数值模拟中混凝土类材料应变率效应曲线的惯性效应修正

数值模拟是研究混凝土类材料在动载下响应的有效方法,准确输入材料真实的应变率效应曲线对预测结构在动载下的响应有重要作用。收集了1990年以来针对混凝土类材料的动态抗压实验数据,并将惯性效应对材料动态强度的影响进行剥离,得到真实的材料应变率效应引起的抗压动态强度放大因子（DIF_ε）与应变率对数的关系曲线。分析数据发现:实验得到的抗压动态强度放大因子（DIF_s）和惯性效应引起的抗压动态强度放大因子（DIF_i）都随试件尺寸的增大而增大;随着材料准静态强度增大,混凝土类材料DIF_i随应变率增长的增长幅度减小。对比拟合曲线与其他曲线可知,在高应变率下,新的应变率效应拟合曲线比已有半经验公式能更好地反映实验数据的DIF_ε;模拟时分别输入新的应变率效应曲线和CEB推荐公式,将输出结果与DIF_s对比,验证了新的应变率效应曲线的优越性。     

岩石Holmquist-Johnson-Cook模型参数的确定方法

Holmquist-Johnson-Cook(HJC)本构模型在混凝土冲击爆炸数值模拟中应用广泛, 该文将其推广到岩石类材料中, 为合理确定岩石材料的HJC本构模型参数, 从塑性屈服面理论出发, 得到了特征化黏性强度系数与帽盖模型参数的关系。基于三轴围压实验、Hugoniot实验和Hopkinson压杆实验数据, 分别得到了Salem石灰岩极限面参数、压力参数和率效应参数的取值。基于上述模型参数利用有限元程序LS-DYNA对Salem石灰岩的弹体侵彻实验进行了数值模拟, 侵彻深度的计算结果与实验数据对比表明了本文所提出的HJC本构模型参数确定方法的合理性和有效性。以相对侵彻深度为目标函数, 对Salem石灰岩HJC模型所涉及的19个参数的敏感性进行了分析, 并对一般岩石材料的HJC模型参数的确定给出了建议方法, 并通过模拟高强花岗岩和Sidewinder凝灰岩弹体侵彻实验, 进一步验证了该文提出方法的合理性。     

基于GM(1,1)的应力损伤轻骨料混凝土抗冻性评估

对灾变后轻骨料混凝土抗冻融性能评估的关键在于对其在特定灾变程度下抗冻融性能的精确定量描述及预测。通过反复加载对轻骨料混凝土预加初始应力损伤来模拟灾变,以相对动弹性模量为评价指标,研究初始损伤度分别为0、0.05、0.12、0.19、0.27的轻骨料混凝土抗冻融性能;将灰色系统理论引入混凝土抗冻耐久性研究中,利用相对动弹性模量实测数据建立基于GM(1,1)的应力损伤轻骨料混凝土抗冻融性能预测模型,与修正的Loland混凝土损伤模型对比并进行精度分析;借助建立的GM(1,1)预测模型定量研究初始应力损伤对轻骨料混凝土抗冻耐久性的影响并预测其抗冻耐久寿命。结果表明：初始应力损伤会加速轻骨料混凝土抗冻融性能劣化,且初始损伤度越大劣化速率越快;各初始损伤度下GM(1,1)模型的平均相对误差均小于4.5%,GM(1,1)模型的预测精度整体上优于修正Loland模型;轻骨料混凝土自身具有良好的抗冻融性能,在内蒙古中西部地区抗冻耐久寿命可达45年,当初始损伤度为0.05、0.12、0.19、0.27时,抗冻耐久寿命分别缩短至30年、25年、17.5年、10年。基于GM(1,1)的应力损伤轻骨料混凝土抗冻融性能预测模型可实现对灾变后轻骨料混凝土全寿命周期内抗冻融性能较为精确的定量评估,为指导北方寒旱区轻骨料混凝土工程实践提供理论依据。     

客户临时用电集抄管理的应用探析

随着计算机技术以及通讯网络的不断发展,以为供电企业对于临时用电客户抄表多采用人工方式,无法满足企业管理的需求,对于一些临时用电客户来说,临时用电的集抄化管理可有效解决以上所述的管理难题,使供电企业用电管理更加方便快捷。     

