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关键词： ALC墙板   RC框架   门洞   抗震性能   数值模拟  

摘要： 为研究ALC条板填充墙及开门洞对钢筋混凝土框架抗震性能的影响,针对目前工程上常用的现浇混凝土门框和板材横放当过梁2种开门洞方式及不同的开门洞位置,建立有限元模型对1榀RC空框架和4榀有ALC条板填充墙的RC框架进行低周往复加载。研究分析了5榀框架的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性系数。结果表明:ALC墙板能有效提高RC框架结构的水平承载力、初始刚度,但降低了结构延性;开门洞改变了荷载传递路径,门洞附近墙板损伤较严重。现浇混凝土门框对结构水平承载力、延性和耗能能力的提升大于板材横放当过梁,洞口偏置时结构水平承载力较大,洞口居中时结构延性较好;板材横放当过梁的初始刚度略高于现浇混凝土门框的,但刚度退化较快。

关键词： 耕整地机械   铲头   磨损特性   寿命预测   工作条件   数值模拟  

摘要： 铲头是耕整地机械的关键受力部件,其磨损是导致耕整地机械故障的主要原因之一。该文通过对不同工作条件下耕整地机械铲头的磨损特性进行分析,采用试验研究和数值模拟相结合的方法,探讨铲头在不同土壤类型、作业深度和作业速度等条件下的磨损规律。同时,基于磨损模型和材料力学理论,提出了铲头磨损寿命的预测方法。研究结果表明,铲头的磨损主要受土壤颗粒、湿度和机械负荷等因素的影响,不同作业参数对其磨损速率和寿命有显著影响。

关键词： 脉冲电流   弯管   裂纹修复   熔池   相变   数值模拟  

摘要： 【目的】利用脉冲电流修复弯管基体时,裂纹尖端处会产生绕流现象,使局部温度升高并生成熔池,熔池尺寸及其流动、凝固行为对裂纹愈合具有决定性作用。探究脉冲电流作用下弯管裂纹附近熔池的演化规律,并进一步研究裂纹尖端及前缘的愈合机制对脉冲电流管道裂纹修复技术的发展具有重要意义。【方法】使用Comsol软件,以含裂纹的NiCr21Mo高压弯管为研究对象,建立脉冲电流修复含裂纹的90°高压弯管有限元模型,在“电-热-结构”三场耦合的基础上添加“两相流-相场”多物理场耦合模型,进行熔池相变及流动模拟,分析脉冲电流放电时弯管裂纹熔池的演化规律及停止放电后的液相金属相变规律与流动特性。【结果】脉冲放电时长与间隔均会影响裂纹熔池产生影响。设置脉冲电流密度为2.4×10^(8) A/m^(2),当放电时间达0.65 s时,熔池开始在裂纹尖端及裂纹前缘形成,形态呈U形柱状;当放电时间超过0.75 s后,裂纹附近外的其他区域开始熔化,部分液态金属蒸发,不利于裂纹愈合。停止放电后,熔池金属流速逐渐减慢,在0.008 s内完全凝固,前0.001 s内裂纹愈合效率最高。脉冲放电间隔应大于0.008 s,否则将影响下一次形成的熔池面积,导致修复性能降低。【结论】在脉冲电流作用下,裂纹尖端将形成U形柱状熔池,裂纹附近的液相体积随放电时间增加而增加。为充分发挥修复能力,应选择适宜的放电时长,使裂纹尖端及前缘充分发生相变并形成熔池,避免其他区域发生固液相变。同时,脉冲放电间隔应大于熔池液态金属凝固所需时间,否则将缩小熔池尺寸,降低修复效率。在实际利用脉冲电流修复高压弯管微裂纹时,可先通过仿真确定脉冲放电功率、时长与间隔,从而更加精准高效地修复弯管裂纹。

关键词： 光滑粒子流体动力学(SPH)   浅水方程(SWE)   开放边界   数值模拟  

摘要： 使用光滑粒子流体动力学(SPH)求解浅水方程(SWE)在海洋数值模拟领域具有巨大潜力,然而SWESPH方法中开放边界还存在许多问题仍未解决。本研究针对现有SWE-SPH模型中开放边界的反射问题,基于Flather的重力波开放边界理论,提出了新的非反射边界处理方法。通过凸起地形定常流动、双开口平底通道海平面扰动和圆柱绕流3个案例,评估了新边界条件的性能,并与原方法中的特征开放边界条件进行对比。结果表明:新边界能有效减少反射,允许扰动向外传播,且易于通过模型开放边界处指定的外部流动条件实现。此外将SWESPH模型应用于Okushiri海啸模拟,并与有限体积法结果对比,验证了模型在复杂水深跨临界流动中的适用性和有效性,以模拟更广泛的海洋数值模拟问题。

关键词： 冰凌   数值模拟   粒子追踪   黄河  

摘要： 受气候、河道等外界条件的影响,黄河内蒙古河段凌灾具有突发性强和破坏性强等特点,给黄河防凌带来很大的压力。位于黄河内蒙古头道拐河段的什四份子弯道,因受河槽萎缩、上游来冰量增加及河道形态等多重因素影响,每年极易成为初始卡冰位置。针对黄河内蒙古什四份子河段凌汛灾害频发、风险防控难度大等问题,基于实测河道地形和水深数据,并利用MIEK21的水动力模块和粒子追踪模块,构建了二者耦合的冰凌数值模型,对黄河什四份子河段冰凌演进情况进行了模拟分析,研究不同来冰量条件下冰凌的运动轨迹与流凌密集度,其结果揭示了黄河什四份子河段流凌运动规律。

