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威尼斯欢乐娱城_隔离式双层水泥混凝土道面板的温度应力

时期:2021-05-31 00:05 点击数:
本文摘要:通过ANSYS软件分析隔绝式双层水泥混凝土道面板的温度形变,以加铺层的厚度、弹性模量为控制变量展开分析,为道面加厚修补工程明确提出理论参照。 水泥混凝土道面板内有所不同深度处的温度,随气温的变化而变化,这种变化使混凝土板经常出现变形的趋势,如果变形受到约束,将不会产生温度形变。

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通过ANSYS软件分析隔绝式双层水泥混凝土道面板的温度形变,以加铺层的厚度、弹性模量为控制变量展开分析,为道面加厚修补工程明确提出理论参照。  水泥混凝土道面板内有所不同深度处的温度,随气温的变化而变化,这种变化使混凝土板经常出现变形的趋势,如果变形受到约束,将不会产生温度形变。由于混凝土板、基层和土基的导热性能较好,当温度变化较慢时,使板顶面和底面产生温度差,这种温差导致道面板白天突起,夜晚下凸的现象称作温度翘曲,温度翘曲变形如果受到约束将造成道面板产生形变,称作温度翘曲形变。温度形变是促成混凝土道面板毁坏的直接原因之一,因而研究隔绝式双层刚性道面的温度形变具备最重要的工程意义。

本文通过ANSYS软件对隔绝式双层刚性道面板展开温度形变分析。  1道面温度场分析  道面温度的周期限性平缓,同大气温度的变化完全是实时的,由于部分太阳辐射冷被道面所吸取,所以道面的温度较气温低。道面板内温度沿深度一般呈圆形曲线产于;顶面和底面的温度差,在一天内经历了由负到于是以再行到胜的循环变化。

其周期与气温变化的周期完全实时。水泥混凝土板内温度状况的大大变化,不会使板再次发生偏移和变形,板温一天或一年内的变化,也不会产生一定的板长变化;板横截面上温度的不均匀分布,则不会使板产生翘曲变形。当板长变化或翘曲变形阻碍时,板内之后产生前端形变和翘曲形变。

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  2有限元模型的创建  在用ANSYS计算出来道面结构温度形变的热分析时,隔绝层使用shell57单元,其它部分使用solid70单元展开分析。热单元中每个结点上都只有一个温度维度,首先要将冷单元转换成比较不应的结构单元,才可以展开热-形变耦合计算出来。在水泥混凝土道面结构中,基层及土基的温度梯度较小,在此忽略不计。

假设道面各结构层为各向同线性弹性体,弹性模量、泊松比随温度变化而变化,但在一般情况下这种变化值较小,因此视道面各结构层材料参数为常数。  结构层比热容(J/kg?℃)导电系数(W/m?℃)线膨胀系数(10-5/℃)  水泥混凝土加铺层9001.31  隔绝层12001.22  原有水泥混凝土道面9001.31  基层80010.85  土基70010.8  为了将问题修改,分析中不作了以下几点假设:各层材料均匀分布、几乎弹性且各向同性;层间认识较好,温度函数符合倒数条件;温度只沿道面厚度方向变化,等深度下道面内部任一方位温度值完全相同;温度变化范围内,各结构层材料热学性能参数维持恒定。  3道面结构参数变化对道面温度形变的影响分析  为了研究各因素对道面温度形变的影响起到,分别挑选加铺层厚度和材料弹模作为计算出来变量来一一展开分析。  3.1加铺层厚度变化对道面温度形变的影响  为分析水泥混凝土加铺层厚度对道面温度形变的影响起到,建模时水泥混凝土特铺层和原有道面板材料弹模维持36GPa和300GPa恒定,原有道面板厚度为0.28m,加铺层厚度分别所取:0.16、0.18、0.2、0.22、0.24、0.26、0.28、0.3m。

  由图2由此可知,(1)当加砖层厚度一定时,加铺层板底温度翘曲形变要显著小于原有道面板板底温度翘曲形变;特铺层的仅次于线脚偏移仅次于,隔绝层和原有道面板的仅次于线脚偏移基本相同。(2)加铺层厚度对道面温度形变的影响相当大,随着加铺层厚度的减少,加铺层板底温度翘曲形变渐渐减小,减小趋势由快到快渐渐陡峭;原有道面板板底温度翘曲形变渐渐增大,增大趋势由快到快渐渐陡峭。加铺层厚度由0.16m减少到0.3m,加铺层板底温度翘曲形变减少15%;原有道面板板底温度翘曲形变增加65%。

(3)加铺层厚度由0.16m减少到0.3m,加铺层、隔绝层和原有道面板的仅次于线脚偏移渐渐减小,减小趋势由慢到慢渐渐增大,分别减小32%、27.5%、27.5%;加铺层X方向仅次于偏移基本上无变化,原有道面板X方向仅次于偏移基本上呈圆形线性增大,增加39%。  3.2加铺层弹模变化对道面温度形变的影响  为分析加铺层水泥混凝土弹模对道面温度形变的影响起到,建模时水泥混凝土特铺层和原有道面板厚度维持0.2m和0.28m恒定,原有道面板材料弹模为30GPa,加铺层水泥混凝土弹模分别所取:30、33、36、39、42GPa。

  由图2由此可知,(1)当加砖层水泥混凝土弹模一定时,加铺层板底温度翘曲形变要显著小于原有道面板板底温度翘曲形变;特铺层的仅次于线脚偏移仅次于,隔绝层和原有道面板的仅次于线脚偏移基本相同。(2)加铺层水泥混凝土弹模对道面温度形变影响相当大,随着加铺层水泥混凝土弹模的减少,加铺层板底温度翘曲形变基本上呈圆形线性减小;原有道面板板底温度翘曲形变基本上呈圆形线性增大。加铺层水泥混凝土弹模由30GPa减少到42GPa,加铺层板底温度翘曲形变减小35%;原有道面板板底温度翘曲形变增加9%。(3)加铺层水泥混凝土弹模由30GPa减少到42GPa,加铺层、隔绝层和原有道面板的仅次于线脚偏移基本上呈圆形线性减小,且幅度完全一致,皆减小11%;特铺层和原有道面板X方向仅次于偏移基本上无变化。

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  结语  (1)利用ANSYS有限元软件创建道面结构的有限元模型,并展开道面结构热应力分析。  (2)分析了加铺层厚度及弹性模量对道面温度形变的影响起到。当道面各参数一定时,加铺层板底温度翘曲形变显著小于原有道面板板底温度翘曲形变。

隔绝层和原有道面板的仅次于线脚偏移大致相同,两者皆大于加铺层仅次于线脚偏移。特铺层和原有道面板的线脚偏移显著小于水平偏移。

  (3)加铺层板底温度翘曲形变随加砖层厚度和材料弹模的减小而显著减小。原有道面板板底温度翘曲形变随加砖层厚度和材料弹模减小而增大。加铺层、隔绝层和原有道面板的仅次于线脚偏移随加砖层厚度和材料弹模减小而减小,而原有道面板水平偏移随加砖层厚度减小而增大。

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