中国科技论文

China Sciencepaper

  • PPP-BOTDA分布式光纤传感技术在水工结构物健康监测中的可行性探讨

    杨孟;苏怀智;郭芝韵;伏晓;

    基于脉冲预泵浦(pulse-prepump,PPP)布里渊光时域分析的PPP-BOTDA分布式光纤传感技术,作为新近发展起来的一种监测手段,在空间分辨率和精度方面具有明显优势。针对水工结构物健康监测的领域特点,通过多组试验,分析了PPPBOTDA分布式光纤传感技术的平均化次数、重复性、扫频范围、扫频步长、监测时间、长短距离空间定位精度、空间分辨率和采样间隔等各项性能指标,在此基础上,进行了基于该技术的水工结构物温度和应变监测试验,验证了该技术在水工结构物健康监测中的感知性能和可行性。

    2014年05期 v.9 499-501+506页 [查看摘要][在线阅读][下载 186K]
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  • 轴压功能梯度材料圆柱壳的弹、塑性屈曲分析

    黄怀纬;韩强;

    功能梯度材料板壳弹性屈曲领域研究已取得许多卓有成效的成果,而弹塑性、塑性屈曲问题的研究却鲜有报道。针对功能梯度材料圆柱壳的弹、塑性屈曲问题,采用有限元软件ABAQUS开展了数值模拟与分析。分析中采用叠层模型,定义材料沿厚度方向的梯度特性,计入材料的物理非线性和前屈曲几何非线性的影响。计算得到弹、塑性功能梯度材料圆柱壳的屈曲临界荷载和变形模式,给出了壳体从弹塑性屈曲到塑性屈曲的转化过程,并对屈曲类型对应的区域进行划分,研究了壳体厚度、组分参数对屈曲临界状态的影响。

    2014年05期 v.9 502-506页 [查看摘要][在线阅读][下载 239K]
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  • 不同构造形式延性节点的钢框架损伤退化滞回性能有限元分析

    董立婷;王燕;

    针对空间钢框架在低周反复荷载作用下的滞回性能、破坏机理和损伤退化性能等进行了有限元分析。研究结果表明:加腋型节点钢框架可以有效降低梁柱翼缘连接焊缝处应力,与其他构造形式节点相比,其耗能能力较强;翼缘板加强型节点可使梁柱翼缘焊缝处应力降低约20%。不同构造形式节点钢框架在低周反复荷载作用下承载力化正负向退化不一致;刚度退化曲线差别很小,钢框架节点形式的构造差异对其刚度退化曲线影响不显著。

    2014年05期 v.9 507-511页 [查看摘要][在线阅读][下载 321K]
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  • 高烈度地震区带软钢阻尼器的框架-核心筒结构抗震性能分析

    徐佳琦;吕西林;

    减隔震技术是当前抗震研究的热点,其中,软钢阻尼器是结构被动控制中耗能减震装置的一种。软钢阻尼器在地震时,通过软钢发生塑性屈服滞回变形而耗散输入结构中的能量,从而达到减震的目的。由于构造简单,力学概念明确,技术性能可靠且易实现,软钢阻尼器已成为较多应用于高层建筑抗震的减震技术之一。本文利用NosaCAD有限元分析软件,对某高层建筑进行了非线性时程分析,并对该高层建筑应用软钢阻尼器进行设计,计算中用斜向阻尼器进行模拟。基于9度罕遇地震进行设计,通过分析结构的位移响应、损伤发展以及阻尼器的滞回曲线等性能指标,验证了软钢阻尼器对于高烈度地震区高层建筑减震的作用。

    2014年05期 v.9 512-516页 [查看摘要][在线阅读][下载 320K]
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  • 空间直梁传递矩阵的物理意义推导法

    闫仙丽;李青宁;孙建鹏;王天利;

