,模拟了边坡开挖、支护施工过程,计算出各开挖支护方案下坡体的水平及竖向位移随开挖时步的变化情况,并结合强度折减法,将安全系数作为边坡稳定性评判标准。结果表明:同一边坡在工况相同时,支护方式对边坡稳定性影响最大,其次是边坡坡度,单级坡高影响最小。经优化后降低单级坡高(10m)、减缓边坡坡度(1∶1)、采用喷锚联合支护,此方案下边坡支护结构面上最大竖向位移为3.67mm,最大拉应力为0.73MPa,最大水平位移出现在边坡坡脚与平台上,为1mm;边坡开挖支护后的安全系数为1.46,大于规范中边坡稳定安全系数1.35。

关键词： 内侧开放楔形胫骨高位截骨术   填充块   应力   边缘位移  

摘要： 目的 分析填充块材料和尺寸对胫骨截骨模型应力分布的影响。方法 建立3种不同材料(髂骨、松质骨和聚醚醚酮)、5种不同尺寸填充块,分别植入胫骨截骨模型,对模型进行力学加载,分析模型的应力分布和边缘位移。结果 就3种材料而言,植入髂骨材料的填充块模型在胫骨近端、钢板的应力和边缘位移低于松质骨和聚醚醚酮材料,但髂骨材料的填充块应力最高;在不同尺寸填充块植入截骨间隙时,胫骨截骨各部分应力分布和边缘位移存在差异,特别是填充块宽度从30 mm减小到10 mm,胫骨近端、钢板和填充块应力峰值平均分别增加了49.3%、92.7%、54.4%。结论 不同的填充块参数会影响胫骨截骨不同部位的应力分布。研究结果为临床胫骨截骨填充块参数的选择提供理论依据。

关键词： 非均匀沉降   埋地天然气管道   应力分析   安全运行  

摘要： 埋地天然气管道运行安全受地基非均匀沉降现象影响严重。为确保管道安全运行,通过对沿海地区埋地天然气管道进行应力监测,获取管道在地基非均匀沉降影响下的环向、轴向附加应力,并结合管道工作内压进行管道应力校核。基于ANSYS软件建立埋地天然气管道有限元模型,对比分析应力监测实际值与数值模拟结果,验证了应力监测数据的有效性和有限元模型的可行性。进一步通过有限元数值模拟探究管道内径、壁厚和埋土参数对管道应力的影响。数值模拟结果表明:在管道敷设阶段,通过减小管道内径、适当增加管道壁厚和选择较硬的埋土可以减小地基非均匀沉降对管道的影响。研究成果可为受地基非均匀沉降影响的埋地天然气管道运行安全提供参考。

关键词： 刚构桥   顶推力   位移   应力   合拢顺序  

摘要： 结合宜昭高速公路洛泽河特大桥多跨连续刚构桥合拢施工,通过理论分析研究与有限元仿真相结合的方法,建立刚构桥主桥数值模型,分析顶推力对多跨连续刚构桥在不同合拢顺序的影响,从而选择最优的合拢方案和顶推力。结果表明:先边后中与先中后边相比,第一在顶推时,结构的竖向位移及顺桥向位移偏小;第二顶推后与成桥后的主梁最大压应力偏小;第三在材料用量相同的情况下,先边后中的结构局部压应力为先中后边的1.48倍。说明在主梁合拢过程中,对梁体施加水平推力,先中后边顶推力小于先边后中,先中后边的合拢顺序优于先边后中。

关键词： 岩土基坑   渗流-应力耦合模型   渗透率   渗流控制方程   应力分析   孔隙模型  

摘要： 传统渗流-应力耦合模型仅考虑土体的各向同性特征,忽略了工程中应力与渗流的非线性影响,导致计算结果与实际情况偏差较大,由此,设计一种岩土基坑开挖过程中的周围土体渗流-应力耦合模型。搭建测试装置,利用瞬态试验法测定岩土基坑周围土体渗透率,分析岩土基坑周围土体基质块微观结构,得到土体变形方程并求解;从宏观角度分析土体应力,得到应力边界的面力结构,构建土体渗流-应力耦合模型。根据实际情况设定工程边界条件,选择某建筑工程中岩土基坑作为分析实例,测试结果表明,该模型计算结果与实际情况的误差低于0.2 m,可以为岩土基坑开挖提供参考。

关键词： 液压缸   活塞杆   应力分析   结构优化  

摘要： 因液压缸活塞杆退刀槽处存在应力集中,在往复工作中受冲击力易导致活塞杆断裂失效。使用Solidedges软件对滑移装载机液压缸活塞杆进行建模,使用ABAQUS有限元分析软件分别对曾用结构、目前结构和改进结构活塞杆进行有限元分析,求解出每种活塞杆所对应的应力大小。根据分析结果对活塞杆结构进行优化,提高了活塞杆寿命,保证了滑移装载机的可靠性。

关键词： 碳酸盐岩气藏   灯影组   应力   压裂   缝洞结构   孔喉结构  

摘要： 超深层碳酸盐岩气藏埋藏深,应力状态复杂,非均质性极强,应力变化前后孔喉结构的变化规律尚不明确。选取高石梯-磨溪区块台内灯四气藏储层岩心,通过CT扫描得到应力实验和压裂实验前后不同类型储层的孔喉尺寸分布、缝洞占比和连通性等,研究应力和压裂对超深层碳酸盐岩储层孔喉结构的影响规律。结果表明:在受压恢复后,孔洞型和缝洞型岩心的孔隙和喉道个数均大幅度下降且主要集中在半径在1 mm以下的微孔、中孔和0.04mm以下的微喉,孔隙平均半径、喉道平均半径和喉道平均长度均大幅度增加,缝洞比例大幅度增加,孔隙和喉道总体积趋于减小;孔洞型岩心连通孔喉体积占比大幅下降,而缝洞型岩心由于裂缝发育,其连通孔喉体积占比维持原有水平。压裂后,孔洞型岩心孔隙个数大幅度下降,减少的孔隙半径主要集中在0.5 mm以下的微孔和中孔,孔隙平均半径大幅度上升,增加的孔隙半径主要集中在0.5~0.8 mm,孔隙体积总体呈上升趋势,喉道个数、喉道平均半径、喉道平均长度和喉道总体积均趋于增加,缝洞比例大幅度增加,连通孔喉体积大幅度提高。实验表明超深层碳酸盐岩储层受压恢复后,渗流能力不降反而大幅度提升,压裂主要通过提高孔喉空间中裂缝占比来改善孔喉连通性。