全玻璃真空管太阳热水器框架的设计

全玻璃真空管太阳热水器框架的设计徐秉业沈新普邱纯一全玻璃真空管太阳热水器主要由全玻璃真空集热管、框架及管道系统组成。由于玻璃管内工作压力较高（设计压力最大为０４５ＭＰａ，即４５个大气压），所以对框架的力学性能有较高的要求。此外，框架的经济性、抗腐...     

A NEW NUMERICAL SCHEME FOR ELASTIC-PLASTIC SIMULATION OF EXCAVATION IN GEO-ENGINEERING

For the path dependency and nonlinearity introduced by incremental construction, numerical method has been widely used in deformati,on analysis of geo-engineering. In the numerical simulation scheme commonly used in the past, the excavating loads are extracted from nodal stresses, which are deduced linearly from the stresses at Gauss-point in finite element method.The unneglectable calculation error is contained in this process when elastic-plastic constitutive model is employed. The error mentioned above is analyzed in detail. Based on the analysis of excavation process and the principle of finite element theory, a new simulation scheme for excavation is proposed. At the end of this paper, an application in rock engineering is given out.     

基于三维地应力的水平井轨道优化及钻井液密度窗口分析

准噶尔盆地南缘区域断层多、背斜构造明显,地应力分布复杂,主应力方向随位置变化较大,不利于水平井轨道优化及钻井液密度窗口设计。为此,在三维地应力场计算模型建立过程中考虑了背斜构造对局部应力的影响,数值求解得到的地应力分量值比采用解析法得到的地应力值更准确;相应地,在此基础上计算得到的钻井液密度窗口值比利用解析法得到的钻井液密度窗口值更准确。首先对区块内的高探1井进行单井实测及单井地应力分析,然后对目标区块三维地应力场进行精细化有限元建模计算,从而得到区块的三维地应力场数值解;根据三维地应力场中主应力的方向角分布情况,优化水平井轨道,并计算出相应的安全钻井液密度窗口,为高泉区块安全优快钻井提供理论依据和准确的参考数据。研究表明基于三维地应力的水平井轨道优化及钻井液密度窗口计算模型是准确的、实用的。     

混凝土应力三轴比依赖的塑性损伤模型

提出了一种新的损伤塑性本构模型,定义了一个用应力不变量表示的应力三轴比,强调了应力三轴比对塑性屈服的影响。采用本研究设计的专门用于本构校验的计算机软件,对上述模型的应力应变加载曲线进行了数值模拟,数值结果与实验结果吻合得比较好。     

高速公路防护栏支柱的水平基床反力

为准确模拟分析汽车与防护栏碰撞的耦合碰撞过程,提出了利用土壤荷重与水平载荷的作用关系建立水平基床反力的评估理论,即以简单形式描述水平基床反力q和水平位移v的关系.采用Mohr coulomb屈服准则,结合ABAQUS有限元数值模拟结果进行研究,发现支柱回转变形过程中水平基床反力系数不是恒定的,而是随着变形的发展逐渐变小;水平荷载引起土体产生塑性屈服,这一现象是由最大水平应力分量σx和最小应力分量σy的差值引起的.提出了水平基床极限承载力的理论公式,建立了土体在受水平力作用下水平基床反力的理论模型,为实际工程的设计与分析提供了参考.     

球磨机应力和变形及减薄筒壁厚度的数值分析

为检验一给定尺寸的球磨机安全性,进而减薄筒体部分的壁厚,减少球磨机的生产成本,应用ABAQUS软件对建有人孔和物料的较精细球磨机模型的正常运转以及启动工况下的筒体受力与变形情况进行分析,采用yonMises屈服准则进行校核,没有塑性区出现,并得出了原设计尺寸vonMises等效应力最大值和减薄筒壁后球磨机的vonMises等效应力最大值均远小于材料许用应力值σ的结论,确定了原设计的安全性以及筒壁厚度减薄后的可行性,对于每台设备可节约钢材2511．7kg,同时,人孔处的应力集中现象较明显,需要使用局部增强措施．     

波形梁半刚性护栏与汽车碰撞的仿真

对一个给定的波形梁半刚性护栏结构设计进行耐撞性评价 .采用大型有限元软件ABAQUS,模拟了汽车碰撞波形梁半刚性护栏的动态响应,研究了碰撞过程中护栏的最大侧向水平位移和护栏系统的吸能特性,分析了影响护栏耐撞性的各种因素 .护栏在碰撞过程中通过变形吸收了总动能损失的30.8%的能量,对小轿车起到了很好的导向作用.通过改变汽车的重心高度,对原有设计提出了优化建议.用数值方法对车轮与地面的摩擦系数对耐撞性的影响进行了模拟.仿真计算的结果与全尺寸试验结果进行了比较,二者的趋势基本吻合,表明仿真结果的有效性.     

基于损伤力学的裂缝性储层流固耦合数值模拟

为了研究裂缝性储层裂缝的变形规律以及其对生产动态的影响,采用塑性损伤模型和双重孔隙介质模型相结合的流固耦合数值模拟方法,模拟了裂缝性储层注采过程中的裂缝和产量变化.采用迭代耦合方法模拟流体渗流与裂缝变形的耦合力学行为,并使用损伤变量从数学上表征储层裂缝的渗透率.分析了裂缝性储层开采时的损伤演化,获得了裂缝渗透率和地层压力的分布变化.结果表明,开采过程中地层裂缝逐渐闭合且渗透率降低,对产量造成不利影响.裂缝渗透率降低是导致地层产量下降的重要因素,裂缝性储层数值模拟时应考虑裂缝渗透率变化对生产带来的影响.     

混凝土结构损伤过程区几何特性数值研究

 梯度依赖损伤模型是研究具有局部化行为特性的混凝土结构时常用的模型。按照“能量耗散非局部化”的原理,梯度依赖损伤模型的特征长度应该是损伤演化相互影响物质点间的最大距离。对混凝土构件的塑性损伤演化行为进行了数值模拟研究,主要目的是获得典型混凝土构件损伤局部化带的几何分布特性,包括损伤过程区的长度参数大小及变化规律。采用的模型为四点剪切混凝土梁,使用ABAQUS/EXPLICIT作为数值工具,得到的主要结果有：(1) 对于给定的宽高分别为0.15和0.40 m的双边缺口梁,完整损伤区的长度为0.042 1～0.061 2 m。损伤区长度在损伤演化过程中变化的原因是损伤区的应变状态发生了变化,由初始的剪应变为主的变形形式逐渐变为后期的拉伸应变为主的变形形式。(2) 在加载后期会有次级损伤过程区出现,完整的次级损伤过程区的初始长度为0.036 7 m。(3) 对于给定的宽高分别为0.10和0.44 m的单边缺口梁,在损伤演化扩展过程中一个完整损伤区的长度为0.047 3 m。上述结果可供梯度依赖损伤模型为特征长度取值时参考。     

用于界面裂纹分析的分段线性弹塑性本构模型(英文)

基于分段线性塑性理论和断裂力学理论 ,提出了一种二维的全量形式和增量形式的粘性裂纹的本构模型。给出了相应的数值试验结果。