    基于传递矩阵中各元素的物理意义,采用单元基本计算体系,利用平衡条件和虚功原理推导了考虑弯矩、剪切和轴力影响的空间弹性直梁在无外荷载及各种外荷载作用下的传递矩阵,并针对实例,对所推导公式进行编程运算,得到示例桥梁关键截面的内力。将计算结果与有限元法计算结果进行比较,二者吻合良好,表明推导方法可行。该方法避免了初参数法的繁琐,概念清晰,求解简便,并可以应用到其他结构在不同荷载情况下传递矩阵的推导。

    2014年05期 v.9 517-521页 [查看摘要][在线阅读][下载 196K]
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  • 基于图像技术的沥青混合料细观结构研究进展

    焦丽亚;左娜;杨军;王晓;

    设计沥青混合料多依据沥青混合料的宏观品质,而沥青混合料的细观结构对宏观性能有着重要影响,基于图像技术的细观研究可深入地解释沥青混合料的路用表现。介绍了数字图像处理技术的定义及利用X-ray CT无损技术获取沥青混合料内部结构的方法,并综述了利用数字图像技术分析沥青混合料内部结构特性,包括集料形状、分布、接触性能及空隙等方面的研究,表明了图像技术研究沥青混合料的可行性。同时,还简要介绍了基于图像处理的沥青混合料细观结构的数值模拟方法,主要讨论了离散元方法和有限元方法的特点。最后提出了目前研究中的几点不足,并展望了沥青混合料细观结构未来的研究方向,为今后沥青混合料的研究提供参考。

    2014年05期 v.9 522-528页 [查看摘要][在线阅读][下载 220K]
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  • 山地城市滨水景观空间的弹性适灾策略——以重庆北滨路为例

    李畅;杜春兰;

    敏感的自然地理环境和不合理的城市建设是山地城市滨水区景观灾害和灾害景观产生的主要原因。从当代景观规划设计的视角,分析了山地城市滨水灾害的特征和类型、灾害的演进过程以及防灾误区。通过借鉴社会生态学和景观都市主义理论,提出了能承受干扰而不至于崩溃的弹性适灾策略。并以重庆市北滨路滨水景观设计为例,从时空的动态适应、复合的网络系统和适应性的植物群落3个方面进行了景观基础设施的设计实践,以期推动山地城市滨水空间防灾规划体系的不断完善。

    2014年05期 v.9 529-533页 [查看摘要][在线阅读][下载 191K]
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  • Weibull统计特性风速条件下的自然通风实验

    王亮;谭洪卫;余元波;

    采用双参数Weibull统计模型对室外逐秒风速进行了拟合,结合频谱特性分析对实测自然风的典型性进行验证,并考虑到风向对通风效果的影响定义了风向因子参数。通过实际自然风条件下模型比例为1∶10的通风实验,对尺寸因子、形状因子及风向因子等自然风特性参数对自然通风效果的影响进行了研究,并建立了相应的影响模型。研究结果表明:逐秒自然风风速统计分布服从双参数Weibull统计模型;实际自然风条件下,通风效果随Weibull分布的尺寸因子及风向因子的增加而加强,随形状因子的增加而减弱。

    2014年05期 v.9 534-537+547页 [查看摘要][在线阅读][下载 278K]
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  • 堤防管涌试验研究与分析

    代远;倪小东;周仁;

    为研究堤基内部填充颗粒在何等水力梯度下发生运移,进而流向出流口,最终引起管涌破坏,对砂槽模型试验装置进行了改进,避免出现接触冲刷破坏,以获得理论上发生管涌的临界水力梯度值。试验中考虑了不同细料含量、填充密度、渗径等条件下管涌临界水力梯度的变化,试验结果较为接近公式计算值。在此前提下,考虑了堤基内部存在渗流通道对管涌临界水头的影响,分析了渗流通道大小及通道距出流口远近对临界水力梯度的影响,得到了比较合理的结论。

    2014年05期 v.9 538-542页 [查看摘要][在线阅读][下载 243K]
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  • 重力坝深层抗滑稳定试验中结构面变位测试技术

    张林;杨宝全;陈媛;胡成秋;董建华;

