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关键词： 防护结构   橡胶   抗冲击性  

摘要： 分析了一种能够耐水高压冲击的内壁防护结构,该墙体结构是在钢筋混凝土墙体结构上,加装一层防护钢板,在钢板外层再加装一层45°锯齿状橡胶类软材料,爆破喷出水和金属碎片撞击到该种设计的墙壁上,同时改变二次碰撞反射方向,能有效保护实验室内配套设施.

关键词： 盾构隧道   管片抗剪承载特性   环端面不平整   数值模拟   原型试验  

摘要： 在衬砌管片拼装过程中难免出现环端面不平整(或环缝间垫片局部脱空)的情形,进而在顶推力作用下管片容易产生局部开裂破损,严重时甚至危及衬砌结构安全。鉴于此,以衬砌管片抗剪原型试验为基础,在ABAQUS数值分析平台上建立P2型标准块管片的精细化模型,管片上部设置千斤顶靴板,底部设置垫片并使右侧垫片脱空。在靴板上逐级施加均布荷载,以分析局部脱空情况下衬砌管片在逐级顶推力作用下的力学响应,探讨环端面不平整条件下衬砌管片的裂缝发展过程及抗剪承载特性。数值模拟结果表明:顶推力加载至850 kN,管片脱空端竖向位移达到2 mm,管片内弧面上部出现第1道裂缝,内置钢筋仍处于弹性阶段;加载至1120 kN,脱空端竖向位移达到6 mm,内弧面上出现2道新裂缝,同时第1道裂缝进一步扩展形成内外贯穿性裂缝,即管片裂缝发展过程大致为内弧面→上环端面→外弧面,且裂缝附近上层纵向钢筋达到屈服强度;考虑到内外贯穿裂缝给衬砌管片带来较大渗漏水隐患,认为P2型标准块管片的抗剪承载力(即屈服荷载)约为1120 kN。将数值模拟结果与原型试验结果进行对比,二者所得管片裂缝分布与扩展规律大致一致,抗剪承载力基本相符,验证了数值模拟结果的可靠性。研究成果可为盾构隧道的衬砌设计与掘进施工提供参考依据。

关键词： 柴油机   海拔   生物柴油   碳烟   数值模拟  

摘要： 基于不同海拔下某农用柴油机燃用生物柴油-柴油混合燃料的试验数据,建立柴油机生物柴油-柴油混合燃料时缸内燃烧的三维仿真模型。利用该模型研究不同海拔下柴油机燃用不同比例生物柴油时缸内碳烟的生成与氧化过程。研究结果表明:当柴油机燃用不同比例生物柴油-柴油混合燃料时,随着海拔的升高,碳烟的开始生成始点和峰值对应的时刻有所推后,碳烟的峰值和趋于稳定的终值均随之升高,碳烟从开始生成到趋于稳定所对应的区间延长;随着柴油机燃用生物柴油比例的增大,碳烟生成的始点没有明显的变化规律,碳烟生成速率、缸内峰值以及趋于稳定的终值均随之降低,碳烟从开始生成到趋于稳定所对应的区间缩短。本研究可为高原地区柴油机燃用生物柴油实现高效清洁燃烧提供参考。

关键词： 控温包装   参数化建模   数值模拟  

摘要： 目的开发控温包装传热仿真系统Tpackage,通过参数化建模和传热仿真,对控温包装的保温效果进行有效分析。方法以典型控温包装为研究对象,基于OpenCASCADE、QT与VTK设计控温包装参数化建模模块;分析包装内外热量传递规律,开发控温包装传热求解器模块。集成2个模块实现控温包装的参数化建模和传热过程的数值模拟。结果使用Tpakcage在30、40℃2个环境温度下对2套控温包装系统(TC1、TC2)进行传热仿真,并采用Comsol进行同条件模拟,产品测温点到达8℃所经过时间的最大误差分别为7.04%(TC1-30℃)、9.87%(TC1-40℃)、8.82%(TC2-30℃)、9.73%(TC2-40℃);在30℃条件下进行实际验证实验,通过Tpackage进行同条件对比验证,产品测温点到达8℃所用时间的最大误差为9.47%。结论Tpackage能够实现典型控温包装的参数化建模,并有效评估控温包装的温度场分布。该研究可为控温包装优化设计提供参考,提高控温包装设计效率。

关键词： 带连廊高层建筑   结构因子   火焰融合   数值模拟  

摘要： 目的 研究带连廊高层建筑发生火灾时火焰蔓延的变化规律,为该类建筑的防火设计提供参考。方法 应用火灾数值模拟软件FDS建立一个33层带连廊建筑模型,分别改变结构因子、窗口数量两种因素进行模拟,分析该模型在不同条件下的温度分布等温线和温度曲线。结果 结构因子为0.4、0.8、1.2,窗口数量为二、三、四时,达到危险温度540℃,火焰融合高度随结构因子和窗口数量增加而上升;随着结构因子的增加,火焰融合高度提高了0.25~12.5 m;随着窗口数量的增加,火焰融合高度上升了0.9~6.37 m;结论 带连廊高层建筑外墙火焰蔓延高度受结构因子和窗口数量影响;随着窗口数量增加,结构因子对火焰融合高度影响越大,结构因子越大,火焰融合高度越高;建议带连廊高层建筑连廊部分结构因子小于0.8,并选用结构因子为0.8时的火焰融合高度作为外部蔓延防火阻隔区高度。

