基于三维应力方法的中厚壳耐压结构强度研究 被引量：1

1

作者 陈沙古 吴智睿 +2 位作者 高原 谢晓忠 冯令良 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期1731-1741,共11页

深海耐压结构的应用设计逐渐呈现采用中厚壳结构的特征,其结构应力特性与传统薄壳结构相比具有明显差异。本文以采用矩形肋骨加强的深海无人系统头盖结构为对象,基于环肋圆柱壳三维应力分析方法对中厚壳耐压结构强度开展研究。首先,通... 深海耐压结构的应用设计逐渐呈现采用中厚壳结构的特征,其结构应力特性与传统薄壳结构相比具有明显差异。本文以采用矩形肋骨加强的深海无人系统头盖结构为对象,基于环肋圆柱壳三维应力分析方法对中厚壳耐压结构强度开展研究。首先,通过文献中的算例检验三维应力方法计算程序关于环肋圆柱壳结构计算的正确性,然后对头盖主体结构进行典型应力计算,研究中厚壳结构受力特性,最后通过等效肋骨间距假设,计算获取头盖复杂结构典型区域壳板和肋骨的应力水平和分布规律。与有限元仿真计算和模型试验结果比较表明,三维应力分析方法用于中厚壳耐压结构应力计算时具有较好的适用性和工程精度,可以为深海耐压结构强度分析和中厚壳结构理论研究提供参考。 展开更多

关键词 耐压结构 中厚壳 矩形肋骨 三维应力 结构强度

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蒸汽冷却带肋矩形通道传热和压降实验关联式 被引量：12

2

作者 史晓军 税琳棋 +2 位作者 高建民 徐亮 刘加增 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1-6,共6页

针对燃气透平叶片蒸汽冷却问题,建立了透平叶片内冷通道实验系统.该系统主要包括蒸汽的发生器和调节器、整流段、带测量仪器的实验段、实验段加热装置、排气段、数据采集系统和控制系统.对10种不锈钢带肋实验段中的蒸汽传热和摩擦特性... 针对燃气透平叶片蒸汽冷却问题,建立了透平叶片内冷通道实验系统.该系统主要包括蒸汽的发生器和调节器、整流段、带测量仪器的实验段、实验段加热装置、排气段、数据采集系统和控制系统.对10种不锈钢带肋实验段中的蒸汽传热和摩擦特性进行了实验研究,其中实验段的宽高比分别为0.25、0.5、1、2、4,肋角度分别为30°、45°、60°、90°,雷诺数为10 000～80 000,由此建立了反映雷诺数、肋角度和通道宽高比影响的传热和摩擦特性实验关联式.结果表明：带肋面宽度的增加使得蒸汽的传热和摩擦阻力增大;雷诺数的增加使得蒸汽的传热显著增强,但是对流动摩擦因子的影响不大;肋角度为60°时蒸汽传热和摩擦系数最大.该结果可为先进的高温燃气透平蒸汽冷却叶片的设计研究提供参考. 展开更多

关键词 燃气轮机 带肋矩形通道 蒸汽冷却 换热特性 摩擦特性

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双矩管带肋约束型装配式防屈曲支撑的设计方法 被引量：20

3

作者 郭彦林 江磊鑫 《建筑科学与工程学报》 CAS 2010年第2期67-74,82,共9页

提出了一种新型防屈曲耗能支撑,即双矩管带肋约束型H型截面装配式防屈曲耗能支撑,利用有限元纤维模型进行了大量算例分析,揭示了其受力规律和工作机理,并建立了一套完整的基于构件层面的设计方法,包括外围构件的刚度和承载力要求、加劲... 提出了一种新型防屈曲耗能支撑,即双矩管带肋约束型H型截面装配式防屈曲耗能支撑,利用有限元纤维模型进行了大量算例分析,揭示了其受力规律和工作机理,并建立了一套完整的基于构件层面的设计方法,包括外围构件的刚度和承载力要求、加劲肋间距控制条件以及长螺杆连接件截面设计等;研究了外围约束刚度的变化对防屈曲构件性能的影响。分析结果表明:该新型防屈曲耗能支撑的设计方法可为工程应用提供参考和指导。 展开更多

