基于统一强度理论的松散岩体的围岩压力计算

对于软弱破碎岩体,在埋深较浅的情况下,可以采用太沙基理论计算围岩压力。破裂面两侧作用着摩擦力,采用统一强度理论考虑破裂面两侧的摩擦力,从应力传递概念出发,推得了作用于衬砌上的垂直围岩压力公式。计算结果表明强度理论的效应是明显的。本文给出了围岩压力的范围值。     

基于量纲理论的煤层瓦斯压力计算模型的优化

煤层瓦斯压力预测对煤与瓦斯突出和煤层安全开采意义重大。在陈连省等基于量纲分析建立的煤层瓦斯压力计算模型的基础上,通过重新进行量纲分析以及MATLAB数值模拟分析,利用已有的实测数据,针对其所建立的煤层瓦斯压力计算模型进行了重新建模和优化,新模型为整体的一个数学模型,避免了原分段数学模型带来的误差,使得煤层瓦斯压力的预测计算更为准确,可为煤层瓦斯压力的预测提供参考。     

考虑微动影响的搭接结构疲劳寿命研究

为研究微动对搭接结构疲劳寿命的影响,采用ABAQUS软件建立了考虑微动影响的单搭接结构有限元全局模型和子模型,运用该模型计算了接触区的应力分布.并在FRANC2D/L中把螺栓用等效的正应力和剪应力来代替,重建子模型,计算了裂纹尖端应力强度因子.最后建立了考虑微动影响下的搭接结构疲劳寿命预测模型,并将计算值与试验值进行了...     

2000年1月15日姚安6.5级地震余震序列震源机制解与震源区应力场分析

本文利用垂直向的Pg和Sg波的最大振幅比方法,计算2000年1月15日云南姚安6.5级地震后余震序列震源机制解,通过统计和系统聚类分析,再结合震中分布图,综合分析了云南姚安6.5级地震的震源机制解和震源区应力场破裂特征,研究结果表明震源断层的走向为SEE-NWW占主导,其平均解为120°,震区主压应力轴平均解为145°,即SSE向,与震源区现今构造应力场主压应力方向一致,表明余震的应力场主要受区域应力场的控制.     

考虑螺栓断裂的固体导弹水平跌落安全性分析

目的 通过数值仿真分析水平跌落条件下的固体导弹安全性。方法 基于LS-DYNA进行全弹水平跌落仿真计算,通过位移和加速度的实验测量值进行模型校核。重点分析螺栓断裂对结果的影响,对比螺栓在不同建模方法、不同断裂数量下的仿真结果。基于经过校核的全弹模型,计算含能材料的应力场。结果 不同建模方法中,螺栓连接法的加速度峰值计算精度最高;不同工况之中,三部段工况下的螺栓断裂数量与实际一致,且加速度峰值计算精度最高。根据精度最高的仿真模型计算出的全弹应力响应,战斗部与发动机装药内部最大Von Mises应力均小于反应阈值。结论 螺栓连接的建模方法和断裂数量对于全弹位移、加速度的计算精度具有显著影响。采用螺栓连接法建模的三部段工况仿真模型最为可靠。基于可靠模型的含能材料应力场计算结果表明,全弹6 m水平跌落不会直接引起战斗部、发动机装药反应。     

水下载荷对垂直发射潜航器结构影响仿真研究

目的研究水下载荷对垂直发射潜航器结构的影响。方法采用流体分析软件计算潜航器周围的压力场分布,利用有限元分析软件建立水下潜航器有限元模型,将计算得到的压力场加载到潜航器有限元模型后,仿真计算潜航器在水中向上运动不同时刻的应力和变形。结果随着潜航器的上升,水对弹的轴压影响逐渐减小,潜航器的弯矩和剪切力越来越大。随着潜航器向上运动,其加速度和速度变小,水对潜航器的压力载荷也变小。潜航器发射后,尾部虽然已经不承受发射载荷,但是随着这个载荷的消失,头部的变形逐渐减小。结论由于存在攻角,潜航器在铅垂和水平方向亦有力的分量,从而使潜航器受到的水下载荷更为复杂。     

下水道中微生物反应及水质转化的数值研究

以污染物对流扩散理论为基础,在分析下水道系统水环境中各种物理、化学和生物现象的基础上,结合活性污泥数学模型(ASM)的相关理论,建立了下水道系统的微生物和水质转化数学模型,该模型考虑了多个水质变量间的耦合计算及其相互转化和迁移过程。应用实验室实测资料对模型进行验证分析,计算结果和实测值吻合较好,表明该模型可为下水道系统的设计、水质评估等提供指导,也可为污水处理厂等提供前期水质参考。     

