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关键词： 热泵   空气源   振动   应力   疲劳断裂  

摘要： 以某型变频空气源热泵机组配管为研究对象,针对配管疲劳断裂问题,建立空气源热泵机组仿真模型,分别基于高周疲劳理论和低周疲劳理论进行谐响应分析和随机振动分析,并完成样机制作,对主要振动配管做启停及运行应力测试,对整机做10 h(模拟距离3660 km)道路运输三轴振动台模拟测试。结果表明:通过谐响应分析确认系统主要振动配管(排气管、吸气管和补焓管)100 Hz内应力值均小于10 MPa,满足无限寿命法设计要求;通过随机振动分析得到热泵配管疲劳寿命为40 h,运输临界距离为14400 km,满足长途运输要求;样机扫频测试配管应力值均小于8 MPa,振动台测试完成后机组外观无变形、内部无制冷剂泄漏等问题,通电后可以正常运行。

关键词： 储氢气瓶   长径比   应力   极孔率   金属BOSS法兰半径  

摘要： 针对碳纤维缠绕Ⅳ型储氢气瓶不同参数结构性能,根据网格理论对缠绕层进行设计,并对封头缠绕层厚度进行优化,采用渐进损伤模型预测储氢气瓶的爆破压力。在此基础上,探讨长径比、椭球比、极孔率和金属BOSS法兰半径对储氢气瓶应力分布的影响规律。结果表明:有限元模型爆破压力预测值为162.76 MPa,超过157.5 MPa的设计值,采用的铺层方式满足设计要求;增大椭球比可降低气瓶纤维应力,椭球比为1.414时,气瓶的结构最合理;工作压力下,提高长径比和极孔率可降低缠绕层应力;增加金属BOSS法兰半径可降低工作压力下气瓶内衬应力,但法兰半径增大到60 mm以上时,其上表面应力呈上开口抛物线状,未充分发挥中间部分结构性能。研究结果可为碳纤维缠绕Ⅳ型储氢气瓶的实际工程应用提供参考。

关键词： 甲板渡船   三轮车   直接计算   有限元   应力  

摘要： 生活在偏远山区及环水孤岛的群众依赖三轮车解决代步和运输生活物资过河、过江的渡运需求非常大。本文以内河小型甲板渡船为研究对象,建立三维板梁组合有限元模型,按照三轮车载荷的实际分布情况,直接计算甲板结构的工作应力,得出局部强度不满足规范的原因,对此提出应采取的加强措施,并验证其满足正常、安全工作的基本要求。

关键词： 斜拉桥   施工   应力   监测  

摘要： 文章依托震川桥主桥项目,针对蝶翼形非对称钢拱塔斜拉桥施工中的应力监测技术进行了深入研究。通过结构计算与分析、施工过程应力监测流程及索力监测方法的综合应用,有效监测并控制了桥梁施工过程中的应力变化,确保了桥梁结构在施工阶段和成桥后的安全性和稳定性,对同类桥梁的施工监测与控制具有重要指导意义。

关键词： 黄河文化   课程思政   工程力学   教学模式   内涵式融入  

摘要： 本文以黄河文化内涵式融入专业课程为切入点,重构了工程力学课程思政教学模式。通过依照课程思政内涵式融入的需求,定向挖掘黄河文化中的思政资源,构建了包含文化传承、工程伦理、创新思维和实践能力培育的“五维共生”教学模式,创新设计了“学生接续发展双向路径”,建立了跨课程能力衔接培育机制。教学实践表明,该模式实现了专业知识传授与价值塑造的深度融合,在提升学生专业能力的同时,显著增强其黄河流域文化认知、工程师社会责任意识及工程伦理素养。

关键词： 准噶尔盆地   煤炭地下气化   数值模拟   天然裂隙   裂隙扩展   应力场   温度场   位移场  

摘要： 煤炭地下气化(Underground Coal Gasification,简称UCG)成功运行的核心影响因素是气化炉能否安全平稳运行,研究气化炉上覆岩层的应力场分布及其诱导裂隙扩展演化规律,对于UCG技术的大规模推广应用具有重要意义。为此,以准噶尔盆地百口泉地区侏罗系西山窑组煤层为研究对象,基于ABAQUS有限元分析软件,建立了原位UCG地质模型,研究了在不同气化工作面推进速率和不同天然裂隙发育程度下,气化炉应力场及其诱导裂隙的分布演化规律。研究结果表明:(1) UCG会影响上覆岩层的应力分布,引起应力集中并产生诱导裂隙,使气化通道上覆岩层下沉;(2)气化通道200 m、气化工作面推进速率0.5 m/d时,温度场扩散半径最大可达15 m,顶板最大下沉位移量、底板最大上升位移量分别为3.880 m、0.097 m;(3)各工况条件下裂隙扩展高度最高达67.5 m,平均为57.5 m,上覆岩层最大下沉位移量为14.38 m;(4)过慢或过快的气化工作面推进速率均会导致上覆岩层应力过度集中,顶板岩石天然裂隙发育程度越高,虽削弱了上覆岩层整体强度,但邻近裂隙相互影响会制约裂隙的扩展。结论认为:(1)在UCG气化过程中,需要密切监测岩层的应力变化和裂隙发育情况,采取相应的预防措施来确保气化炉的安全运行;(2)为气化炉选址是UCG工程至关重要的一环,需确保顶板及上覆岩层具有一定强度以抵抗地层压力,并避免上方存在地下强含水层,导致地下水涌入气化通道,影响气化炉的安全平稳运行。

