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关键词： 多点起爆   微装药   输出压力   数值模拟   有限元仿真  

摘要： 采用LS-DYNA有限元分析软件,计算了微装药在单点、两点、三点、四点及六点同步起爆下的压力输出。其中,三点同步起爆的输出能量最大,而六点同步起爆无法在起爆中心形成爆轰波叠加。在三点同步起爆模式下,随着起爆中心距增加,输出能量降低至与单药柱相同。当三点同步起爆的起爆中心距为0.35 mm时,装药量为0.78 mg,输出压力可达到8.16 GPa。并且,在三点同步起爆下,提出以PDMS薄膜作为能量吸收元件,有效提高引信系统安全性。

关键词： 桩基础   单桩承载力   沉降变形   数值模拟  

摘要： 为研究桩长对单桩极限承载力的影响,本文根据某软土地区桩基工程实际案例,建立了桩基有限元分析模型,并考虑软土特性,分析了桩长对单桩极限承载力和沉降的影响以及不同桩长条件下桩体内力分布规律。结果表明,淤泥质粉质黏土的桩沉降-桩顶荷载曲线与粉土层的曲线趋势一致,极限荷载和沉降接近,土质对桩基塑性阶段的影响最显著。在桩基加载初期,不同桩基长度下的沉降曲线重合,说明桩基长度对桩基弹性阶段影响有限,主要影响桩基塑性阶段。随着桩基长度增加,桩基极限沉降和单桩承载力越大。不同桩长工况下的轴力分布几乎一致,桩长对桩底反力影响较为显著。

关键词： 轴流压气机   叶尖泄漏流   数值模拟   压气机性能   敏感性分析  

摘要： 为了研究无量纲叶尖间隙定义方式对压气机性能影响评估结果的差异,以涵盖四种负荷系数、五种展弦比和五种不同大小间隙的单级亚音压气机数值数据库为研究基础,详细分析了不同无量纲叶尖间隙定义方式对转子尖部性能影响的差异,明确了对不同性能参数评估时更加合理的间隙无量纲定义方式。最后,采用非线性回归方法归纳了压气机性能影响的敏感性经验公式。结果表明:在分析压气机效率参数时应以转子叶高对间隙尺寸做无量纲,而在分析压升参数时应以转子弦长做无量纲。从各个设计参数的敏感性相对大小关系来看,间隙对性能敏感性的影响最大,其次是负荷系数,而展弦比对性能敏感性的影响最小。

关键词： 铝合金   冲压工艺   覆盖件   数值模拟   参数优化  

摘要： 目的针对汽车覆盖件前盖外板冷冲压成形过程中可能出现的拉裂、起皱和变形不均匀等问题,利用Autoform软件优化工艺参数。方法以厚度0.95 mm的铝合金板料为原材料,基于CATIA三维建模软件构建覆盖件前盖外板的三维模型,利用AutoForm软件对覆盖件前盖外板的拉延成形过程进行数值模拟分析,通过单因素和正交实验优化拉延工艺参数,提高覆盖件产品成形质量。结果单因素实验结果表明,当摩擦因数为0.1、冲压速度为200 mm/s时,随着压边力由1200 kN增至2200 kN,产品的最大减薄率由14.74%增到17.37%,安全区占比由81.5%增到84.66%;当压边力为1600 kN、冲压速度为200 mm/s时,随着摩擦因数由0.1增至0.18,产品最大减薄率由15.79%增至19.47%,安全区占比先由83.64%增至84.69%,随后降低至84.13%;此外,冲压速度变化对产品的最大减薄率和安全区占比影响不明显。正交实验结果表明,当压边力为1400 kN、摩擦因数为0.1、冲压速度为300 mm/s时,前盖外板产品冲压最大减薄率最优;在压边力为1700 kN、摩擦因数为0.16以及冲压速度为400 mm/s条件下,前盖外板产品的冲压安全区占比和成形质量最优。结论最优工艺参数如下:压边力为1700 kN、摩擦因数为0.16、冲压速度为400 mm/s。

关键词： 锚杆静压桩   焊接节点   数值模拟   抗拔性能   极限抗拉承载力  

摘要： 提出了一种锚杆静压桩结构,并采用数值模拟方式,构建静压桩分段焊接节点模型,探讨主筋直径、端板厚度、方钢管壁厚和方钢管边长对焊接节点抗拔性能的影响。结果表明:随着主筋直径、端板厚度、方钢管壁厚的增大,焊接节点的抗拔性能均会逐渐提高,但提高至一定程度后,再继续增大结构参数对抗拔性能的影响将不再显著;增大方钢管边长也能提升抗拔性能,但是增大到一定程度后,对于屈服荷载的影响不再明显,而极限荷载则会随方钢管边长的增加而逐渐降低。原静压桩焊接节点设计参数均能满足极限抗拉承载力≥904.8 kN的要求,但为了降低工程造价,基于数值模拟确定的最佳焊接节点设计参数为:主筋直径20 mm,端板厚度16 mm,方钢管壁厚14 mm,方钢管边长160 mm。

