加氢反应器裙座支撑结构的有限元分析

加氢反应器裙座支撑结构部位的机械应力和温差应力均较大,应力状况较为恶劣。对加氢反应器裙座支撑局部结构进行了温度场分析,采用间接分析法将所得温度场施加到结构上进行热应力分析。根据不同温度点的单向拉伸试验得到材料在各温度点下的应力一应变曲线,采用线弹性和弹塑性两种材料本构分别对加氢反应器裙座支撑结构进行有限元计算。将计算结果进行对比分析,表明弹塑性有限元计算结果更加精确。此外,根据ASMEVIII-22007关于两种方法的失效评定内容对该结构局部失效的可能性进行了评定计算。对比研究表明,基于线弹性有限元计算结果虽可用于工程设计,但其最大应力部位与实际情况并不一致,因此分析设计计算方法仍有改进的空间。（图6,表1,参10）     

某河床式水电站厂房坝段温控计算分析

【目的】避免某水电站厂房在施工和运行过程中因温度应力超过混凝土抗拉强度而产生裂缝。【方法】结合该厂房的实际工程情况,将大型商业有限元软件ANSYS与三维有限元温控主体程序RCTS相结合,对该河床式水电站厂房坝段施工期和运行期的温度场、温度应力进行了仿真计算。计算中考虑实际施工过程,分析了设置预留宽槽及表面保温等措施对厂房温度场及应力场的敏感性。【结果】设置预留宽槽对降低温度应力是有效的,垂直于宽槽的最大温度应力可减小约15%;上、下游面采用砂卵石回填保护后,该部位的最大温度应力可减小约20%;流道采取保温措施后,流道底板和顶板上最大温度应力减小约30%。【结论】设置预留宽槽及表面保温是减小厂房温度应力的有效措施。     

沥青混凝土桥面铺装层温度场分布特征试验研究

处于自然环境中的桥面铺装层在桥面板的受力、桥梁的耐久性、行车的舒适性等方面都起着重要的作用,铺装层的温度随大气温度的不断变化而变化,特别是对于寒冷及大温差地区,温度变化将会在桥面铺装层中产生较大的拉应力,致使铺装层开裂。为了减少由于温度作用对桥面铺装层的损害,使其具有更好的使用性能,对铺装层的温度场进行研究分析已经成为一项重要的科研内容。本文采用现场实测和缩尺模型试验测试的方法对混凝土简支梁桥沥青混凝土铺装层温度场进行了研究,并利用有限元软件对温度场进行了模拟,通过实测与数值模拟结果的对比分析结果表明:以气象数据为基础,利用ABAQUA有限元软件建模的方法可以较准确的模拟桥面铺装层温度场的变化过程,有限元计算结果与实测结果符合良好。     

寒冷地区某碾压混凝土重力坝温控计算分析

结合寒冷地区某碾压混凝土坝工程的实际情况,采用三维有限元浮动网格法对该坝施工期和运行期温度场、温度徐变应力场进行了仿真计算。计算完全按照实际施工过程进行模拟,全面考虑了坝体薄层浇筑过程和浇筑温度及各种外荷载。对比分析了寒潮对坝体应力的影响,为碾压混凝土重力坝的设计和施工中的温控提供了参考依据。     

大型泄洪洞衬砌混凝土施工期温度场和温度应力的仿真计算

【目的】探明地下衬砌混凝土出现裂缝的原因,研究进一步采取综合温控措施防裂的有效性和合理性。【方法】结合工程实际情况,在考虑混凝土热力学参数随混凝土龄期的变化,以及坝体分层浇筑过程对温度应力影响的基础上,利用大型有限元软件对泄洪洞衬砌施工过程中的温度场和温度应力进行了三维仿真计算。【结果】仿真结果给出了衬砌混凝土温度场、温度应力分布及其随时间变化的规律,即于开浇后的第2天达到最大温度值,第3天即开始出现较大拉应力值,而极值出现在中后期。【结论】在混凝土浇筑过程中,应采取降低浇筑温度等措施;在浇筑后的10~28 d温降期间,要对混凝土表面施行流水养护等温控措施,严格各项施工规范。     