    软弱结构面内部相对变位的测试一直是重力坝深层抗滑稳定试验中的一个重点和难点。以电阻应变技术为基础,成功研制了适用于地质力学模型中软弱结构面相对变位量测的位移传感器。该传感器体积小,精度高,同时设置有隔热装置,不受升温降强的影响,稳定性好。介绍了该位移传感器的设计思路、工作原理,并将该传感器应用于某重力坝三维地质力学模型综合法试验中,获得了主要结构面的内部相对变位,为大坝稳定性分析提供了科学依据。

    2014年05期 v.9 543-547页 [查看摘要][在线阅读][下载 209K]
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  • 王家坪尾矿库库水顶托对栗西尾矿库渗流稳定性的影响

    王劲;罗玉龙;

    王家坪尾矿库位于栗西尾矿库下游,其运行后将淹没栗西尾矿库初期坝,进而对栗西尾矿库形成顶托作用,显著影响栗西尾矿库坝体渗流稳定性。基于三维渗流有限元理论,研究拟定排渗方案下,不同库水顶托作用对栗西尾矿库地下水埋深的影响。研究表明,顶托作用对栗西尾矿库主坝体内浸润线埋深影响很小,但对初期坝内水位影响很大。本文研究为其他类似工程的建设提供了有益的借鉴。

    2014年05期 v.9 548-550+559页 [查看摘要][在线阅读][下载 222K]
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  • 淮河流域降雨时空变异与信息熵分析

    张翔;宋晨;吴绍飞;

    基于淮河流域蚌埠闸以上173个雨量站1956—1997年共41年的日降雨资料,采用Hurst系数法和信息熵方法分析了淮河—沙颍河流域降雨时空变化规律。结果表明:淮河干流与沙颍河中上游大部分地区的Hurst系数都小于0.5,而涡河流域则大于0.5,淮河—沙颍河流域与涡河流域降雨存在一定的地区差异性;在流域南部,各站的年降水在时间上具有比较强的随机性,降水量的大小也比较接近,该规律在流域北部不明显;全流域与1号、2号和3号子区域的空间熵的变化有较高的相似性,与4号、5号和6号子区域的相似性则比较小,主要原因是4号~6号子区域同属涡河流域,与淮河—沙颍河流域存在一定的差异性,这与基于Hurst系数方法得到的结果类似。

    2014年05期 v.9 551-554页 [查看摘要][在线阅读][下载 205K]
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  • 硫酸钠溶液对纤维水泥土耐久性能的影响

    陆元鹏;申向东;

    根据内蒙古河套灌区土质特性,通过正交试验方法分析得到复掺玻璃纤维粉煤灰水泥土最优配合比,进而通过选取不同浓度的Na2SO4溶液侵蚀该水泥土试件,测得相应的无侧限抗压强度值,分析在硫酸盐溶液的侵蚀环境下,不同SO2-4浓度对水泥土耐久性能的影响规律。结果表明:当SO2-4浓度很小时,对该水泥土的强度有促进作用。随着SO2-4浓度的提高,水泥土无侧限抗压强度显著降低。

    2014年05期 v.9 555-559页 [查看摘要][在线阅读][下载 241K]
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  • 冬季覆盖海冰条件下海冰消融过程水盐变化分析

    武林红;陶军;张化;许映军;常志云;

    众多国家和地区对非常规水源利用一直给予研究和重视。冬季海冰覆盖条件下,融水质量变化特征不同于常规灌溉,研究和掌握其规律对咸水冰资源综合利用十分重要。利用冬季室外冰柱、土柱实验,以实时监测海冰消融全过程为手段,深入分析冬季覆冰条件下海冰融水水量及总盐动态变化。实验结果表明:融水量最大值出现在下午15时左右;覆盖海冰条件下,海冰消融入渗过程分为集中排盐、深度脱盐、淡水入渗三个阶段。实验结果可为冬季覆冰或咸水结冰灌溉提供技术参考。

