加减速时变流场下球体水动力载荷特性试验研究

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作者 郭正阳 张鹏 +2 位作者 任浩杰 姚鸿飞 杜君峰 《中国海上油气》 北大核心 2025年第3期254-263,共10页

在海底采矿和深水整平等实际工程应用中,矿石和石料等类球体颗粒在管道中的运动及载荷特性直接决定了深海采矿泵机功率选择以及深水整平管道阻塞概率。针对当前管道中类球体存在的时变流场水动力载荷特性认识不清问题,搭建加减速球体水... 在海底采矿和深水整平等实际工程应用中,矿石和石料等类球体颗粒在管道中的运动及载荷特性直接决定了深海采矿泵机功率选择以及深水整平管道阻塞概率。针对当前管道中类球体存在的时变流场水动力载荷特性认识不清问题,搭建加减速球体水动力载荷测定试验装置,开展了匀速和加减速球体拖曳模型试验,同步测得球体运动及水动力载荷信息,采取遗忘因子最小二乘法对加减速状态下时变水动力载荷系数进行识别。结果表明:在加速和减速状态下,水动力载荷和载荷系数表现出滞后和非对称特点,其在加速阶段明显大于减速阶段;与匀速状态相比,加速与减速情况下,球体所受到的拖曳力系数和附加质量系数明显偏大;加速与减速状态下水动力载荷系数随无因次加速度因子增大呈增长趋势。该研究揭示了加减速时变流场对球体水动力载荷特性的影响,对海底采矿和深水整平等工程应用提供了参考。 展开更多

关键词 海底采矿 时变流场 球体 水动力载荷 模型试验 遗忘因子最小二乘法 拖曳力系数

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全长黏结GFRP抗浮锚杆荷载分布函数模型研究 被引量：15

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作者 白晓宇 张明义 +2 位作者 匡政 王永洪 闫楠 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1977-1988,共12页

基于荷载传递法理论与Kelvin问题的位移解,进一步推导全长黏结GFRP(glass fiber reinforced plastics)抗浮锚杆在轴向拉拔荷载作用下轴力沿锚固深度的分布函数。为验证该理论应用于GFRP抗浮锚杆的合理性,借助植入式光纤光栅传感技术,对... 基于荷载传递法理论与Kelvin问题的位移解,进一步推导全长黏结GFRP(glass fiber reinforced plastics)抗浮锚杆在轴向拉拔荷载作用下轴力沿锚固深度的分布函数。为验证该理论应用于GFRP抗浮锚杆的合理性,借助植入式光纤光栅传感技术,对2根同型号GFRP抗浮锚杆进行现场拉拔破坏性试验。研究结果表明:根据荷载传递法与Kelvin位移解得到锚杆轴力与剪应力分布函数曲线形式与试验结果相近,说明该理论合理;孔口锚固体的开裂导致锚杆轴力及剪应力分布曲线试验值主要分布范围比理论值的更大;由于试验过程中岩土体位移较小,锚杆的剪应力分布曲线形式较理论值呈现"矮胖"的特点。此外,对锚杆轴力、剪应力理论分布函数曲线进行修正后的结果与试验结果吻合度显著提高。 展开更多

关键词 GFRP抗浮锚杆 轴力 剪应力 荷载传递法 Kelvin位移解 拉拔试验

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基于结构弹塑性地震反应的柱变轴力加载方法研究 被引量：8

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作者 杨红 白绍良 《世界地震工程》 CSCD 2002年第2期80-84,共5页

通过对平面框架弹塑性动力反应的分析,本文对地震作用下框架柱的轴力变化规律进行了研究,结果表明,在试验中使轴力与弯矩成比例变化的加载方案与框架柱的实际受力情况最一致,而假定轴力与水平侧移成比例变化则会带来一定的误差,但仍可... 通过对平面框架弹塑性动力反应的分析,本文对地震作用下框架柱的轴力变化规律进行了研究,结果表明,在试验中使轴力与弯矩成比例变化的加载方案与框架柱的实际受力情况最一致,而假定轴力与水平侧移成比例变化则会带来一定的误差,但仍可作为近似的变轴力加载方法。 展开更多

