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梯形波纹板式换热器换热性能试验研究

压力容器 2019年第8期36卷 1-6页

作者：谭蔚姜淞元贾占斌苏桐张天保天津大学化工学院

以水-水为换热介质,采用某型号梯形波纹板式换热器进行换热性能试验研究,通过流体流动状态、温度变化、压降和总换热系数对两种操作方式进行评价。结果表明,同时增加冷热流体流速的方式能够提升湍流度,并且可以将换热效率提高16. 35%,... 详细信息

以水-水为换热介质,采用某型号梯形波纹板式换热器进行换热性能试验研究,通过流体流动状态、温度变化、压降和总换热系数对两种操作方式进行评价。结果表明,同时增加冷热流体流速的方式能够提升湍流度,并且可以将换热效率提高16. 35%,但是该操作方式升温效果较差,而且当冷热流体流速比值大于1时压降大、能耗也大。同时,通过等流速法计算获得换热准则方程和阻力准则方程,并计算获得梯形波纹板冷热流体的对流换热系数,结果表明,当2 000 梯形波纹板式换热器的摩擦阻力相对较小。

关键词：梯形波纹板换热特性阻力特性准则方程

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基于变分渐近法的双周期梯形波纹板等效模型

土木与环境工程学报（中英文） 2020年第4期42卷 175-184页

作者：邓兵钟轶峰席森彪禹辽重庆大学土木工程学院山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045

双周期梯形波纹板是沿两个平面方向均呈周期性梯形波纹变化的新型轻质结构,现阶段对其力学性能与结构参数之间关系的研究较少,限制了该结构的推广应用。针对该问题,以凸起为中心的典型代表单元单胞为研究对象,利用变分渐近法建立单胞等... 详细信息

双周期梯形波纹板是沿两个平面方向均呈周期性梯形波纹变化的新型轻质结构,现阶段对其力学性能与结构参数之间关系的研究较少,限制了该结构的推广应用。针对该问题,以凸起为中心的典型代表单元单胞为研究对象,利用变分渐近法建立单胞等效刚度的数值计算模型。再通过均匀化技术将双周期梯形波纹板转换为具有相同刚度特性的正交异性板进行分析。基于该方法分别计算出不同结构参数下的等效刚度、宏观变形和屈曲模态,通过与三维有限元模拟结果对比验证等效模型的精确性。计算结果表明:由于形貌变化,双周期梯形波纹板的等效刚度较平板的拉伸刚度降低,弯曲刚度增加;随着凸起间距的增大和板高度的减小,波纹板的拉伸刚度逐渐增大,弯曲刚度逐渐降低;而随着板厚度和腰部长度的增加,弯曲刚度呈上升的趋势。构建模型适用于波纹周期远小于结构尺寸的情况,由于等效板模型的近似能量与原三维波纹板能量尽可能接近(通过对能量泛函变分主导项的渐近扩展分析加以保证),可用于计算不同材料波纹板等效弯矩和等效最大拉压应力等,能有效减少计算量和节省计算资源。

关键词：变分渐近法梯形波纹板等效刚度等效模型降维分析

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弯矩梯度下梯形波纹板Ⅰ形梁的弯矩修正系数

钢结构(中英文) 2012年第9期 85-85页

研究弯矩梯度和不同端部约束条件下,梯形波纹板Ⅰ形梁的弯矩修正系数。通过使用梁单位有限元法得到弯矩修正系数,并给出梯形波纹板I形梁横截面特性的一般公式和一个新的翘曲常数。通过与采用壳单元的商业有限元软件给出的结果进行对比... 详细信息

研究弯矩梯度和不同端部约束条件下,梯形波纹板Ⅰ形梁的弯矩修正系数。通过使用梁单位有限元法得到弯矩修正系数,并给出梯形波纹板I形梁横截面特性的一般公式和一个新的翘曲常数。通过与采用壳单元的商业有限元软件给出的结果进行对比证实了弯矩修正系数理论结果的有效性。对波纹尺寸和长度不同的一系列有限元模型进行分析研究,结果表明,目前的弯矩修正系数公式不能很好地预测各种端部约束条件下端部弯矩不规则的梯形波纹板Ⅰ形梁的屈曲性能。为设计方便,给出弯矩修正系数的封闭表达式并成功得到验证。