    2014年05期 v.9 560-563页 [查看摘要][在线阅读][下载 191K]
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  • 水流对破坏后河床演变的作用

    李金钊;齐梅兰;金亚昆;

    河床因自然或人为作用会发生破坏。将破坏后河床地形概化为三角形坑,通过水槽试验和数值模拟研究了清水和动床两种水沙条件下坑形河床的演变。采用垂向二维水流数学模型计算得到了不同时刻下坑周围的流速与河床切应力分布,分析了导致河床演变的原因。研究表明:清水冲刷条件下破坏后河床仅在坑缘口处有冲刷侵蚀,是由于此处强切应力所致;动床冲刷条件下坑内流速很小,坑上游来沙在坑内淤积,同时坑下游边坡长距离冲刷显著;河床演变达到平衡状态时,局部切应力仍大于均匀流切应力。

    2014年05期 v.9 564-567+583页 [查看摘要][在线阅读][下载 274K]
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  • 水的黏度变化对低速大扭矩水压马达柱塞副泄漏流量的影响

    王志强;高殿荣;

    为了提高低速大扭矩水压马达的容积效率,定量分析了水黏度对柱塞副泄漏流量损失的影响。首先根据水压马达实际运行状态确定了柱塞副的初始设计参数和水的性能参数,计算了定黏度下不同间隙、不同偏心距时的柱塞副泄漏流量。然后基于温升与压降的关系、黏温方程、黏压方程及流量方程,建立了变黏度条件下,水压马达在低速及高速情况下,柱塞副与转子缸孔同心及偏心时,柱塞副泄漏流量损失的数学模型。最后以环形间隙大小、偏心距和压差作为柱塞副的性能指标,详细分析了水的黏度对柱塞副泄漏流量的影响。研究表明:低速同心下,增大间隙2~10μm,减小水黏度,柱塞副的最大泄漏流量由0.002L/min增大至0.250 3L/min;高速同心下,柱塞副的最大泄漏流量由0.020 4L/min增大至0.261 1L/min。低速偏心下,增大偏心距1~4μm,减小水黏度,柱塞副的最大泄漏流量由0.017 5L/min增大至0.040 1L/min;高速偏心下,柱塞副的最大泄漏流量由0.021 9L/min增大至0.044 4L/min。因此,减小柱塞转子副的间隙,减小偏心距,增大水的黏度,柱塞副的泄漏流量降低,马达的容积效率提高。

    2014年05期 v.9 568-573页 [查看摘要][在线阅读][下载 275K]
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  • 加载速率对不同温度状态石灰岩力学性能影响的试验研究

    茅献彪;刘瑞雪;张连英;

    借助美国MTS810电液伺服材料试验机和高温炉,对常温和600℃两种温度状态下石灰岩试件进行不同加载速率下的单轴压缩试验,得到石灰岩力学性能随加载速率的变化规律。结果表明:常温时,石灰岩岩样在3×10-4~3×10-3 mm/s的低应变率范围内,加载速率对峰值应力和弹性模量影响不大,在加载速率为3×10-3~3×10-1 mm/s的区段内,峰值应力和弹性模量均呈明显上升趋势;600℃时,峰值应力和弹性模量随加载速率增加变化不大。常温时,不同加载速率下石灰岩岩样均为竖向劈裂破坏,且在3×10-3~3×10-1 mm/s的加载速率区段中,随加载速率的增加,劈裂面逐渐增多;600℃时,石灰岩岩样在不同加载速率下均为剪切破坏。

    2014年05期 v.9 574-577页 [查看摘要][在线阅读][下载 230K]
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  • 改进无网格法求解断裂力学参数

    蒋博;茹忠亮;

    结合无网格法(element free galerkin,EFG)和单位分解思想的特点,在不连续位移模式中引入跳跃函数和渐进位移场函数对无网格法进行改进,建立不连续近似函数的离散方程,求解裂尖附近的场变量,研究了改进无网格中参数选取对I型裂纹应力强度因子的影响,验证了改进无网格法的可靠性和精确性。

