地下换热管土结构冻胀变形模拟

以地源热泵技术在农业节能领域中的应用为研究背景,针对地下换热管土结构冻胀变形问题开展数值模拟研究,基于孔隙增长率函数、冻土本构方程、含水量方程和相变传热理论建立数值模型,并结合试验验证该模型的有效性。利用模型对冻胀过程中岩土应力和管体变形特性进行分析,并考察管体降温速率（0.1、0.2、0.3℃/h）对上述2方面的影响。结果表明,岩土冻胀应力和管体变形程度均随冻结范围增大而增大,当冻结直径达到365 mm时,进水管流通面积减小约3.5%,出水管流通面积减小可超过4%,可见出水管的变形更为明显;冻结范围基本一致的情况下,换热管体缓慢降温可导致较大的岩土冻胀应力和出水管变形。     

施工阶段大跨径预应力混凝土刚构桥腹板开裂机理

进行了大跨径预应力混凝土刚构桥腹板开裂机理研究,基于弹性力学平面问题分析方法,推导了集中荷载作用下的板件应力函数表达式,绘制了不同受压边长与集中荷载长度比（d/a）下的横向应力曲线,拟合了集中荷载作用下构件的横向应力求解函数,构造了混凝土刚构桥腹板在预应力集中荷载作用下等效压力矩形的选取方法,并基于平面应力的表达式提出了在三维情况下沿预应力轴线的横向应力计算方法。通过建立某预应力混凝土刚构桥0~3#段实体有限元模型,分析施工过程中刚构桥混凝土腹板在不同等级预应力作用下的开裂情况。结果显示：有限元裂缝模拟与实桥腹板开裂范围一致,有限元应力分析结果下限值与推导的横向应力求解函数计算结果接近,变化趋势一致,印证了横向应力函数求解方法的正确性。     

残余应力对焊接中厚板频率的影响分析

通过大型有限元分析软件ANSYS,在2边简支和4边简支边界条件下,分别得出其前10阶频率,对比分析焊接残余应力对中厚板频率的影响。结果表明,在2边简支和4边筒支边界条件下,有残余应力比无残余应力的中厚板的频率小,但是相差不大;相同规格中厚板、4边简支边界条件下频率值较2边简支边界条件下各阶相应频率值大;在相同边界条件下,无残余应力和有残余应力中厚板随着板厚的增加其频率均相应增大,而频率差率却逐渐减小,当板厚增加到一定厚度时,可不计焊接残余应力对中厚板频率的影响。     

16MnR窄间隙焊接残余应力的数值模拟

16MnR是一种应用广泛的压力容器用钢,窄间隙焊接是其主要连接手段,采用双椭球形热源,运用数值模拟分析其焊后残余应力,得出其分布规律,对压力容器的制造生产提供了有益的帮助。     

红松木材结构缺陷对应力波传播参数的影响

通过应力波测试仪对红松木材试件进行的检测试验,研究了木材轴向孔洞的分布、数量和端部孔洞的分布对应力波传播时间、传播速度的影响,并对孔径大小与应力波传播参数之间关系进行回归分析。试验结果表明,应力波传播时间与孔径大小、数量呈正相关,而应力波传播速度与孔径大小、数量呈负相关。端部孔洞对应力波传播参数没有显著影响。     

哈弗氏密质骨含单条径向微裂纹问题的奇异积分方程数值解法

研究了在双轴拉伸载荷下哈弗氏密质骨间质骨含单条径向微裂纹的平面应变问题.通过利用奇异积分方程方法,得到了该问题所满足的奇异积分方程组,给出了微裂纹尖端应力强度因子的表达式.数值计算讨论了哈弗氏密质骨的材料和几何参数对微裂纹尖端应力强度因子的影响.数值结果表明软骨单位促进微裂纹扩展,而硬骨单位抑制微裂纹扩展,但这种影响仅局限在骨单位附近.     