基于数值仿真的全表面轮毂弯曲疲劳试验及疲劳寿命分析

目的 预测钢制全表面轮毂易产生疲劳破坏的危险区域,并分析其弯曲疲劳寿命。方法 针对全表面轮毂的弯曲疲劳试验工况,建立有限元分析模型,综合考虑螺栓拧紧方式、螺栓预紧力以及材料非线性特征的影响,通过在加载轴末端建立局部坐标系,实现载荷的分解,并最终实现弯矩的动态加载。在此基础上,进行轮毂的受力分析,然后构造适用于轮毂的应力寿命曲线,并使用名义应力法进行疲劳寿命预测。结果 动态弯矩的加载方向变化会显著影响轮辐表面的应力分布特点,螺栓预紧力施加后,螺栓孔附近区域的应力显著增大,在计算中应考虑其影响。在获得各节点载荷历程后,以高应力幅和平均应力为标准,筛选出了轮毂的危险节点。结论 基于数值仿真的本型全表面轮毂弯曲疲劳试验,危险节点位置均位于轮辐通风孔的内圆角附近区域,可有针对性地对该区域进行相应的优化设计,以进一步提高轮毂的弯曲疲劳寿命。分析得到当前轮辋弯曲疲劳寿命约7.6万次,符合国家标准的要求。     

含铌微合金钢热连轧过程中组织演变及工艺参数的预测

采用有限元计算模型对热连轧生产过程中带钢断面温度场的分布进行了预测,建立了描述含铌微合金钢软化行为的再结晶模型及计算精轧过程应力-应变曲线的流变应力模型。在此基础上,对X46级管线钢工业轧制中的奥氏体再结晶动力学、微观组织演变及精轧的轧制力、轧制力矩、轧制功率进行了预测,结果与实测值吻合较好,反映了工业生产的实际。     

某型飞机全尺寸雷达罩静强度分析与试验验证

目的考核某型飞机全尺寸雷达罩的静强度,验证其计算模型的准确性。方法采用有限元计算和静力试验相结合的方法,对某型飞机全尺寸雷达罩的承载能力进行研究与试验验证。根据雷达罩的结构特点和载荷分布情况建立有限元计算模型,进行应力应变计算与强度校核,得到了雷达罩的应力应变云图。在此基础上,选用最严重载荷工况对雷达罩的承载能力进行试验验证。通过试验总体方案设计及加载实施方案优化设计,采用矢量加载技术和软硬结合的加载方式对雷达罩施加拉压载荷,保证各加载点的载荷均与所在表面的法向相同,与雷达罩实际受载情况一致。结果雷达罩的应力水平较低,承载能力较高;试验实测应力结果与理论计算结果有偏差,但应力分布规律合理,与理论分析计算结果的趋势基本一致;静力试验结果证明雷达罩及其与机身连接结构能够满足静强度设计要求。结论雷达罩静力试验测得的应变数据与有限元计算结果吻合较好,雷达罩本体及其与机身的连接结构满足强度设计要求。     

基于岩石损伤与水力作用的顺层岩质边坡临界失稳高度研究

顺层岩质边坡溃屈破坏一直是岩土工程领域的研究热点。首先介绍了直立层状岩质边坡在自重荷载作用下发生溃屈破坏的欧拉压杆失稳破坏模型,在考虑地下水对边坡稳定性影响的基础上,将该模型推广到顺层岩质边坡,建立了考虑水力作用的顺层岩质边坡失稳破坏模型及其临界失稳高度的计算方法,并对其进行了验证分析,结果表明岩层倾角α和内摩擦角?对顺层岩质边坡临界失稳高度有较大的影响,水力作用导致边坡的稳定性降低;然后,将岩石看作损伤地质材料,建立了考虑水力作用与岩石损伤的顺层岩质边坡临界失稳高度的计算模型;最后,结合具体工程案例对建立的模型进行验证,结果表明采用该模型计算得到的顺层岩质边坡临界失稳高度与实际边坡失稳破坏高度吻合度较高,证明该模型在工程应用中具有一定的可靠性和可行性。     

再入飞行器振动环境工程预示方法

目的为再入飞行器振动环境设计提供方法支撑,并为结构设计和地面环境试验条件制定提供载荷输入。方法分析再入飞行器振动环境主要特征及其诱导因素,结合飞行试验实测振动数据研究小攻角对飞行振动环境的影响规律,辨识出脉动压力与动压、马赫数以及攻角的关系式。在传统脉动压力预测方法基础上,建立涉及攻角影响的再入飞行均方根脉动压力预测模型,并给出再入振动环境工程预示方法。结果构建模型计算的脉动压力变化趋势与实测振动量值变化趋势基本一致,辨识出来的脉动压力与攻角、动压以及马赫数之间的关系式是基本合理的。结论基于实测数据及脉动压力特性建立了再入飞行器振动环境工程预示模型,结合实测振动数据和气动载荷数据可预测出再入飞行器振动环境,能够实现再入飞行器振动环境载荷的精细化设计,并为结构设计提供载荷输入。     