关键词 双矩管带肋支撑 加劲肋 长螺杆连接件 整体失稳 肋间局部失稳

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肋开孔高度对大宽高比矩形通道流动传热的影响 被引量：6

4

作者 朱强华 崔苗 高效伟 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1630-1638,共9页

为了获得大宽高比矩形通道内开孔肋的流动与传热特性,采用数值模拟的方法在开孔肋的肋高e/Dh=0.188、开孔率β=0.131时研究了通道的摩擦系数、努塞尔数等参数随孔排高度和雷诺数的变化规律。结果表明:与实体肋相比,开孔肋能够减小通道... 为了获得大宽高比矩形通道内开孔肋的流动与传热特性,采用数值模拟的方法在开孔肋的肋高e/Dh=0.188、开孔率β=0.131时研究了通道的摩擦系数、努塞尔数等参数随孔排高度和雷诺数的变化规律。结果表明:与实体肋相比,开孔肋能够减小通道的摩擦系数并提高其壁面温度分布的均匀性,但是传热增强因子有所减小;随着孔排高度的提升,通道的摩擦系数单调减小,壁面温度分布的不均匀度增大,而传热增强因子则先增大后减小,因此存在一最优孔排高度(h/e)opt=0.65使开孔肋的强化传热综合指标达到最大值;随着雷诺数的增大,开孔肋通道的摩擦系数缓慢减小、换热逐渐增强,这与实体肋的变化规律是类似的。 展开更多

关键词 燃气轮机 矩形通道 实体肋 开孔肋 强化传热

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PBL加劲型矩形钢管混凝土轴压柱局部屈曲性能分析 被引量：16

5

作者 张宁 刘永健 李慧 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2017年第2期95-102,共8页

为研究开孔钢板连接件(PBL)加劲肋对矩形钢管混凝土轴压柱局部屈曲性能的影响,用能量法推导钢管屈曲系数计算公式,引入PBL和加劲肋相对刚度计算式并分析二者对屈曲模式的相互作用关系,讨论了PBL加劲型钢管的极限屈曲模式及其极限屈曲系... 为研究开孔钢板连接件(PBL)加劲肋对矩形钢管混凝土轴压柱局部屈曲性能的影响,用能量法推导钢管屈曲系数计算公式,引入PBL和加劲肋相对刚度计算式并分析二者对屈曲模式的相互作用关系,讨论了PBL加劲型钢管的极限屈曲模式及其极限屈曲系数、最大相对宽厚比限值。结果表明:PBL加劲肋可明显改善钢管局部稳定性,钢管屈曲系数k随着PBL加劲肋刚度增加而增大,直至达到极限屈曲系数42.68;PBL连接件可减小板件纵向屈曲的波长,而加劲肋的影响作用与之相反;设置PBL加劲肋后,钢管的最大相对宽厚比限值可达184,并且板件屈曲后强度随宽厚比的变化曲线下降趋势减缓,强度值随着PBL刚度增加而逐渐提高。 展开更多

关键词 PBL加劲肋 矩形钢管混凝土 局部屈曲 能量法 临界屈曲系数

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大跨度拱桥矩形拱肋静风阻力研究 被引量：6

6

作者 郑史雄 唐煜 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期33-38,共6页

针对拱桥矩形拱肋静风阻力传统计算方法的不足,给出更合理的拱肋阻力计算方法。采用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法及流场显示技术,计算分析二维拱肋截面阻力系数与三维曲拱肋阻力系数,并对某实际大跨度拱桥的缩尺模型进行风洞试验,... 针对拱桥矩形拱肋静风阻力传统计算方法的不足,给出更合理的拱肋阻力计算方法。采用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法及流场显示技术,计算分析二维拱肋截面阻力系数与三维曲拱肋阻力系数,并对某实际大跨度拱桥的缩尺模型进行风洞试验,分节段测试其静风阻力。结果表明:高宽比对阻力系数影响不明显;阻力系数随拱肋间距比的增大存在跳跃现象,对二维拱肋截面该跳跃区间为3<S/H<4,对三维曲拱肋为1.5<S/H<2;按三维拱肋阻力系数计算的静风阻力最接近该桥试验结果,若按二维拱肋截面阻力系数计算将明显偏小,而按规范方法又过于保守。建议在工程设计中采用三维曲拱肋阻力系数进行静风计算。 展开更多

关键词 拱桥 矩形拱肋 静风阻力 计算流体动力学 模型试验 风洞试验

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长条形反射镜的集成优化设计 被引量：6

7

作者 袁健 沙巍 +2 位作者 陈长征 张星祥 任建岳 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期85-89,94,共6页