    2014年05期 v.9 578-583页 [查看摘要][在线阅读][下载 340K]
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  • 冻融作用下玻化微珠保温混凝土的劈裂抗拉性能试验

    高莉;刘元珍;李珠;许丽;

    在保温混凝土优化配合比的基础上,选定水灰比、水泥用量、砂率和外加剂掺量四个影响因素,设计正交试验,采用快冻法对混凝土进行0、15、30、50次冻融循环,观察各组试件表面剥蚀情况,确定混凝土强度及其退化特征。试验结果表明,0.50为最佳水灰比,经过50次冻融循环作用后,强度下降为初始值的66.7%。建立了冻融后保温混凝土劈裂抗拉强度值与冻融循环次数之间线性函数关系,并通过极差分析确定了水灰比是影响混凝土冻融后强度的主要因素。

    2014年05期 v.9 584-586页 [查看摘要][在线阅读][下载 143K]
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  • 隧道围岩收敛变形的改进GM(1,1)预测模型

    文建华;卢菁;陈子俊;冯志远;

    为了有效提高隧道围岩变形的预测精度,对传统GM(1,1)预测模型进行了改进。改进模型通过对原始监测数据列优化重构,降低了量测误差、外界因素等噪声干扰造成的监测数据随机突变和离散性,提高了模型预测效果,并结合梅花山隧道典型监测断面对改进GM(1,1)预测模型进行了检验。研究结果表明:改进GM(1,1)预测模型增强了环境适应能力;预测结果与实际监测数据吻合程度明显提高,具有较好的实际工程应用推广价值。

    2014年05期 v.9 587-589+593页 [查看摘要][在线阅读][下载 152K]
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  • 复合矿粉水泥土的无侧限抗压强度试验

    马晓宇;李平;

    将工业中生产的废渣制作成的复合矿粉掺加至水泥土中,既增强其性能,同时也可达到利废环保的目的。通过室内无侧限抗压强度试验,运用正交试验方法研究了影响复合矿粉水泥土抗压强度的主要因素及其影响规律。通过极差和方差分析可知,水泥掺量对复合矿粉水泥土的无侧限抗压强度的影响最大,其次是龄期,复合矿粉的影响最小。复合矿粉水泥土的早期强度提高主要是由于水泥的水化,而由矿粉和粉煤灰组成的复合矿粉具有微集料效应和火山灰效应,从而可改善水泥土的强度。

    2014年05期 v.9 590-593页 [查看摘要][在线阅读][下载 140K]
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  • 重塑黄土固结过程中电阻率参数变化研究

    周伟;刘彦忠;苏楠楠;杨波;董晓强;

    通过测试重塑黄土固结过程中不同电流频率下的横向和竖向电阻率,分析了其电阻率结构特性参数(平均结构因子、平均形状因子与各向异性系数)的变化规律,结合微结构的变化探讨了其机理。试验结果表明:重塑黄土固结过程中,竖向电阻率随着竖向压力的增加先减小,减小过程集中在初始阶段(0<p≤50kPa),超过这一压力范围后,竖向电阻率呈上升趋势;横向电阻率随着竖向压力的增加先增大后减小,最后呈增大趋势;平均结构因子与平均形状因子均随竖向压力的增加先增大后减小,最终呈增大趋势;各向异性系数随竖向压力的增大先快速减小,并最终趋于稳定;各个电流频率下的电阻率参数值变化规律相似,但数值大小有异。

    2014年05期 v.9 594-599页 [查看摘要][在线阅读][下载 382K]
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  • 我国煤炭资源开发生态环境影响调查

    吴晓华;潘卫东;

    研究煤炭资源开发对生态环境影响对我国煤炭行业生态文明建设具有非常重要的意义。依据对国家相关规划、主要产煤省的调研结果,在充分分析我国煤炭资源开发状况、生态环境影响、生态环保措施及效果的基础上,提出了我国煤炭资源开发生态环境影响特点及其制约因素,并为推动我国煤炭资源开发的生态环保工作提出政策建议。