弹用电连接器湿热环境下寿命预测

目的预测某型电连接器的剩余寿命。方法以某弹用电连接器为研究对象,在分析导弹服役环境和电连接器失效机理的基础上,基于电连接器接触电阻性能退化特点,利用Wiener过程拟合电连接性能退化轨迹。然后,以Wiener过程的漂移参数为中间变量,采用广义Eyring模型,对温度、湿度应力进行建模,进而根据试验数据对性能退化数据似然函数的参数进行估计。最后,结合加速模型,推导得到正常应力水平下的漂移参数值,从而确定出电连接器的可靠度模型。结果计算出样品电连接器的平均寿命,可进一步推断该型电连接器的其他寿命信息。结论Wiener过程可以拟合湿热环境下电连接器的性能退化轨迹,温湿应力是开展弹上设备试验需重点关注的因素,考虑进一步提高类似环境载荷下的加速退化试验效率,可在一定程度上增大温度应力水平。     

一种亮度差的计算模型

基于光通传递理论,根据现在照明指标的要求和各自具有的物理意义,参考现有照明计算公式,给出了亮度差的计算模型.在此基础上,建立了亮度差的基尔霍夫电流方程,由此将亮度计算问题转化为电路模型求解的问题.     

基于FAD的铝合金车体焊接缺陷安全性评价方法研究

目的确保高速列车运行安全,采用先进的方法和理论对焊接缺陷进行评定显得非常重要。方法采用断裂力学和有限元相结合的方法,建立车体全比例有限元模型。采用热弹塑性法对焊接残余应力进行有限元数值仿真。基于标准BS 7910提供的焊接缺陷评价方法,对焊接缺陷进行安全性评定。结果对车体带焊缝的有限元模型,依据BS EN12663标准施加车体所承受的载荷,获取焊缝关注点的应力转化所得到一次应力。根据关注点信息建立所在焊缝处的接头模型进行热弹塑性仿真模拟,从而获取该关注点残余应力数值及分布转化所得到二次应力。将焊接缺陷进行裂纹当量化,从而计算得到载荷比与应力强度因子比值,结合许用FAD曲线,对高速列车铝合金车体上焊缝关注点进行安全性评价。结论该方法对车体这种大型复杂焊接结构的安全性进行评价是可行的,并对焊接缺陷是否合于使用提出质量控制的建议。     

基于泰沙基折减自重模型的隧道围岩压力的确定及验证

采用泰沙基折减自重模型,通过实例分别计算和分析了考虑内聚力和不考虑内聚力两种情况下的隧道竖向荷载大小及其与埋深的关系曲线,并与现场围岩压力测试结果进行比较,表明实测的隧道围岩最大压力值与模型计算结果相近,说明该模型适用于隧道围岩软弱破碎、风化不均的围岩压力的确定,从而为类似工程提供了借鉴。     

基于三角模糊技术的河流水环境容量研究

基于河流水环境系统的随机性、模糊性特征,以及资料信息的不足和不精确性,将水环境系统参数定义为三角模糊数。在此基础上,通过将常规的确定性模型参量模糊化,建立了河流水环境容量计算模糊模型。根据该模型,可以计算得到三角模糊数形式的河流水环境容量;再由给定的可信度水平要求,可以进一步将水环境容量由三角模糊数转化为区间值。实例研究表明,相对于常规的确定性方法,所得结果更为科学、合理,而且计算简单、操作方便,具有实用价值。     

金属TPS蜂窝盖板的热梯度诱导变形计算

建立了蜂窝结构的一维传热模型,给出了其热梯度诱导变形计算公式.同时,计算了某高温合金六角蜂窝结构的热变形,认为在设计金属TPS的蜂窝盖板时,必须考虑其特定服役环境下的热变形.     

基于高斯模型的新场气田输气管道泄漏模拟研究

基于高斯烟团模型建立了适合新场气田的输气管道泄漏模型,考虑了管道压力、泄漏衰减、环境因素的影响,模拟分析了管道压力、泄漏时间与大气稳定度对泄漏天然气燃爆区域的影响,并计算获得了新场气田某干线天然气泄漏下风向燃爆极限距离图版,对指导管道安全政策、方案制定具有重要意义。     

长期立贮固体发动机药柱变形预估方法研究

目的 研究老化与颠振影响下长期立式贮存固体发动机药柱的蠕变特性,基于广义Kelvin模型,构建一种考虑老化和损伤因素的蠕变本构模型。方法 通过开展温度与应力加速蠕变试验、高温加速老化试验以及往复拉伸损伤试验,获得老化与损伤对蠕变的影响规律,建立蠕变预测模型,获取模型参数,并将其嵌入有限元软件。结果 利用所得蠕变本构模型计算了某型发动机立式贮存15 a后药柱蠕变的应力应变,结果表明,考虑老化因素后,发动机药柱的最大等效应力增大了96.84%,最大等效应变减小了4.07%,在同时考虑老化与损伤因素后,最大等效应力增加了82.77%,最大等效应变减小了3.62%。结论 对比不同条件下的仿真结果,老化和损伤对发动机蠕变状态的影响较大。使用该模型能够较好地体现出固体发动机药柱的老化硬化和损伤软化。