离轴三反系统(TMA)在具有高分辨率、大视场的空间遥感器中被广泛使用,长条形反射镜作为TMA系统中的核心元件,其自身的性能直接影响遥感器的成像质量。本文在传统反射镜轻量化结构的基础上,为改善反射面局部面形质量,提出一种变筋厚设计... 离轴三反系统(TMA)在具有高分辨率、大视场的空间遥感器中被广泛使用,长条形反射镜作为TMA系统中的核心元件,其自身的性能直接影响遥感器的成像质量。本文在传统反射镜轻量化结构的基础上,为改善反射面局部面形质量,提出一种变筋厚设计方案;为了确定各结构参数的最佳取值,将反射面的面形精度和镜体质量同时作为目标函数,采用邻域培植多目标遗传算法(Neighborhood Cultivation Genetic Algorithm,NCGA)对其进行集成优化求解;结合制造工艺的约束,调整并确定该反射镜最终的设计方案。在z向1 g工况下,优化后的反射镜RMS值为1.278 nm、PV值为5.642 nm,分别较初始结构(RMS=1.947 nm,PV=8.349 nm)降低了34.4%和32.4%,且质量比初始结构略有减轻,从而兼顾了面形精度和镜体质量。这说明本文所提出的轻量化方案和结构参数确定方法适用于TMA系统中长条形反射镜轻量化结构的设计,对今后相关元件的研制具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 集成优化设计 长条形反射镜 轻量化结构 变筋厚设计 多目标优化

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基于非线性分析的加肋板肋条位置无网格优化

8

作者 彭林欣 李知闲 +1 位作者 项嘉诚 覃霞 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期3366-3382,共17页

在加肋板无网格模型中,肋条的位置对各种工况下加肋板受力性能的影响至关重要.文章基于一阶剪切变形和移动最小二乘法理论提出一种考虑非线性影响的加肋板无网格模型,并利用遗传算法优化肋条位置.首先,采用离散节点分别对平板和肋条进... 在加肋板无网格模型中,肋条的位置对各种工况下加肋板受力性能的影响至关重要.文章基于一阶剪切变形和移动最小二乘法理论提出一种考虑非线性影响的加肋板无网格模型,并利用遗传算法优化肋条位置.首先,采用离散节点分别对平板和肋条进行离散,得到加肋板的无网格离散模型;其次,通过冯·卡门大挠度理论得到非矩形板几何非线性问题的弯曲控制方程;再次,通过哈密顿原理得到加肋非矩形板自由振动问题的控制方程;最后引入遗传算法,以肋条的位置为设计变量、非矩形加肋板中心点挠度最小或自振频率最大为目标函数,对肋条位置进行优化.在考虑了几何非线性影响的肋条位置优化过程中,肋条位置改变时只需重新计算位移转换矩阵,避免了网格重构.本文以全局荷载下单肋条菱形板为例与理论解进行对比,进行有效性验证.再以板的中点挠度最小和自振频率最大为优化目标,对局部荷载作用下不同形状、不同肋条布置方式的加肋板进行优化,分析方法的收敛性及稳定性. 展开更多

关键词 无网格法 加肋非矩形板 一阶剪切变形理论 遗传算法 肋条位置优化

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新型矩形钢管混凝土柱节点轴压传力机制研究 被引量：2

9

作者 傅学怡 徐娜 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS 北大核心 2012年第4期283-289,共7页

针对在矩形钢管混凝土柱楼层节点区钢管内设置分配梁和内环肋这种节点新形式,研究分析该设置传力构件的矩形钢管混凝土柱轴压荷载作用下的受力机理,揭示其能有效协调钢管壁与内部混凝土的变形与受力,迫使钢管壁与内部混凝土共同承受外... 针对在矩形钢管混凝土柱楼层节点区钢管内设置分配梁和内环肋这种节点新形式,研究分析该设置传力构件的矩形钢管混凝土柱轴压荷载作用下的受力机理,揭示其能有效协调钢管壁与内部混凝土的变形与受力,迫使钢管壁与内部混凝土共同承受外荷载的功效.试验验证表明,节点设置传力构件改善了矩形钢管混凝土柱的受力性能,在此基础上提出了传力构件分配梁的设计方法. 展开更多

关键词 结构工程 矩形钢管混凝土柱 分配梁 内环肋 受力机理 温克尔梁

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开口结构对微肋阵沸腾换热及气泡动态生长特性的影响 被引量：5