寒冷地区混凝土坝表面保温效果研究

寒冷地区的混凝土坝工程,常采用表面保温措施以避免裂缝的产生。本文对越冬期间保温和不保温时混凝土表面温度进行了计算,并根据碾压混凝土的材料特性,采用三维有限元浮动网格法对寒冷地区某碾压混凝土重力坝在不保温、采用5 cm厚和8 cm厚的聚苯乙烯泡沫板保温3种情况下的温度场和温度应力进行了全过程仿真计算,分析了保温板的保温效果以及不同的保温层厚度的影响。结果表明:对寒冷地区碾压混凝土坝进行表面保温,可以大大提高坝体表面的温度,从而减小坝体的表面温差和最大拉应力,有利于防止坝体表面裂缝的产生。     

沥青稳定碎石基层沥青路面结构温度应力分析

根据高寒地区典型的气候条件,采用有限元方法分析了瞬态温度场,并在此基础上对路面结构进行了温度应力模拟,通过分析得出：设置沥青稳定碎石基层使半刚性材料层下移,有利于改善其温度状况,减少半刚性材料层的温度裂缝,从而降低沥青路面反射裂产生的可能性。     

氧化镁微膨胀混凝土对温度应力的补偿效应

【目的】研究氧化镁微膨胀混凝土对温度应力的补偿特性,为简化大体积混凝土温控防裂措施提供理论依据。【方法】在充分分析和研究温度应力补偿计算方法和氧化镁微膨胀混凝土自生体积变形特性的基础上,针对某碾压混凝土重力坝,考虑混凝土热、力学参数随龄期变化及混凝土实际浇筑过程对温度应力的影响,利用大型商业有限元计算软件ANSYS平台开发出的温度场与温度应力场仿真计算程序,对掺与不掺氧化镁2个对比方案的大坝碾压混凝土温度应力进行计算分析。【结果】掺氧化镁方案中施工期末整个坝体碾压混凝土出现体积膨胀,最大膨胀变形量超过70.0×10-6;氧化镁微膨胀混凝土对坝体基础约束区中心部位应力状态有明显的改善效果,最大拉应力减小约1.0MPa;但对脱离约束区的坝体混凝土应力的改善效果非常有限。【结论】在坝体约束区采用氧化镁微膨胀混凝土,可以达到简化温控防裂措施、降低建设成本、加快施工速度的目的。     

重轨淬火温度场数值模拟软件开发

在热处理工艺中淬火是工件性能最不容易控制的部分.为了确定工件淬火后的组织转变及残余应力,必须掌握淬火过程中的工件内部温度随时间变化的分布规律.阐述淬火温度场的计算方法,应用Visual C＋＋开发出一个专用的重轨淬火有限元分析的仿真软件.该仿真界面友好交互,只需要在人机界面上输入相应的参数,包括重轨淬火的加热、保温、冷却时间等,就会后台调用有限元软件对重轨淬火过程进行有限元数值模拟,获得其温度场分布,通过对比分析得到最佳加热时间,并制定出较优的重轨淬火工艺.     

激光熔覆镍基合金温度场的数值模拟

利用SYSWELD有限元软件，采用预置粉末方式实现激光熔覆加工，考虑到材料热性能随温度变化、边界条件随温度变化及含有非线性单元等非线性因素，对普通碳钢表面激光熔覆镍基合金温度场的分布进行了模拟计算。结果表明，模拟计算值和实验实际测量值无论在宽度还是深度都符合，熔覆过程的稀释率为12．7％，可以获得良好的冶金结合，说明所建立的温度场计算模型是正确并可靠的，研究结果对工艺参数的优化和控制熔覆层稀释率提供了借鉴和指导作用。     