关键词：弯矩修正系数弯矩梯度端部约束条件梯形波纹板 Ⅰ形梁

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梯形双向波纹板力学性能研究

梯形双向波纹板力学性能研究

作者：张凡西安建筑科技大学

学位级别：硕士

梯形双向波纹板有双向的波纹,一个是横截面的梯形波纹,一个是腹板和下翼缘的横向小波纹,这种板件常用于波纹拱结构。由于针对这种板波纹参数的研究比较少,本文对梯形双向波纹板的受力性能进行研究,主要为轴心受压作用下的承载能力和弯... 详细信息

梯形双向波纹板有双向的波纹,一个是横截面的梯形波纹,一个是腹板和下翼缘的横向小波纹,这种板件常用于波纹拱结构。由于针对这种板波纹参数的研究比较少,本文对梯形双向波纹板的受力性能进行研究,主要为轴心受压作用下的承载能力和弯矩作用下的承载能力,研究工作如下:(1)建立与验证了梯形双向波纹板有限元模型。本章主要介绍了波纹拱板件有限元建模的过程,对ABAQUS建模过程中的本构模型、单元类型、网格划分、加载与边界条件以及初始缺陷等进行了说明;并通过对比有限元计算结果与文献的试验结果,验证了梯形双向波纹板有限元模型的准确性。结果表明建立的数值模型能够准确地描述轴心受压波纹板的受力状态,梯形双向波纹板模型可靠。(2)进行了轴心受压波纹板的承载性能研究。基于验证的梯形双向波纹板有限元模型,研究了波纹板的线性以及非线性的屈曲问题;并对轴心力作用下的波纹板的极限承载力进行参数分析,主要分析了波纹的形状﹑间距﹑板厚、板长以及板件的初始缺陷对波纹板的极限承载力的影响。结果表明对梯形波纹板使用有限元数值模拟的方法更加适合;波纹形式、波纹间距、板件厚度、初始缺陷、板件长度等参数对波纹板件之间的承载性能存在明显影响,为板件优化设计提出建议。(3)研究了波纹板的抗弯性能。通过对比按照《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018-2002)计算的与有限元方法计算的纯弯矩作用下平直板的有效宽度与极限承载力,得出可以利用ABAQUS有限元模型分析对比不同波纹形状对腹板有效宽度的影响,对波纹间距﹑板厚﹑初始缺陷等因素对波纹板在纯弯矩作用下的极限承载力的影响进行了分析。结果表明可以通过有限元分析方法计算波纹板腹板的有效宽度,各项参数对波纹板的抗弯性能存在明显影响,为工程中板件优化设计提出建议。

关键词：梯形波纹板极限承载力抗弯性能数值模拟腹板有效宽度

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空爆载荷下碳纤维梯形波纹夹芯结构响应分析

中国舰船研究 2023年第2期18卷 28-37页

作者：章帅帅刘均张攀程远胜华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074

[目的]研究迎爆面和背爆面面板厚度、壁板折角以及芯层高度对碳纤维增强复合材料梯形波纹夹层结构抗爆性能的影响规律。[方法]首先,基于三维Hashin失效准则,利用软件ABAQUS中的VUMAT用户子程序接口,开发纤维增强复合材料损伤演化的子程... 详细信息

[目的]研究迎爆面和背爆面面板厚度、壁板折角以及芯层高度对碳纤维增强复合材料梯形波纹夹层结构抗爆性能的影响规律。[方法]首先,基于三维Hashin失效准则,利用软件ABAQUS中的VUMAT用户子程序接口,开发纤维增强复合材料损伤演化的子程序模块;然后,通过与公开文献中的实验进行对比,验证爆炸冲击载荷下基于所开发子程序的碳纤维增强复合材料动态响应仿真方法的有效性;最后,基于该数值方法开展碳纤维增强复合材料梯形波纹板的抗爆性能参数化研究。[结果]结果显示,相比增大迎爆面面板的厚度,增大背爆面面板厚度对夹层板抗爆性能的提升更为明显;芯层壁板折角从45°减小至30°时,其抗爆能力提高了1.3%,而当从60°减小至45°时,其抗爆能力提高了6.3%;芯层高度从8 mm增大至20 mm时,其抗爆能力提高了27.7%。[结论]所做研究可为碳纤维增强复合材料夹层结构的抗爆设计提供参考。

关键词：复合材料爆炸冲击梯形波纹板损伤演化 ABAQUS