10

作者 孙瑞瑞 张经 +2 位作者 华君叶 赵孝保 秦露雯 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期108-115,共8页

为了研究开口结构对微肋阵矩形通道沸腾换热的影响,本文对开口水滴形微肋阵通道流动沸腾换热性能进行可视化实验,并与水滴形微肋阵通道流动沸腾换热性能对比,借助高速摄像仪对通道内不同流量下气泡的流动和生长过程进行记录与分析。以... 为了研究开口结构对微肋阵矩形通道沸腾换热的影响,本文对开口水滴形微肋阵通道流动沸腾换热性能进行可视化实验,并与水滴形微肋阵通道流动沸腾换热性能对比,借助高速摄像仪对通道内不同流量下气泡的流动和生长过程进行记录与分析。以去离子水为工质,入口温度为30℃,流量范围为0.2~7.2 kg/h,加热电压为60 V,拍摄频率为500 fps。实验结果表明:微肋阵的开口结构会影响流动特性;开口结构增加了传热面积,有利于汽化核心的形成,有利于换热。在较低和较高雷诺数下,开口水滴形微肋阵的对流换热优于水滴形微肋阵;开口水滴形通道Ⅱ区和Ⅲ区域内气泡的等待时间和生长时间均随雷诺数的增大而逐渐增大,且气泡的生长时间大于等待时间,此外,针肋末端Ⅱ区域的等待时间和生长时间均比Ⅲ区域的更短。 展开更多

关键词 微肋阵矩形通道 流动沸腾 开口水滴形 气泡等待时间 气泡生长时间

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矩形通道内强化表面的传热研究 被引量：1

11

作者 曾德越 马重芳 +1 位作者 秦文新 孙东良 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 1994年第1期86-92,共7页

使用三种强化器，在矩形通道内进行受迫对流实验。整个实验是在ＲｅＤ＝２．２×１０３～６．２５×１０３范围内进行的。根据每种强化器的实验数据，关联出相应的经验公式ＮｕＤ＝ｃＲｅＦｍ，对各种强化器的强化特性进行了研... 使用三种强化器，在矩形通道内进行受迫对流实验。整个实验是在ＲｅＤ＝２．２×１０３～６．２５×１０３范围内进行的。根据每种强化器的实验数据，关联出相应的经验公式ＮｕＤ＝ｃＲｅＦｍ，对各种强化器的强化特性进行了研究；并利用强化比ＮｕＤ／ＮｕＤ。对三种强化器的强化效果进行比较，实验结果表明：深齿强化器优于浅齿，浅齿优于孔板强化器。 展开更多

关键词 强化器 传热 集成电路芯片

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PBL加劲型矩形钢管混凝土组合桁梁桥设计 被引量：14

12

作者 刘彬 刘永健 +2 位作者 杨岳华 曹明明 王康宁 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期97-102,共6页

高速公路跨线桥黄延桥为(24+40+24) m连续刚构体系PBL 加劲型矩形钢管混凝土组合桁梁桥。该桥主梁采用矩形钢管桁架和混凝土行车道板构成的组合桁梁;桥墩采用Y形双肢矩形钢管混凝土树状桥墩,下设菱形承台+钻孔灌注桩基础。在负弯矩区下... 高速公路跨线桥黄延桥为(24+40+24) m连续刚构体系PBL 加劲型矩形钢管混凝土组合桁梁桥。该桥主梁采用矩形钢管桁架和混凝土行车道板构成的组合桁梁;桥墩采用Y形双肢矩形钢管混凝土树状桥墩,下设菱形承台+钻孔灌注桩基础。在负弯矩区下弦杆和Y形桥墩的矩形钢管内设置PBL纵肋并灌注混凝土,形成PBL加劲型矩形钢管混凝土断面,以提高杆件承载力、改善受压钢管局部屈曲性能。为提高该桥PBL加劲型矩形钢管混凝土节点的承载力、改善节点的失效模式,采取主管内灌注混凝土和支管与主管同宽两项优化措施。混凝土桥面板通过上弦闭口PBL开孔预埋钢板连接件与主桁相连。桥墩通过纵、横向呈方格网络集中布置的PBL开孔钢板与承台固结。 展开更多

关键词 组合桁梁桥 跨线桥 矩形钢管混凝土结构 PBL加劲肋 负弯矩区优化 节点优化 PBL混合连接技术

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