风力机叶片模型气动载荷的仿真与实验

基于ANSYS软件的有限元法,对旋转中的1.5MW风力机叶片模型在不同风速下运行时,进行气动载荷分析及仿真模拟;用车载法对叶片模型在风速为5、7、9、11m/s时的剪应力进行测量,并进行了仿真结果与实验结果的分析研究.结果表明,叶片设计对叶片气动载荷特性有较大影响;同时仿真模拟结果与实验结果吻合良好,表明该方法能比较准确地反应实际叶片的受力情况.其结果为开展叶片气动载荷研究提供了可行的途径.     

层间接触对沥青加铺层性能的影响

通过选取古德曼模型,基于弹性层状体系理论对不同层间接触情况下沥青加铺层受力及变形规律进行分析,研究了考虑水平力时层间接触对加铺层的影响．研究结果表明：层间接触不良会导致加铺层弯沉、拉应力变大;不同界面的层间接触变化对加铺层表弯沉影响程度相差不大,但对拉应力影响程度不同;水平力大小对加铺层底拉应力影响不大．但对加铺层表拉应力影响较大;不同层间接触对加铺层剪应力影响与水平力大小有关．在进行加铺设计、施工时候必须考虑层间接触对加铺层性能的影响．     

桦木单板/玻璃纤维复合材料声学振动性能的研究

目的面对我国乐器音板用材资源的严重不足,寻找新材料替代传统乐器木质音板用材是非常有必要的。方法本试验以玻璃纤维为增强材料,桦木单板为基体,按照单板层积材结构设计制备桦木单板/玻璃纤维复合材料。通过对玻璃纤维复合材料声学振动性能检测分析,探究玻璃纤维布的不同铺放位置和铺放层数对复合材料声学振动性能的影响。结果用1层玻璃纤维布铺放在表层单板下的复合材料A的比动弹性模量和E/G值分别为22.20GPa和16.55,比用1层玻璃纤维布铺放在芯层单板单侧的复合材料B分别高了8.7%、17.8%。用2层玻璃纤维布分别铺放在上下表层单板内的复合材料C的比动弹性模量和E/G值分别为25.04GPa和17.04,比用玻璃纤维布铺放在芯层单板两侧的复合材料D高了7.5%和18.0%。纤维铺放位置对声辐射品质常数和声阻抗的影响较小。玻璃纤维布的层数与复合材料的声学振动性能不成线性关系,铺放2层玻璃纤维布的复合材料具有较高的比动弹性模量和E/G值。玻璃纤维布铺放3层和4层的复合材料的比动弹性模量和E/G比铺放2层的都小。随着玻璃纤维布层数的增加,声辐射品质常数呈减小的趋势。通过综合评分法分析发现:玻璃纤维布铺放在表层单板下的复合材料综合评分值都高于铺放在靠近芯层单板的复合材料,铺放2层玻璃纤维布的复合材料的综合评分值达到最大。结论玻璃纤维布铺放在表层单板下的复合材料声学振动性能优于纤维布铺放在靠近芯层单板的复合材料。铺放2层玻璃纤维布的复合材料C的声学振动性能达到最好。尽管复合材料C的E/G值约为西加云杉的80%,但比动弹性模量和西加云杉的相接近,说明桦木单板/玻璃纤维复合材料具有替代传统木质音板用材的可能性。      

风力发电机组叶片动态应力测试实验与分析

以1.5MW水平轴风力发电机叶片模型风轮为研究对象,叶轮安装角选择设计安装角13.7°,对发电机的输出功率进行测试,并得出了功率特性曲线.运用电阻应变测试技术,对叶片所受动态应力进行了测试,并对12m/s风速下叶片在旋转过程中所受拉应力进行分析,得出了叶片各截面拉应力随时间变化曲线和叶片所受拉力及拉应力随截面变化曲线,...     