关键词 结构 钢筋混凝土 柱 变轴力加载方法 弹塑性动力反应 地震作用

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堆载作用下桥梁被动桩偏移受力分析及处理措施 被引量：29

4

作者 马远刚 王艳芬 陈晨 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期22-26,共5页

为研究堆载对桥梁被动桩的影响,以某桥为背景,采用有限差分法进行被动桩偏移受力分析,判断基桩能否继续使用并提出处理措施。采用有限差分法建立下部结构模型,计算堆载作用下桥墩偏移并与实测值对比,分析基桩内力及偏移,按圆形截面钢筋... 为研究堆载对桥梁被动桩的影响,以某桥为背景,采用有限差分法进行被动桩偏移受力分析,判断基桩能否继续使用并提出处理措施。采用有限差分法建立下部结构模型,计算堆载作用下桥墩偏移并与实测值对比,分析基桩内力及偏移,按圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件计算最大裂缝宽度并评估基桩状态,根据评估结果提出处理措施。结果表明:堆载导致桥墩偏移,墩顶横向偏移计算值与实测值比较吻合;堆载作用下,基桩产生了较大偏移和弯矩,桩顶轴力和桩身轴力分布不均,并产生不同程度的负摩阻力(距堆载越近负摩阻力越大);最大裂缝宽度为0.08mm,小于规范限值,判断基桩可以继续使用,提出堆载反压和应力释放孔联合纠偏,开挖卸载、水平顶推结合应力释放孔纠偏等处理措施。 展开更多

关键词 桥梁基础 被动桩 堆载 位移 轴力 负摩阻力 裂缝宽度 纠偏 有限差分法

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自平衡法试桩的承载特性试验研究 被引量：34

5

作者 徐长节 李碧青 蔡袁强 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1262-1268,共7页

通过分别采用自平衡法试桩和静载法试桩对杭州市某工程6根抗压试桩进行对比测试,分析基桩在自平衡法试桩条件下的Q-s曲线、桩身轴力、侧摩阻力等分布规律,并与静载法试桩条件下桩身受力性状进行对比研究.研究结果表明:自平衡法试桩上部... 通过分别采用自平衡法试桩和静载法试桩对杭州市某工程6根抗压试桩进行对比测试,分析基桩在自平衡法试桩条件下的Q-s曲线、桩身轴力、侧摩阻力等分布规律,并与静载法试桩条件下桩身受力性状进行对比研究.研究结果表明:自平衡法试桩上部桩与静载法试桩的桩身受力特性差别较大.前者桩侧摩阻力由下及上发挥,后者桩侧摩阻力由上及下发挥.砂性土、黏性土及圆砾的侧摩阻力折减系数可取0.688、0.774、0.860.在本工程土质情况下,自平衡法试桩的侧摩阻力折减系数可取0.782.自平衡法试桩的经转换后的Q-s曲线较平滑,且在加载值较小时与静载法试桩的Q-s曲线有一定差异,但随着加载值的增大,两者的曲线趋于一致,说明了自平衡法试桩的可靠性. 展开更多

关键词 自平衡法 静载法 试桩 Q-S曲线 桩身轴力 侧摩阻力 折减系数

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盾构隧道施工对桩基影响的解析理论研究 被引量：9

6

作者 秦东平 何平 张海彦 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2021年第7期80-88,共9页

研究目的:基于柱体空腔膨胀理论,引入桩侧荷载传递函数前沿成果,深化了地层应力、地层变形和桩侧荷载传递函数的计算表达式,并以此为基础,研究盾构隧道施工影响下桩基的附加轴力、摩阻力、竖向位移的解析理论以及桩基在隧道不同位置处... 研究目的:基于柱体空腔膨胀理论,引入桩侧荷载传递函数前沿成果,深化了地层应力、地层变形和桩侧荷载传递函数的计算表达式,并以此为基础,研究盾构隧道施工影响下桩基的附加轴力、摩阻力、竖向位移的解析理论以及桩基在隧道不同位置处的力学响应规律,同时辅以有限元计算结果进行对比分析。研究结论:(1)在同一工况、不同荷载传递函数λ值下,桩基附加轴力及附加摩阻力随着λ值的增大而减小,桩基竖向位移不受λ值影响;(2)在不同工况、相同的荷载传递函数λ值下,桩基的竖向位移、桩基附加轴力及附加摩阻力均会随着桩基与隧道的水平距离的增加而减小,竖向位移的减小幅度为0.5 mm/m,附加轴力及附加摩阻力的减小幅度为0.16×2^(n/3-1);(3)通过解析计算结果与有限元计算结果对比分析后发现,荷载传递函数λ取值为2可较好地反映盾构隧道施工对桩基的力学和位移影响。 展开更多