    2014年05期 v.9 600-604页 [查看摘要][在线阅读][下载 156K]
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  • 复合地基调平前后在水平力及偏心荷载下性状分析

    高俊义;马克生;

    采用MIDAS-GTS有限元软件,模拟了复合地基的6种模型。首先保证刚性桩总体积相同,在竖向均布荷载下,通过调整群桩桩长使其基础整体受力均匀后调平基础,对比模型的4种调平方案,选出最佳的调平模型;然后采用群桩的最佳调平模型在筏板上进行水平力及偏心荷载下的等效受力计算,同时采用基础调平前(等刚度布桩)的计算模型在水平力及偏心荷载下进行受力计算;最后对基础调平前后的差异沉降、弯矩大小与群桩的轴力、弯矩进行了对比分析,得出刚性桩复合地基变刚度调平前后筏板与群桩的受力变化规律,为优化复合地基变刚度桩的研究工作性状提供了参考。

    2014年05期 v.9 605-610页 [查看摘要][在线阅读][下载 283K]
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  • 两种单杆型圆弧拱塑料大棚平面内稳定性分析

    解恒燕;柴冬冬;郑鑫;葛建锐;

    针对单杆型圆弧拱塑料大棚平面内稳定性研究较少的现状,基于有限元平面梁大变形几何非线性屈曲理论,应用ANSYS有限元软件,研究了无边立柱及带边立柱两种形式单杆型圆弧拱塑料大棚骨架承受竖向均布荷载下的几何非线性屈曲性能。研究结果表明:在相同的几何参数条件下,无边柱骨架的极限承载力远高于带边柱骨架,且结构的破坏点集中于1/2跨、1/4跨和底部柱脚处;单杆型圆弧拱塑料大棚结构的极限承载力随着矢跨比的增加而增加;无边立柱骨架合理的矢跨比在0.3左右,带边柱单杆骨架无最优矢跨比;单杆型圆弧拱塑料大棚结构的极限承载力随着长细比的增加而减小;带边立柱单杆圆弧拱塑料大棚结构表现出更强的几何非线性。

    2014年05期 v.9 611-615+619页 [查看摘要][在线阅读][下载 313K]
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  • 混砂车搅拌罐试验模型相似设计及数值模拟

    周思柱;袁新梅;黄天成;王勇;刘奔;华剑;

    以混砂车搅拌罐为研究对象,为了将试验搅拌罐的混合效果在混砂车搅拌罐中重现,以搅拌罐单位体积的搅拌功率作为放大准则,用几何相似的原则分别建立了结构尺寸为1∶1和1∶4的搅拌模型。为了尽可能地接近混砂车的实际工况,模拟中采用了连续输砂搅拌的方式,使罐内混合液达到一个边混合边排出的过程。利用Fluent软件分析对比,得到了在相同的混合效果前提下,试验搅拌罐与混砂车搅拌罐的转速关系式,使试验结果能够较好地转化到混砂车搅拌罐上。

    2014年05期 v.9 616-619页 [查看摘要][在线阅读][下载 185K]
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  • 500kV-JZ_(11)直线塔地线支架结构改造

    王鸿;文中;乐足;汪旭旭;江娜;

    为分析500kV-JZ11直线塔地线支架受损垮塌的原因,提出加固改造的方案,对事故现场进行了调研;基于有限元法(FEM),运用ANSYS软件对JZ11直线塔地线支架进行了特征值屈曲分析。结果表明:该地线支架屈曲荷载为43 286N,极限覆冰厚度为28mm,地线支架因覆冰超载而垮塌。针对地线支架结构薄弱点,在原支架基础上增设附属支架,构成组合式双地线支架结构,并进行了校核。结果表明:组合式双地线支架结构承受最大拉应力和最大压应力分别为142和162MPa,均未超过其角钢的抗拉强度(310MPa)和抗压强度(210MPa),满足机械强度要求。

    2014年05期 v.9 620-622页 [查看摘要][在线阅读][下载 165K]
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