基于ABAQUS的钢结构厂房T型梁载荷研究

目的为了避免钢结构厂房在暴雪天气时发生垮塌事故,引入承载极限实验分析,分析在承载极限时,实验材料不会发生变形的数据。方法利用ABAQUS对组成钢结构厂房的构件T型梁进行建模并仿真其堆叠受压过程,采用伽辽金法对Q345钢实验材料进行理论计算分析,结合软件分析结果,研究该材料强度和刚度数据。结果综合ABAQUS分析数据,Q345钢在极限承载状况下,其强度载荷应力值最大为493.481 MPa,最大变形位移为0.555 mm,无应力突变区域。结论得出Q345钢在实验条件下可承载50 t的极限载荷,研究结果为钢结构厂房设计提供了参考。     

复合材料增强管线钢管结构设计

由于复合材料增强管线钢管的钢层和复合材料层的模量差异,钢层承担了大部分的载荷,复合材料的增强作用发挥不充分。为了保证管道完整性、重新分配结构层间载荷比例、提高复合材料利用率,通过对水压爆破试验测试结果与有限元模型进行分析,得出了复合材料增强管线钢管的失效压力及设计压力计算方法,并对预应力和结构层厚度的设计提出了要求:通过预应力处理复合材料增强管线钢管时,增强层的应力不能超过复合材料断裂强度的40%,钢层的应力应该小于钢材的最小拉伸强度;在设计压力下,复合材料层的厚度应该保证应力低于其断裂强度的30%,钢层的厚度应该保证应力低于钢材的屈服强度。研究结果为复合材料增强管线钢管的设计提供了参考依据。     

饱和黄土地基修建15×10~4 m~3超大型油罐现场充水试验

为检验工程设计的合理性和保证运行的安全性,针对饱和黄土地区首次修建的15×104 m3超大型非锚固油罐进行现场充水试验,通过在油罐罐壁和环墙基础钢筋表面粘贴应变计在油罐地基埋设沉降计,测试充水过程中的罐壁应力、环墙应力和基础沉降,分析罐壁应力、环墙应力,在基础沉降变形的发展规律。研究表明:充水到最高水位22.2 m时,距离罐底以上3.34 m处罐壁环向应力达到284.9 MPa,罐壁的环向应力随充水水位的增加基本呈线性关系。环墙内侧上部受到油罐传递的压应力,内壁整体受到环墙内垫层传递的压应力,环墙内侧1.0 m处环墙应力最大值为1 091 k Pa。油罐基础的沉降变形大部分为塑性变形,在充水试验结束后能较快趋于稳定,整个底板的沉降呈现碟形分布。研究结果可为超大型储罐在黄土地基的设计和建造中提供技术依据和设计参数验证。     

煤矸石CFG桩应力应变分析研究

本文以吉林省延边地区某煤矿的自燃煤矸石为研究对象,设计并完成4根煤矸石CFG模型桩的静载荷试验,通过模型桩的应力-应变曲线,研究分析桩体的应力分布情况。     

大型永磁直驱风力发电机变桨距控制的研究

随着风力机单机容量的不断增加,变桨矩控制起动、制动和输出均具有明显优势。特别在高于额定风速时,变桨距控制方式是一种行之有效的控制方法,能够使发电机的输出功率保持在额定功率附近。其控制原理是通过改变桨叶的角度而改变攻角,从而叶片的气动性能、发电机的电气性能及二者的协调特性均发生改变,限制了风力机在额定风速以上对风能的吸收。本文通过在Matlab/Simulink环境下仿真实验研究,当风速上下波动时,通过设计的滞环比较器使风机的变桨距系统性能得以平稳。并且就风速分布差异导致的风轮输出转矩脉动产生的桨距角脉动而影响电能质量做了详尽分析。结果表明,变桨距控制对风机的动态性能具有良好的改善效果。     

不同积雪模式下球面网壳风致动力稳定分析

大跨度空间结构对风雪荷载十分敏感,风雪荷载作用下动力失稳临界风速的确定是网壳结构抗风雪设计的关键。为了研究风雪荷载共同作用下球面网壳的动力响应特性,通过建立K8-8型单层球面网壳有限元模型,利用MATLAB程序获取随机风速时程曲线,分析了不同支座形式和雪荷载不同分布情况对球面网壳整体稳定性的影响。结果表明:加强支座约束有利于提高球面网壳整体抗风性能,迎风面最外两环布置均布雪荷载较全跨均布雪荷载和半跨均布雪荷载所确定的动力失稳的临界风速更低,为最不利雪荷载布置。     