关键词 柱体空腔膨胀理论 荷载传递函数 附加轴力 附加摩阻力

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时变轴向力负载影响下滚珠丝杠副性能衰退特性 被引量：2

7

作者 程强 计冬雪 +3 位作者 初红艳 齐宝宝 郝小龙 刘志峰 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期457-465,551,共10页

滚珠丝杠副是数控机床机械传动的重要部件,机床切削参数的不断变化致使其承受的轴向负载具有动态时变的特性,进而其精度、预紧力、摩擦力矩等性能的衰退呈现出时变特性.为了研究滚珠丝杠副在时变轴向加载工况下的性能变化规律,在建立时... 滚珠丝杠副是数控机床机械传动的重要部件,机床切削参数的不断变化致使其承受的轴向负载具有动态时变的特性,进而其精度、预紧力、摩擦力矩等性能的衰退呈现出时变特性.为了研究滚珠丝杠副在时变轴向加载工况下的性能变化规律,在建立时变受力模型的基础上,通过弹性赫兹理论推导建立了时变轴向力工况下双螺母滚珠丝杠副的时变受力模型、时变磨损模型、时变预紧力和摩擦力矩衰退模型,并且通过滚珠丝杠副精度保持性试验台用激光干涉仪测量序进轴向力加载与恒定轴向力加载工况下的滚珠丝杠磨损深度变化情况,与理论模型对比,由此验证滚珠丝杠副时变轴向力加载性能衰退模型的有效性与合理性.论文的研究对于提升精密滚珠丝杠副的精度及其保持性具有理论意义. 展开更多

关键词 滚珠丝杠副 时变轴向载荷 磨损规律 预紧力衰退 摩擦力矩 加速退化试验

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圆不锈钢管混凝土短柱轴压承载力性能研究 被引量：7

8

作者 唐红元 范璐瑶 +1 位作者 赵鑫 杨虹 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2021年第1期63-69,共7页

为了研究圆不锈钢管混凝土柱轴压承载力性能,在试验的基础上,利用有限元软件ABAQUS建立合理的有限元模型,并进行不同混凝土强度和约束效应系数参数化分析及不锈钢管和核心混凝土的轴力分配研究。结果表明:壁厚相同时,CFSST短柱的极限荷... 为了研究圆不锈钢管混凝土柱轴压承载力性能,在试验的基础上,利用有限元软件ABAQUS建立合理的有限元模型,并进行不同混凝土强度和约束效应系数参数化分析及不锈钢管和核心混凝土的轴力分配研究。结果表明:壁厚相同时,CFSST短柱的极限荷载增大幅度由大到小为:30 MPa增加到40 MPa,50 MPa增加到60 MPa,40 MPa增加到50 MPa;混凝土强度相同时,壁厚越大,CFSST短柱极限承载力的增大幅度越小;与普通钢管混凝土不同的是,当ξss<1.2时,荷载-轴向位移曲线达到峰值点短暂下降后又继续趋于向上;不锈钢管和核心混凝土的轴力分配情况分为3类:当ξss<ξ1时,混凝土始终大于不锈钢管承担的轴向荷载;当ξss>ξ2时,与之相反;当ξ1<ξss<ξ2时,混凝土和不锈钢管先后大于对方所承担的轴力,且相差较小。 展开更多