关键词： 克泥效   同步注浆   加固注浆   有限元   应力分析  

摘要： 随着国内各大城市的快速发展,现代城市车站人流量逐渐增大,由于车站较大且投入使用时间较早,造成东、西广场旅客不能互通,常需绕行较远距离才能到达。解决这一问题的有效途径之一,就是修建连接东西广场的地下通道。该研究以郑州市郑州火车站东、西广场北通道为工程实例,利用有限元软件对地下盾构通道的影响进行受力分析和验证,因为地下轨道交通的快速发展,地铁隧道和其他地下结构四通八达,所以连接东、西广场的地下人行盾构通道施工对现有地铁隧道的影响需要进行详细分析和验证。从而有效保障现有地铁结构的使用安全,使新结构的建筑质量和安全性都有较大的提高。

关键词： 脆性相   镍基高温合金   磨削力   应力场   有限元模拟  

摘要： 镍基高温合金GH4169其增强相由高硬度化合物TiC构成,加工过程中会对工件的表面质量造成一定的影响。基于磨削基本理论和材料的J-C本构方程,采用ABAQUS仿真软件,建立了含单颗TiC颗粒的镍基高温合金GH4169单颗磨粒正交磨削模型,研究了磨削过程中基体材料的变形以及磨粒-脆性相颗粒的相互作用过程,分析了颗粒分别位于磨削路径上方0.05μm、路径下方不同深度和沿着路径3种情况下磨削过程中磨削力和颗粒的去除过程以及应力场演变过程。仿真结果表明:当颗粒位于磨削路径下方时对加工过程影响较小,其余两种情况对磨削力的影响较大;当颗粒位于磨削路径上方时,其主要的去除形式为压溃;当颗粒沿着磨削路径时,其去除过程经历了裂纹萌生、裂纹扩展和颗粒完全断裂3个阶段,且两种情况下其应力和应变场都呈现碎片化分布,说明了颗粒的位置在确定应力的传播机制中具有重要的作用。研究结果可为进一步探究GH4169磨削过程中微结构演变机理提供参考。

关键词： 疲劳试验机   同轴度   应力   非共线   偏角   有限元分析  

摘要： 同轴度对疲劳试验机的影响极为显著。本文基于有限元仿真理论,分析在非共线与偏角工况下试样变形与应力变化规律。研究发现,在非共线工况下,试样出现横向挤压现象,试样会向着某个方向发生剪切变形,形成类似于S形的变形,试样表面变形较大一面的应力分布呈现明显的M形,与该应力分布呈面垂直的应力分布呈现扁平的M状态,应力剧烈变化段与最大差值部分集中在试样的根部位置,且随着偏置间距的增加,应力差值与曲线斜率逐渐增大。在偏角工况下,偏角的存在使得加载力可分解为水平与垂直方向的分力,试样呈现出C形的变形,沿试样表面变形较大一面的应力出现两个拐点,随着角度增大而差值增大,与该应力分布呈面垂直的应力分布在试样标距两端的根部出现拐点,且靠近固定端根部的位置应力差值最大,最容易发生断裂。在这两种工况下,截面应力均呈现循环分布的状态。

关键词： 导模法   氧化镓   辐射模型   热场   数值模拟   应力  

摘要： 采用导模法(EFG法)生长高质量的氧化镓单晶时,炉内的辐射传热对晶体生长过程中的温场分布、应力分布等具有显著的影响。本文采用Rosseland方法、P1近似方法、离散坐标法(DOM)等3种不同辐射模型,对生长氧化镓单晶的三维热场分布进行有限元分析,采用热弹性应力模型分析求解晶体在不同热通量下的应力分布情况。数值模拟结果表明,采用不同辐射模型计算的热场存在明显差异:在相同的加热功率下,Rosseland辐射模型的固液界面温度梯度最小,DOM方法具有最大的温度梯度;在相同热通量下,DOM辐射模型在冷却初期表现出最高的热应力,而Rosseland模型在冷却的最后阶段热应力最高;在不同的热通量条件下,Rosseland辐射模型的应力和温度变化最显著。该研究工作为氧化镓和其他相关单晶材料的生长热场设计提供一定的理论指导。