超深井蠕变地层套管强度及其影响因素研究

由于盐膏层岩石具有蠕变特性,导致盐膏层钻井、完井工艺复杂,造成井下套管损坏率高;本文采用岩石模拟伯格斯模型,研究了非均匀地应力下蠕变地层套管径向应力、最大等效应力和套管安全系数的分布规律,并在此基础上系统地研究了地层弹性模量和泊松比、水泥环模量和泊松比、非均匀载荷系数、内压等工程和地质因素对套管应力和载荷的影响规律,为蠕变地层中套管强度计算提供理论依据。     

海上漂浮输油软管拉伸与弯曲力学特性

海上漂浮输油软管为复杂的组合截面柔性结构,制造工艺复杂,造价高昂。基于有限元方法,采用ABAQUS软件,分析计算了5层粘合型海上输油漂浮软管在管内无压及带压工况下的轴向拉伸载荷与拉伸率、曲率与弯矩之间的非线性关系及产生机理。通过模型计算,得到了管道各层的应力分布特点,结果表明,因其非对称的结构特点,粘合型管道仍然存在非线性的等效截面刚度特性。分析了螺旋钢筋布置角度、螺旋钢筋直径、帘线-橡胶复合材料层帘线布置角度等结构设计参数对轴向载荷作用下管道拉伸率的影响,相关研究成果可为管道设计提供参考。     

风雪荷载作用下柱面网壳结构的动力倒塌分析

动力倒塌分析是空间结构研究的重要课题之一。动力失效破坏临界风速是网壳结构抗风雪设计的重要依据。本研究基于非线性有限元理论和弹塑性动力响应时程分析理论,模拟了具有时空相关性的随机风速时程曲线,考虑了均布雪荷载在网壳表面的不同分布,建立了三向网格单层柱面网壳结构有限元模型。对比分析了在不同均布风雪荷载组合作用下网壳结构整体稳定性的影响,结果显示,单层柱面网壳在迎风面有雪荷载作用时的失效破坏临界风速最小,而在背风面有雪荷载作用时的失效破坏临界风速最大。     

滇重楼热风干燥试验分析

[目的]研究滇重楼热风干燥过程中不同因素水平对其干燥效果的影响,为滇重楼热风干燥工艺的优化和改进提供理论依据。[方法]以滇重楼为试验材料,设计并完成滇重楼干燥正交试验,分析在温度、风速和铺料密度等因素变化的情况下,滇重楼外观品质和水分的变化情况,探讨各种因素水平对其干燥效果的影响。[结果]影响滇重楼干燥效果的主次因素排序为温度风速铺料密度相对湿度,其中干燥温度55℃、风速0.7 m/s、铺料密度4 kg/m2、相对湿度40%的条件下,干燥得到的重楼外观品质最佳。[结论]采用热风干燥技术得到的重楼成品整体质量比较高,且热风干燥具有能耗低、所需设备简单等优点,在滇重楼规模化生产过程中值得推广应用。     

旧水泥砼路面在城市道路改造中的应用

结合安阳市彰德路南线改造工程的设计、施工情况、阐述了化学浆液、玻璃纤维格栅、改性沥青在旧水泥混凝土路面改造中的应用，通过工程实例为我们在旧水泥混凝土路面加铺改性沥青混凝土层收集资料，为旧路改造积累经验。     

不同土壤水分含量下水稻、旱稻品种产量和生理生态性状研究

选用需水较多的中浙优1号、甬优9号2个水稻品种和需水较少的中旱221、中旱3号2个旱稻品种为试验材料,在浅水层(0 k Pa)、轻度土壤水分胁迫(-20 k Pa)、中度土壤水分胁迫(-40 k Pa)3种土壤水分处理下,比较水稻、旱稻穗长、每穗总粒数、每穗实粒数、千粒质量、单株生物量等产量性状以及叶片角度、叶片长度、叶片宽度、叶鞘长度、节间长度、节间粗度、节间壁厚、株高等生理生态性状的差异。结果表明,土壤水分胁迫程度越重,水稻、旱稻的单株生物量均减少,穗长性状表现比较稳定,叶片长度、宽度、厚度均下降,其中叶片长度变化差异显著;水稻的叶片长度、叶片宽度、叶鞘长度、节间粗度、节间壁厚均大于旱稻;品种间叶鞘长差异显著,水分处理间稻的节间宽度差异显著。因此,可以通过测定叶片长度来判断稻作品种的抗旱性强弱。     