关键词 不锈钢管混凝土 轴压承载力 有限元 约束效应系数 轴力分配

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风化软岩地区嵌岩桩承载力自平衡试验研究 被引量：2

9

作者 张明礼 孙学先 +1 位作者 郭楠 薛珂 《铁道标准设计》 北大核心 2014年第5期39-44,共6页

为研究风化软岩段桩基侧摩阻力承载特性和桩基安全性,采用自平衡试桩法对某工程水稳性较差的风化软岩段3根试桩进行测试分析。结果表明:自平衡法试桩荷载箱上部桩与传统静载法试桩的桩身受力方向相反,前者比后者端阻力发挥更充分;在2倍... 为研究风化软岩段桩基侧摩阻力承载特性和桩基安全性,采用自平衡试桩法对某工程水稳性较差的风化软岩段3根试桩进行测试分析。结果表明:自平衡法试桩荷载箱上部桩与传统静载法试桩的桩身受力方向相反,前者比后者端阻力发挥更充分;在2倍设计荷载作用下桩顶等效竖向位移较小,桩身侧摩阻力、端阻力大部分未充分发挥,实测桩侧摩阻力可能比勘察提供的侧摩阻力值大;按照经验法和简化法得到的3根试桩的计算安全系数差别较小,均大于2.2,验证了试桩的安全性和自平衡方法的可靠性。 展开更多

关键词 桥梁基础 侧摩阻力 荷载传递 桩身轴力 自平衡试桩法 静载法

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循环荷载作用下冷弯薄壁矩形截面构件的破坏行为及影响参数 被引量：2

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作者 杨娜 仲亚囡 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第19期12-16,92,共6页

完成了6个壁厚低于3 mm的冷弯薄壁矩形截面钢压弯足尺构件拟静力试验,研究其在常轴力循环弯矩作用下的滞回性能,并对其破坏行为、滞回曲线、骨架曲线、耗能及延性性能等进行了综合分析。在试验研究结果的基础上,基于ANSYS软件,建立了冷... 完成了6个壁厚低于3 mm的冷弯薄壁矩形截面钢压弯足尺构件拟静力试验,研究其在常轴力循环弯矩作用下的滞回性能,并对其破坏行为、滞回曲线、骨架曲线、耗能及延性性能等进行了综合分析。在试验研究结果的基础上,基于ANSYS软件,建立了冷弯薄壁矩形截面钢构件数值分析模型,完成了其滞回性能的参数分析。分析结果表明,轴压力对塑性屈曲后构件的承载力、刚度及延性性能有劣化作用;存在最优截面高宽比组配,使得构件的延性性能最佳,当高宽比其超过最优截面高宽比值,随高宽比增大延性变差;长细比越大,构件的极限承载能力、变形能力及耗能能力越差。 展开更多

关键词 冷弯矩形截面钢 拟静力试验 破坏行为 影响参数

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复杂荷载环境下海上风力机的建模及动力学特性分析 被引量：1

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作者 王青占 赵建中 郭兴明 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期573-585,共13页

通过分析处于海风、海浪、海流、土壤力等复杂荷载作用下的海上风力机支撑结构,采用赫维赛德阶跃函数和狄拉克δ函数建立了连续统一的、顶端带有集中质量块的悬垂梁风力机动力学模型.基于对控制方程的Galerkin截断,得到离散化的常微分... 通过分析处于海风、海浪、海流、土壤力等复杂荷载作用下的海上风力机支撑结构,采用赫维赛德阶跃函数和狄拉克δ函数建立了连续统一的、顶端带有集中质量块的悬垂梁风力机动力学模型.基于对控制方程的Galerkin截断,得到离散化的常微分方程组,使用四阶Runge-Kutta方法求解,得到了模型的动力学行为特性云图曲线.通过悬垂梁风力机模型的时程曲线、庞加莱映射对风力机模型进行动力学分析,给出了位移和速度的幅值随激振力频率变化的幅频特性曲线,并研究了垂向激振、自重、变刚度参数对风力机结构振动特性及其稳定性的影响. 展开更多