关键词： 地铁站台   站台火灾   列车越站   协同排烟系统   数值模拟   楼扶梯口处向下风速  

摘要： 为研究地铁车站协同排烟系统在列车越站时能否有效控制烟气扩散,以武汉某地铁站为研究对象,基于车站排热风机协同站台大系统风机的排烟方案,首先通过现场试验测试有无列车越站运行时站台各通道口的风速,分析列车越站工况下流场的变化特征;然后,利用测试结果对车站全尺寸的数值计算方法进行验证,并计算站台行李火灾工况下站台内能见度、CO体积分数、温度等指标,分析列车越站工况下站台烟气的控制效果。测试结果表明:1)无列车运行工况下,楼扶梯口处向下风速为1.8~3.5 m/s;2)列车以40 km/h越站运行时,楼扶梯口处向下风速经历下降—升高—下降3阶段变化,并低至约0.5 m/s;3)列车越站显著影响楼扶梯口处的风速,且向下气流速度变化时间与列车运行的时间密切相关。烟气模拟结果表明:1)无列车运行工况下,站台内烟气控制效果良好;2)列车以40 km/h越站运行时,协同排烟系统整体表现良好,能够有效控制烟气扩散,仅有近火源处L5楼扶梯口局部位置(约占站台面积的10%)CO体积分数、能见度和温度等指标不满足要求。

关键词： 工业厂房   组合梁   钢-混凝土   抗弯强度   数值模拟  

摘要： 可拆卸钢-混凝土组合梁相比普通混凝土梁具有承载力高、可回收利用等优点。为研究组合梁抗弯性能,以某大型工业厂房设备间为背景,采用数值模拟计算方法,分析不同混凝土板强度等级、宽度、纵筋直径及钢梁强度等级下组合梁抗弯性能。研究结果表明,当混凝土板强度等级增大时,组合梁抗弯刚度、屈服抗弯承载力、极限抗弯承载力均随之增大。混凝土板宽度越大,组合梁承担的荷载越大。钢梁强度对组合梁抗滑移强度无明显影响,钢梁强度等级越大,组合梁承担的荷载越大。随着混凝土板纵筋直径的增大,组合梁抗滑移强度基本相等,抗弯性能逐渐增强,但增幅较小。在满足构造要求的条件下,适当增加组合梁高度或截面宽度以提高抗弯截面系数,可有效增加组合梁抗弯承载力。

关键词： 旋流器   抛物面壁   分离效率   结构参数   数值模拟   优化  

摘要： 为了进一步提高小型水力旋流器分离细微颗粒的能力,提出一种新型抛物面壁水力旋流器。应用计算流体力学软件Fluent分析比较了抛物面壁和圆锥面壁在不同条件下的分离特性、内部流场及颗粒物轨迹规律。在综合考虑分离效率以及体积大小的基础上,对抛物面壁进行选型优化。结果表明,抛物面壁旋流器各项分离性能的指标均更佳,压力梯度与速度梯度优势更明显,整体分离效率更高。得到最佳结构参数为,底流口直径8 mm、锥体高度175.54 mm,抛物线方程为y=-0.39164x^(2)+19.7166x-318.14。

关键词： CO_(2)-咸水-岩石相互作用   孔隙度   CO_(2)地质封存   咸水层   准噶尔盆地   数值模拟  

摘要： 为探究实际工程情况下超临界CO_(2)注入咸水层地质封存过程中储层孔隙度的变化,考虑CO_(2)-咸水-岩石相互作用对储层孔隙度的影响。以准噶尔盆地东沟组砂岩储层为研究对象建立三维地质模型,采用全耦合方法进行多相多组分流动模拟超临界CO_(2)注入咸水层后的溶解与扩散过程。结果表明,模拟期间储层孔隙度随CO_(2)羽迁移呈现出4种不同变化趋势;温度和地层水盐度梯度变化均会改变孔隙度变化趋势。基于数据分析,发现CO_(2)-咸水-岩石相互作用抑制了CO_(2)的迁移速率,导致不同区域矿物溶解或沉淀状态不同,进而造成了对孔隙度影响的差异性;封存过程中CO_(2)的持续注入导致储层内pH降低,产生矿物溶解,进而增加了孔隙空间,其中钙长石的溶解作用最显著,后期方解石持续生成则导致孔隙度增速放缓或减小;温度升高可促进矿物反应,并导致矿物变化量的增加,进而影响储层孔隙度的变化量;高盐度地层条件下不利于地化反应发生,进而减少孔隙度的变化量。研究结果可为CO_(2)地质封存的储层多场耦合模拟、地球化学响应特征研究提供一定的技术支撑,也为CO_(2)地质封存的长期性和稳定性评价提供了理论依据。

关键词： UHPC免拆模板   钢筋混凝土柱   抗震性能   数值模拟   承载力计算  

摘要： 为研究UHPC免拆模板钢筋混凝土柱在不同参数影响下的抗震性能,基于ABAQUS软件中混凝土塑性损伤(CDP)模型,考虑模板与后浇混凝土的界面接触滑移建立了数值分析模型;讨论了轴压比、普通混凝土强度、配筋率和模板厚度等参数对UHPC免拆模板-RC柱承载力和延性的影响;基于平截面假定,给出了UHPC免拆模板-RC柱的承载力计算公式。结果表明:建立的有限元模型能较好地模拟试件的承载力、骨架曲线和混凝土损伤情况;随着轴压比的增大,试件的承载力和延性均先增大后减小,轴压比为0.7时承载力和延性均最高;随着混凝土强度的提高,试件的承载力逐渐增大,但增长幅度却逐渐降低;提高配筋率可以提高试件的承载力,但对延性影响不大;模板的厚度对试件的承载力和延性影响显著,当模板厚度从10 mm增加到25 mm时,试件的承载力提高了24.1%,但其延性降低了43.8%,在保证试件拥有足够的承载力和变形能力下,建议UHPC模板厚度选择15~20 mm;基于平截面假定得到的承载力计算方法可以很好地预测试件的承载能力,计算值与模拟值(试验值)的比值均值为0.97,标准差为0.04。