油松根系力学性质有限元算法

[目的]研究油松根系力学性质。[方法]本文用线性强化塑性模型对油松单根的本构关系进行模拟,通过塑性力学折线理论的有限元算法自编计算程序,分别对油松根系的双曲线模型和线性强化模型的应变进行计算,并与实测应力应变曲线的相应值进行对比分析。[结果]证明了线性强化模型不仅简单易行,且计算值与实测值的误差小,比双曲线模型的误差率小1到2个数量级。[结论]塑性力学折线理论的有限元算法简单易操作,可自编有限元计算程序,无论是双曲线模型还是线性强化塑性模型,都可以用塑性力学折线理论进行求解,比经典的增量塑性力学有限元算法有很大优势。     

浅层超低渗致密砂岩储层应力敏感性定量模型

为研究浅层超低渗致密砂岩储层应力敏感性,以鄂尔多斯盆地渭北油田延长组储层为研究对象,采用变围压应力敏感性试验,分析长3、长6和长7油层组的应力敏感性程度,并建立相应的应力敏感性定量模型。研究表明,长3油层组应力敏感性为弱-强,波动范围较大;长6油层组应力敏感程度强;长7油层组应力敏感程度中等偏强-强。同一储层初始渗透率越低,应力敏感性越强。储层渗透率对净围压变化普遍比较敏感,渗透率不可恢复率随埋深的增加而减小。当初始渗透率大于0.3mD时,渗透率最大损失率随渗透率的增大而增大;当初始渗透率小于0.3mD时,渗透率最大损失率随渗透率的增大而减小。研究区长3油层组应力敏感性模型以幂函数和指数函数为主。     

稻谷籽粒内部热湿传递三维适体数学模型研究

针对稻谷热风干燥过程中出现爆腰,而其机理又尚未明确的问题,以图像法构建稻谷籽粒三维适体网格,TPS法测定导热系数,逆推法计算水分有效扩散系数,利用COMSOL Multiphysics软件模拟计算热风干燥过程中稻谷籽粒内部的温度和水分分布,并与实验结果对比。结果表明:三维适体数学模型具有较高的精度,干燥过程中稻谷籽粒干基含水率模拟数据与实验数据最大误差低于8%;稻谷籽粒内部温度和水分分布梯度沿径向(短轴)比沿轴向(长轴)大,且水分梯度维持时间远大于温度梯度;沿籽粒径向由外表面至中心1/3长度内的水分梯度较径向其它部分的水分梯度大,与实验观察的爆腰由籽粒表面向内扩展相吻合。研究结果为准确预测籽粒内部的干燥应力,揭示稻谷爆腰机理提供了基础。     

热处理材与常规窑干材的吸湿及流变特性差异

以北美赤杨木(Alnus japonica)板材为试验材料,长板材规格为20 mm(径向)×70 mm(弦向)×600 mm(轴向),分为常规干燥组(对照组,初含水率为约8%)、热处理组(180℃干燥6 h,初含水率为5%),每组在3根不同的长板材上各连续锯切出3块板材(每组各9块板材),分别将常规干燥组和热处理组的18块板材置于烘箱中重新干燥、烘至绝干;干燥结束后,常规干燥组和热处理组板材均按试验设计进行锯解,每组试件分为两类(自由湿胀试片、大试件),自由湿胀试片取自3块板材左端,每块板材取厚度为5 mm连续的试片5片(共15片试片),板材的剩余部分(尺寸为20 mm×70 mm×560 mm的部分)即为大试件;将常规干燥组和热处理组的自由湿胀试片沿木材径向分层(表层、次表层、芯层)并劈解为小试条,取各层小试条放入恒温恒湿箱进行吸湿处理;常规干燥组和热处理组的18块大试件放入相同条件的恒温恒湿箱进行吸湿,当各组大试件分别吸湿至5%、10%、15%时,各取3个试件,按试验设计锯解含水率试片、应力应变试片;参照有关国家标准,测定试件含水率、湿胀性、吸湿应力应变,分析热处理材与常规窑干材的...