关键词 海上风力机 变轴力 复杂荷载 变刚度 动力响应

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基于液压系统的风机叶片液压自调角系统 被引量：4

12

作者 赵倩 郭德鹏 +2 位作者 陈建平 朱恩龙 郝亮 《机电工程》 CAS 北大核心 2023年第1期76-82,共7页

为确保冷却塔循环水系统安全可靠地运行,冷却塔风机转速以及叶片安装角度均按照最大换热量设定。但受生产工艺、环境温度等相关因素的影响,冷却塔风机的换热量在时刻变化,因此,冷却塔风机冷却能力与实际需求不匹配,造成大量能源浪费,为... 为确保冷却塔循环水系统安全可靠地运行,冷却塔风机转速以及叶片安装角度均按照最大换热量设定。但受生产工艺、环境温度等相关因素的影响,冷却塔风机的换热量在时刻变化,因此,冷却塔风机冷却能力与实际需求不匹配,造成大量能源浪费,为此,提出了一种基于液压系统的冷却塔风机叶片自调角的新型节能方法。首先,对自调角系统的工作原理进行了分析,利用Solidworks软件对自调角机构进行了结构设计,并对液压驱动系统工作原理进行了分析;然后,借助风力机气动载荷的计算方法,得到了液压系统提供的驱动力随安装角度变化的曲线;最后,利用AMESim仿真软件探究了多种液压回路自调角的工作特性,分析了调速阀内部元件节流阀开度对液压回路稳定性的影响。研究结果表明:自调角装置可以实现风机在不停机的工况下调节叶片的安装角度;采用PID调速阀液压回路可提高系统工作的精度和稳定性;当调速阀内部节流口的开度K=0.08时,可有效减少振荡时间,减小振荡峰值。 展开更多

关键词 轴流风机 节能方法 液压系统驱动力 自调角装置 调速阀 节流阀开度 液压回路稳定性 载荷分析

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超长桩竖向承载性状影响因素的有限元分析 被引量：3

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作者 罗滔 傅少君 敖霞 《中国农村水利水电》 北大核心 2018年第1期135-139,共5页

超长桩的竖向承载机理及其影响因素一直是工程中的热点研究问题。采用非线性有限元方法,通过数值分析手段分别模拟了不同桩长径比、桩土弹模比、桩端土与桩周土弹模比以及邻近堆载,以桩身轴力沿桩身分布规律为指标系统分析各种因素对超... 超长桩的竖向承载机理及其影响因素一直是工程中的热点研究问题。采用非线性有限元方法,通过数值分析手段分别模拟了不同桩长径比、桩土弹模比、桩端土与桩周土弹模比以及邻近堆载,以桩身轴力沿桩身分布规律为指标系统分析各种因素对超长桩竖向承载性状的影响,揭示超长桩的竖向荷载传递机理,为超长桩的设计和施工提供参考。 展开更多

关键词 超长桩 承载机理 桩身轴力 堆载临近 非线性有限元

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考虑非荷载变形的冻土区灌注桩轴力失真纠偏计算方法 被引量：1

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作者 施瑞 温智 +1 位作者 高樯 魏彦京 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1942-1950,F0002,共10页

以预埋钢筋计测值间接获取桩体轴力与桩侧摩阻力是桩基监测中的常用手段。然而,钢筋应力计测值不仅包括施加于桩基的荷载产生的应力,还包括各种非荷载因素造成的附加应力。因而,简单地以钢筋和混凝土弹性模量比值来估算混凝土应力,其结... 以预埋钢筋计测值间接获取桩体轴力与桩侧摩阻力是桩基监测中的常用手段。然而,钢筋应力计测值不仅包括施加于桩基的荷载产生的应力,还包括各种非荷载因素造成的附加应力。因而,简单地以钢筋和混凝土弹性模量比值来估算混凝土应力,其结果值得商榷,多年冻土区尤甚。根据钢筋混凝土桩的实际材料特性,按相容条件建立计算方程,考虑混凝土温度变形、冻胀变形、干湿胀缩变形、自生体积变形、徐变变形以及钢筋温度变形,得出考虑非荷载变形的多年冻土区桩基础混凝土、钢筋实际荷载应力,最终得到实际荷载引起的桩身轴力、桩侧摩阻力。结果表明:该计算方法具有其合理性及有效性,可避免传统方法因非荷载变形带来的轴力失真与无法合理解释的测试结果,对桩基承载性能分析具有实际意义。 展开更多

关键词 多年冻土区 灌注桩 非荷载变形 荷载应力 轴力失真 纠偏计算方法

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