水稻旱秧大田期需水特性与节水灌溉指标研究

 水稻旱秧移栽后有明显的分蘖和生长优势 ,尤其在较低土壤水分或节水灌溉条件下 ,旱秧有效穗数多 ,干物质累积量高 ,籽粒灌浆速率快 ,成熟期叶片衰老慢 ,根系活力强 ,较湿润秧显著增产。在严重土壤水分胁迫下 ,旱秧较湿润秧减产的幅度小。研究表明 ,旱秧大田期具有适应较低土壤水分的能力。依据旱秧各生育时期对土壤水分反应的特性 ,提出了控制低限土壤水势的高产节水灌溉指标 :移栽后返青至有效分蘖临界叶龄期为 - 1 5～ - 2 0 k Pa;有效分蘖临界叶龄期至二次枝梗分化期为 - 2 0～ - 40 k Pa;二次枝梗分化期至出穗后 2 0 d为 - 1 5～ - 2 5k Pa;出穗后 2 1～ 45d为 - 2 5～ - 35k Pa     

根层铺多孔膜对土壤水分的影响

在根系土壤不同深度铺设不同开孔度薄膜的条件下,以黑麦草为试材,通过盆栽试验研究了根层铺多孔膜对土壤水分的影响。结果表明：根层铺多孔膜改变了根系层土壤水分分布,铺设深度为15 cm时,土壤含水量随深度的增加先增大后减小,铺设深度为20 cm时,土壤含水量呈“3”形分布,同一铺设深度不同开孔度的土壤水分分布较为相似,且土壤含水量最大值出现在覆膜深度以下5 cm处;当土壤含水量降至灌溉下限时,根层铺多孔膜各处理表层（0～5 cm）及膜上土壤平均含水量较裸土处理分别减小了37.6%～51.1%和26.2%～37.0%,膜下土壤平均含水量较裸土处理增大了7.7%～25.0%;在观测时段内,根层铺多孔膜各处理中,除铺设深度15 cm、开孔度30%的处理0～30 cm深度土壤储水量变化值大于裸土处理15.2%外,其他处理均小于裸土处理,其中铺设深度15 cm、开孔度50%的处理较裸土处理减小了23.0%,表明根层铺多孔膜技术具有较好的节水效果。     

有限元软件ANSYS在果木家具强度分析中的应用

运用有限元软件ANSYS对果木座椅进行强度分析。结果表明:当对果木座椅的座面和靠背分别施加6 500Pa的垂直载荷和6 250Pa的水平载荷时,椅子的最大变形产生在靠背的最上方,变形量为0.919×10-3 m;最大应力值为0.347×107 Pa,出现在座面附近的椅后腿上。结合试验数据,得出该座椅的结构设计是合理的,强度是足够的。同时证明有限元法是一种有效的家具强度分析方法。此法效果直观,能够降低设计成本,对家具新产品的设计与开发具有一定的参考价值。     

柞木单板高频真空干燥工艺

以5 mm柞木单板为研究对象,对其实施不同干燥工艺(高频发振与停歇时间,木材控制温度(Tc)、环境压力(Pa))的高频真空干燥,测算其温度分布、干燥速度、干燥周期、终含水率及其标准偏差、脱水比、开裂和翘曲度等参数。通过对这些参数的对比分析,确定了其较适宜的高频真空干燥工艺。结果表明:干燥过程中单板材堆的温度分布变化,长度方向近端部略高,其它部位相近;宽度方向,呈现内部高侧边低的分布趋势;高度方向,呈现中心层高、近接地极板层低的分布趋势。底层与接地极板间设置已干单板后虽能减小温度梯度,但不能使其消除。单板干燥速度取决于温度(T)、Pa、水分渗透性、扩散系数、迁移距离(L),Pa降低,T升高,水分迁移驱动力(ΔP/L)增大,干燥速度加快;T升高还能使渗透性和扩散系数增大,因而对干燥速度影响显著,但单板易开裂;单板终含水率分布均匀性主要由材堆中温度分布均匀性、干燥工艺条件等决定。在材堆与电极板间设置隔热材料,能使材堆高度方向温度分布均匀性提高,含水率差异减小。5 mm柞木单板较适宜的高频真空干燥工艺确定为,高频发振7 min/停歇1 min、Tc为54.5℃、Pa为6.5 k Pa、ΔP为8.5 k Pa。