强力砂带平面磨削温度分布的有限元分析及试验研究

本文分析了国内外磨削温度的计算方法，指出了用有限元法及有限差分法在时间递推上的优势，用以处理二维不稳态磨削温度场，得出了有重要理论和实用价值的磨削温度计算公式，拟定了相应的计算机程序，以不同磨削用量下的温度场进行了数值计算及大量的试验对比，采用了Ｐｅｋｌｅｎｉｋ测温法通过计算机实现数据采集，试验结果表明，理论计算值与试验值相当吻合，并得出一些重要结论。     

同步式双螺杆泵转子的温度场及热变形分析

针对同步式双螺杆泵密封间隙设计值偏小或偏大而导致其在热变形中会产生相互接触甚至抱死或流体的泄漏量增加等问题,借助有限元分析方法,建立了同步式双螺杆泵螺杆的温度场及热变形分析的模型和边界条件,对螺杆在运转过程中的温度场和热变形进行了计算分析.结果表明,对于三维几何体的计算对象,采用有限元法求解温度分布、热变形等问题比较精确,更接近实际工况,为螺杆间隙的合理设计提供可靠的理论依据.     

标准升温下轻钢-混凝土组合梁的抗火性能研究

对标准升温下轻钢一混凝土组合梁的抗火性能进行了研究：采用ANSYS软件计算了轻钢一混凝土组合梁截面的温度场；采用数值算法计算了轻钢-混凝土组合梁的全过程曲线；采用抗力折减系数法分析了轻钢-混凝土组合梁的承载力在火灾下的变化情况；同时分析了各参数对温度场分布、全过程曲线及抗力折减系数的影响．结果表明：由于混凝土的吸热作用，钢梁的温度明显低于无混凝土时的裸钢构件；影响全过程曲线和抗力折减系数的主要参数是梁高和钢梁厚度，而其他参数影响较小；抗力折减系数的变化在后期比前期剧烈一些．理论分析结果得到了有关算例的验证．     

基于固有应变的船体板列焊接变形数值预测

采用固有应变有限元法,对船体板列焊接变形进行预测.确定了固有应变加载区域,进行了热弹塑性有限元分析,获得焊接温度场和应变场,提取热弹塑性有限元分析得到的残余应变数据,作为相应加载区域的固有应变值.加载固有应变值,进行结构弹性分析获得板列焊接变形,数值模拟结果可为板列焊接变形预测提供依据.分析了不同的焊接顺序对固有应变加载和结构变形的影响.     

基于温度场的三维复杂槽型铣刀片的槽型重构技术

对三维复杂槽型温度场做了分析,建立了基于ANSYS的铣刀片有限元模型,确定了边界条件。对于给定的边界条件进行了数据处理,得出了关键热源点上的温度值。分析了刀具几何参数的影响并优化了参数选择,在此基础上,做了槽型优化和重构,并进行了验证。     

基于有限元的随焊锤击焊接温度场数值模拟

随焊锤击的时机取决于温度场变化,针对此问题,以MZ1-1000型自动埋弧焊机、Φ2 mm的H08A焊丝为例,对平板堆焊进行了模拟,建立了三维有限元计算模型,并编制了实现热源移动的循环子程序;运用表面效应单元,解决了两种不同载荷同时加载的问题,实现了焊接温度场的三维动态模拟,得到了不同时刻焊件的焊接温度场分布。     

某航天机构加载驱动部件热变形分析

针对某航天机构加载驱动部件提出了一种热变形分析计算方法.利用MARC软件建立了加载驱动部件的有限元模型,通过瞬态传热分析计算出该系统随时间变化的温度场及其他热参数.分别提取10,20,30 min时的加载驱动部件内部温度分布情况,生成温度场文件,并以此作为热载荷进一步求解出各时刻加载驱动部件内的热应力和变形值.分析所得结果可以用作进一步修改和优化航天机构加载驱动部件设计的依据.