近水面、库中、库底水下爆炸荷载作用下混凝土重力坝的破坏模式对比

遭受攻击时,随着弹药起爆深度的不同,大坝可能经历近水面、库中和库底水下爆炸。为明确其中最危险的工况,建立炸药-库水-空气-坝体结构的全耦合数值模型,对混凝土重力坝水下爆炸问题开展全过程数值模拟研究。该数值模型基于前期开展的离心模型试验建立,并经由两组不同工况离心模型试验的结果验证。随后,利用该模型对比分析不同爆深水下爆炸对混凝土重力坝的毁伤效应。结果表明：水下爆炸荷载下,大坝呈现三种主要破坏模式：(i)大坝上部一定深度溃口的结构破坏;(ii)大坝沿着坝底整体滑动的失稳破坏;(iii)大坝以坝趾为基点整体倾覆的失稳破坏。近水面水下爆炸时,大坝主要呈现破坏模式(i);库中水下爆炸时,大坝主要呈现破坏模式(i)和(ii)或(i)和(iii);库底水下爆炸时,大坝主要呈现破坏模式(ii)。随着爆深增加,水下爆炸对混凝土重力坝的毁伤效应先增加后减小,即库中水下爆炸是最危险的工况。文章得到的大坝破坏模式与已有文献中的试验结果和历史战争中典型大坝的破坏模式相近。     

基于PLC与上位机的矿井通风机监控系统研制

为达到实时监控、工况调节、远程操作与集中管理功能,研制了矿井通风机监控系统,即在上位机系统和PLC控制系统的基础上,采用变频的方式调节风机转速,以实现风量的无级调节。该上位机系统具有在线监测和远程控制功能,能实时监测和控制通风机设备的运行;PLC控制系统与上位机通过通信电缆连接,上位机发出的控制命令最终由PLC实现。该监控系统经实际应用结果表明,具有控制精确、运行稳定可靠、自动化程度高等优点,其节能效果明显,并可实现通风机房的无人值守。     

基于有限元法的局部通风机叶轮可靠性分析

矿用局部通风机在运行中,叶片根部经常会出现裂纹并进而发生断裂。造成该问题的原因有2个:叶片根部的焊接强度及气流的激振。根据通风机转子的受力状况,应用有限元法对叶轮进行静力分析,得到叶轮的应力与应变分布云图,进而判别出叶轮结构的危险部位。应用有限元分析软件对叶轮进行了模态分析,得到叶轮的前4阶固有频率和对应的振型,结合叶轮的结构特征,判断气流激振是否存在。研究结果可为提高叶轮设计水平和通风机运行的可靠性提供借鉴。     

刚性尖头弹扩孔贯穿金属靶板理论模型的讨论

针对延性扩孔破坏模式,讨论了刚性尖头弹贯穿韧性金属靶板的已有六个理论模型（F-W、C-L、JZG、WHM、S-W和JBL）对于靶板厚度和弹头形状的适用范围,统一了各模型参数的选取准则,分别给出了JZG模型尖锥头形和尖卵头形弹体半锥角和无量纲曲率半径（CRH）的适用范围。基于12组冲击速度为200~1600m/s,厚径比（靶体厚度与弹身直径之比H/d）为0.605~9.17的多种弹靶材料的穿甲实验,得出：对于尖锥头形弹体贯穿靶板后的残余速度,S-W和WHM、JZG、F-W模型分别对于较薄靶板、中等厚度靶板和较厚靶板的预测效果较好;而对于尖卵头形弹体,WHM和JBL模型预测效果较好。同时,各模型对于弹道极限预测效果的结论和残余速度一致。分析结论可为坦克、舰船等单、多层金属装甲防护结构设计与计算提供参考和依据。     

考虑靶体自由表面和开裂区影响的可变形弹体斜侵彻脆性材料的终点弹道分析

将靶体视为不可压缩Mohr-Coulomb材料,假定空腔膨胀产生塑性-开裂-弹性响应分区,构造了自由表面效应的衰减函数,并将衰减函数乘以脆性材料的半经验阻力函数,得到了用于斜侵彻的脆性材料半经验阻力函数。基于文献［2］的弹靶分离方法,将靶体对弹体的作用用阻力函数代替,避免了靶体网格划分和复杂的接触算法,提高了计算效率。在此基础上,对4340（RC44.5）高强钢斜侵彻石灰岩靶体进行了数值模拟,并通过与实验测得弹体最终形态和弹尖最终位置对比,验证了本文提出方法的正确性和优越性。