关键词： 燃气锅炉   助燃空气加湿   降氮   数值模拟   燃烧特性  

摘要： 为降低燃气锅炉的NO_(x)(氮氧化物)排放质量浓度,可以利用助燃空气加湿方法实现燃气锅炉降氮,重点针对该方式的燃烧过程和实施效果开展模拟与实验研究。研究不同助燃空气含湿量对燃气锅炉排烟温度、NO_(x)排放质量浓度的影响规律。结果表明,助燃空气加湿可以明显降低炉膛出口的NO_(x)平均排放质量浓度。当助燃空气加湿至76.90 g/kg时,燃气锅炉的NO_(x)排放质量浓度可降低至38.05 mg/m^(3),降氮效率高达71.96%。当助燃空气含湿量高于57.30 g/kg时,炉膛出口的CO质量浓度增长率急剧增加,燃烧的稳定性变差,继续提高助燃空气中的水蒸气含量不利于燃气锅炉的稳定运行。提出的助燃空气加湿技术为已有燃气锅炉的低氮改造方面提供技术参考。

关键词： 海底挖沟   应力分析   管道   数值模拟   ABAQUS  

摘要： 借助ABAQUS软件,分析海底航道区域超大深度后挖沟施工中已铺设管道受到的应力应变情况。采用可变形体和多个离散刚体对海底管道及其所接触的海底面建模,并对研究对象进行网格划分,调整作业步,基于相关规范要求和标准对各层各阶段挖沟施工的可靠性进行分析。

关键词： 2Cr13钢   斜轧穿孔   轧辊参数   内折叠   数值模拟  

摘要： 针对某钢管公司2Cr13钢无缝管穿孔过程中出现的内折叠缺陷问题,在测定2Cr13钢高温力学性能的基础上,借助于有限元软件Simufact,完成对典型规格的2Cr13钢管现有工艺穿孔过程的分析后,对轧辊参数进行了优化设计,在此基础上研究了不同轧辊入口锥角、入口锥分段长度、轧辊辊径和轧辊转速对穿孔内折叠及二次咬入的影响规律。结果表明:将原有轧辊入口锥设计为2段式,第1段变形区长度L_(11)=170 mm,入口工作锥角β_(11)=1.8°,第2段变形区长度L_(12)=110 mm,入口工作锥角β_(12)=3.2°,采用该轧辊设计方案穿孔时,最大轧制力、顶头轴向力和导板力较原有轧辊分别下降了5.56%、3.89%和20.55%,二次咬入顺利,轧件产生内折叠的倾向性较小;轧辊直径从800 mm增大到850 mm,轧制力增大,导板力减小,轧件轴向阻力减小,有利于管坯的二次咬入和穿孔过程的稳定,扩大了顶前压下率的调整范围;当轧辊转速从56.4 r/min增大到62 r/min时,轧件出口速度增大,但轧制力矩增大,能耗增加,轴向滑移增大,轴向速度效率降低,轧件发生内折叠的倾向性增大。

关键词： 钛合金   耐压壳   室温蠕变   蠕变屈曲   极限强度   数值模拟  

摘要： 深潜器钛合金耐压壳存在室温蠕变现象,会减弱耐压壳结构的屈曲极限强度,发生蠕变屈曲破坏。论文以钛合金圆柱形耐压壳为研究对象,考虑结构初始缺陷幅值、蠕变载荷和蠕变时间的影响,通过数值模拟研究蠕变变形对耐压壳非线性屈曲强度的影响。研究表明:蠕变变形会加剧结构初始缺陷的幅值,减弱耐压壳结构的非线性屈曲强度。另外,钛合金耐压壳存在蠕变屈曲现象,蠕变屈曲的临界时间对结构初始缺陷幅值极为敏感。建立了钛合金耐压壳室温蠕变屈曲临界时间与蠕变载荷之间指数关系的模型,可以快速评估深潜器在指定作业时间下的最大下潜深度。对于不同临界时间下的蠕变载荷,该模型拟合结果与数值计算结果的相对误差均在±2%以内。

关键词： 空心管   泡沫铝   吸声系数   数值模拟   COMSOL  

摘要： 为了提高多孔泡沫铝材料的吸声性能,将泡沫铝加工成空心管型结构。首先,利用声学阻抗管测试系统获取吸声系数;其次,基于JCA声学模型,采用COMSOL软件对空心管型泡沫铝进行仿真模拟以获取吸声系数,将吸声系数仿真结果与试验结果进行对比,验证仿真模型的可靠性;最后,通过声压云图和能量耗散云图对空心管型泡沫铝内部声场进行分析,并进一步通过数值模拟探究空心管参数对吸声性能的影响规律。研究结果表明:该空心管型结构属于共振式吸声结构;当声波的频率和结构中固有频率相同时,声波激励结构振动的振幅最大,导致大量的声能被消耗,从而起到吸声的作用;对于空心管型泡沫铝结构,可以通过增大空心管的半径、增加空心管的数量来提高吸声系数;在1000~6300 Hz的频率范围内,背后添加空腔的空心管型泡沫铝结构的平均吸声系数相较于背后添加空腔的均质型泡沫铝结构的平均吸声系数提高了26%。