关键词： 选区激光熔化   钴铬合金   熔池   冷却速率   各向异性  

摘要： 基于激光选区熔化(SLM)成形原理,采用fluent数值分析软件研究熔池在激光选区熔化成形过程中的演变过程,预测了熔池流动状态、温度场分布和冷却速率,并采用金相显微镜、拉伸试验机、扫描电镜和电子背散射衍射对试样的微观组织、晶粒结构和力学性能各向异性进行研究。结果表明:高输入能量密度下产生了反冲压力,引起了熔池周期性的振荡,导致熔池表面形成周期性的波纹。钴铬合金成型件的纵截面呈现“鱼鳞状”形貌,横截面呈现羽毛状。基于高冷却速率工艺下,无论是横截面还是纵截面,晶粒均得到细化,其中纵截面的平均晶粒尺寸(2.63μm)约为横截面平均晶粒尺寸的1.52倍。横截面与纵截面试样的拉伸性能存在各向异性,横截面试样的屈服强度和抗拉强度分别为648.84 MPa±16 MPa和1134.17 MPa±24 MPa,分别比纵截面提高了27.58%和14.99%,但其延伸率下降了17.59%,呈现高强度、低塑性的特点,其断口为准解理断裂。

关键词： 特高拱坝   谷幅变形   水垫塘   尾水   变形监测  

摘要： 为了研究高峡谷地区巨型水电工程施工期的谷幅变化特征,基于某高拱坝区水垫塘两岸和尾水两岸的岩体表面位移监测数据,分析了谷幅变形规律以及施工期的谷幅变形量,总结了坝后谷幅变形的时空分布规律与初期驱动因素。结果表明,坝后谷幅总体缓慢增长,谷幅呈现收缩之势,左岸变形大于右岸,高程高的部位变形量一般大于高程低的部位;尾水出口谷幅收缩变形最大;施工开挖等人类工程活动的扰动将加快坝区岩体的回弹与流变变形,使原有的岩体向河谷方向收缩变形。

关键词： CF8   熔模铸造   数值模拟   泵体   铸造工艺优化  

摘要： 用于化工泵设备中的CF8不锈钢泵体铸件一般在酸性的环境下工作,铸件内部质量和表面粗糙度要求较高,结构复杂,成形难度较大,一般通过熔模铸造生产。针对试产中该铸件产生的缩孔缩松缺陷,采用ProCAST软件进行了数值模拟分析,找到了初始工艺方案下产生缺陷的原因,并通过对浇注和补缩系统进行合理的改进,优化了铸造工艺设计。数值模拟和工艺实施结果证明了优化方案的可行性,获得了满足客户质量要求的泵体铸件。

关键词： 数值模拟   钢包   水模型   底吹   渣眼  

摘要： 底吹钢包控制渣眼大小可改善钢液质量。基于钢包底吹氩气工艺,通过耦合离散相(DPM)模型和多相流(VOF)模型,建立三维非稳态多相流水模型,并通过1∶5水模型对数值模拟计算得到的渣眼大小和渣眼界面速度进行验证分析。研究了不同参数(底吹流量、油层厚度和底吹位置)对渣眼大小和渣眼界面速度分布的影响。最后以数据拟合手段获得无量纲渣眼面积和无量纲流量之间的关系。结果表明:渣眼面积随着喷吹流量增加和油层厚度减小而逐渐增大,底吹流量越大越明显;喷嘴的偏心距越远,渣眼面积随喷吹流量的变化越显著;对于偏心底吹此时存在一个流量极值,当喷吹流量达到这个值后渣眼面积反而减小——油层厚度25mm,喷吹流量2.26L/min的渣眼面积相比于1.87L/min的渣眼面积减小了180cm2。

关键词： 矩形平板   凹/凸程度   气动外形   气动力特性   尾涡特征   数值模拟  

摘要： 采用数值模拟方法,在雷诺数为26400时,研究了18组不同凹/凸程度平板的绕流特性,分析了凹/凸平板的平均阻力系数(C_(D,mean))、脉动升力系数(C_(L,rms))和斯托罗哈数(Strouhal number,St)随凹/凸程度变化的规律,从壁面压力和流场角度剖析了气动特性变化的机理.结果表明:对矩形平板两侧纵边进行凹/凸处理可改变其流场与气动力特性.凸处理时,随着平板上凸程度的增加,其平均阻力系数逐渐减小,脉动升力系数呈先减小后增大再减小的趋势,斯托罗哈数呈逐渐增大趋势,凸处理后平板的平均阻力系数与脉动升力系数均小于矩形平板的基准数值,当上凸高度与矩形宽度之比(H^(*)/D)为0.15时,凸平板的脉动升力系数最小,约为0.005,相较于矩形平板降幅达99.2%,几乎完全抑制了升力脉动.凹处理时,随着平板下凹程度的增加,其平均阻力系数与脉动升力系数均呈现先增大再减小的趋势,但斯托罗哈数未出现明显变化,凹处理后平板的平均阻力系数与脉动升力系数均大于矩形平板的对应值,平均阻力系数在下凹高度与矩形宽度之比为0.25时达到峰值1.278,涨幅达20.2%;凹平板的脉动升力系数在凹进高度与矩形宽度之比为0.35时达到峰值1.273,涨幅达102%.