中文名 | 水工結(jié)構(gòu)仿真模型試驗(yàn) | 外文名 | Hydraulic structure simulation model test |
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學(xué)????科 | 水利工程 | 領(lǐng)????域 | 工程技術(shù) |
仿真結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)按特性可分為靜力和動(dòng)力模型;按比尺可分為足尺和縮尺模型。仿真模型須滿足幾何相似、邊界條件相似、物理量相似和初始條件相似等 。
仿真結(jié)構(gòu)模型隨著現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的建立而誕生,已有100多年的歷史。由于計(jì)算機(jī)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)工程是在20世紀(jì)70年代以后,所以,許多結(jié)構(gòu)規(guī)范中設(shè)計(jì)方法和經(jīng)驗(yàn)公式直接來(lái)源于模型試驗(yàn)成果。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,仿真結(jié)構(gòu)模型主要應(yīng)用于新型和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的研究。在試驗(yàn)技術(shù)上,也廣泛與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合,已廣泛實(shí)現(xiàn)加載和測(cè)量數(shù)值化、自動(dòng)化及實(shí)時(shí)分析和反饋。這方面技術(shù)的發(fā)展仍然是仿真模型試驗(yàn)的發(fā)展方向 。2100433B
其目的是為結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、安全度評(píng)估、數(shù)學(xué)模型的建立和驗(yàn)證提供依據(jù)。在水利水電工程中,預(yù)應(yīng)力閘墩。水電站壓力管道、蝸殼及外包混凝土結(jié)構(gòu)、大壩孔口結(jié)構(gòu)、輸水隧洞、大型渡槽結(jié)構(gòu)等復(fù)雜結(jié)構(gòu)常來(lái)用仿真模型進(jìn)行試驗(yàn)研究。所有結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)都是仿真模型試驗(yàn)。
化工開發(fā)過(guò)程在什么條件下模型試驗(yàn)可以取代中試
中試是中間性試驗(yàn)的簡(jiǎn)稱,是科技成果向產(chǎn)生力轉(zhuǎn)化的必要環(huán)節(jié),成果產(chǎn)業(yè)化的成敗主要取決于中試的成敗??萍汲晒?jīng)過(guò)中試,產(chǎn)業(yè)化成功率可達(dá)80%;而未經(jīng)過(guò)中試,產(chǎn)業(yè)化成功率只有30%。要實(shí)現(xiàn)科技成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)...
化工開發(fā)過(guò)程在什么條件下模型試驗(yàn)可以取代中試
中試是中間性試驗(yàn)的簡(jiǎn)稱,是科技成果向產(chǎn)生力轉(zhuǎn)化的必要環(huán)節(jié),成果產(chǎn)業(yè)化的成敗主要取決于中試的成敗??萍汲晒?jīng)過(guò)中試,產(chǎn)業(yè)化成功率可達(dá)80%;而未經(jīng)過(guò)中試,產(chǎn)業(yè)化成功率只有30%。要實(shí)現(xiàn)科技成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)...
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仿真模型試驗(yàn)主要步驟包括:
(1)模型設(shè)計(jì)。確定總的試驗(yàn)方案,如確定模型尺寸、相似率、模型數(shù)量、模型材料等。
(2)加荷設(shè)計(jì)。計(jì)算加荷能力、加荷方式和反力設(shè)施等。
(3)量測(cè)設(shè)計(jì)。確定測(cè)量鋼筋和混凝土應(yīng)變、變形和裂縫的方式及應(yīng)的傳感器和儀器設(shè)備等。
(4)試驗(yàn)。
(5)成果分析。主要包括對(duì)應(yīng)變、變形、裂縫、結(jié)構(gòu)初裂和最終承載能力等的分析,一般要與有限元計(jì)算進(jìn)行比較。
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本文結(jié)合巖灘水電站大直徑壩內(nèi)埋管仿真模型的試驗(yàn)研究,論述大直徑壓力鋼管承受內(nèi)水壓力、自重和壩體應(yīng)力時(shí)的應(yīng)力分布特征,鋼襯、鋼筋和混凝土聯(lián)合作用時(shí)各種材料的承載比,管道與地基聯(lián)合作用,混凝土開裂荷載,裂縫開展情況以及超載能力和破壞機(jī)理,說(shuō)明結(jié)構(gòu)的安全度是高的。
水工結(jié)構(gòu)動(dòng)力模型試驗(yàn)(Hydraulic structure dynamic model test)是指通過(guò)以相似原理制作的模型和所施加的動(dòng)力荷載來(lái)研究水工結(jié)構(gòu)物的動(dòng)力特性及其在各種動(dòng)力荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)的試驗(yàn)。
水工結(jié)構(gòu)靜力模型試驗(yàn)(Hydraulic structure static model test)是指通過(guò)以相似原理制作的模型和施加的靜荷載來(lái)研究水工結(jié)構(gòu)物及其地基在靜荷載作用下的靜力性能、破壞機(jī)理及安全度等問(wèn)題的試驗(yàn),又稱靜態(tài)結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)。
試驗(yàn)時(shí),在模型上施加由相似理論換算而得的相應(yīng)荷載,然后觀測(cè)模型中所出現(xiàn)的力學(xué)現(xiàn)象,并將它們換算至原型,從而預(yù)測(cè)在原型結(jié)構(gòu)及地基中將要發(fā)生的力學(xué)現(xiàn)象。
結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性包括:自振特性(頻率、振型及阻尼)和幅頻響應(yīng)函數(shù)(幅頻特性和相頻特性)。作用在水工結(jié)構(gòu)上的動(dòng)力荷載有地震荷載、爆炸荷載、動(dòng)水荷載和機(jī)械運(yùn)行所引起的震動(dòng)荷載等。上述動(dòng)水荷載,研究下泄水流對(duì)下游河床產(chǎn)生的脈動(dòng)荷載,是通過(guò)水彈性模型試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行的。
到20世紀(jì)末所進(jìn)行的水工結(jié)構(gòu)動(dòng)力模型試驗(yàn),大都是指結(jié)構(gòu)及其基礎(chǔ)是處在線彈性范圍內(nèi)工作的。至于通過(guò)動(dòng)力模型試驗(yàn)研究結(jié)構(gòu)的非線性動(dòng)力問(wèn)題, 例如研究結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)屈服條件、破壞機(jī)理以及土壩、土基等的動(dòng)力問(wèn)題,正在開展多方面的研究,例如通過(guò)動(dòng)力試驗(yàn)研究土的動(dòng)力特性、土壩及基礎(chǔ)的液化問(wèn)題等,都已取得一些成果 。