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薄壁大口径PE管材弯曲有限元分析
雷美荣;张艳军;高翔翔;王秋冬
【期刊名称】《山西大同大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(40)3
【摘要】对加入钢丝网的薄壁大口径PE管,运用有限元法分析其在弯曲过程中出现的内侧失稳起皱、横截面畸变等问题。
采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法,对薄壁大口径PE管材弯曲进行有限元分析,在分析PE管材弯曲机理和失效形式的基础上,通过实例得出有钢丝网PE管材的弯曲所受应力主要由钢丝网承载,结合弯曲测试,发现加入钢丝网可有效增强管材的刚度、抑制管材弯曲时内侧失稳起皱和横截面畸变等现象的发生,有限元数值模拟结果与实验结果较为一致,说明有限元数值模拟分析的可靠性。
【总页数】3页(P118-120)
【作者】雷美荣;张艳军;高翔翔;王秋冬
【作者单位】山西大同大学机电工程学院;山西大同大学建筑与测绘工程学院;山西大同大学煤炭工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TD724
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初拉力对柔性护栏工作性能影响的有限元分析摘要：基于碰撞系统的有限元理论，建立柔性护栏—刚体碰撞系统的有限元模型，并运用求解器LS-DYNA进行柔性护栏-刚体碰撞过程分析，通过计算得出柔性护栏-刚体系统碰撞过程中，接触力、最大动态变形量、护栏各部件能量吸收随安装拉力的变化情况。
分析初拉力的变化对护栏工作性能的影响。
关键词：柔性护栏；缆索应力分布；护栏最大动态变形量Abstract: Based on the finite element theory of the collision system, to establish the finite element model of the flexible fence - rigid body collision system, and use the solver LS-DYNA to analyzes the fence flexible - rigid body collision process, obtained by calculating the flexible barrier - the collision process of the rigid body system, contact force, the maximum dynamic deformation fence parts of the energy absorption changes with the mounting tension. This paper analyzes initial tension on the fence performance.Key words: flexible fence; rope stress distribution; the guardrail maximum dynamic deformation中图分类号：U417.1+2文献标识码：A 文章编号：0前言[]*道路护栏对于汽车安全起着相当重要作用，选择合理的护栏形式，合理的设计和安装对充分发挥结构特点至关重要。
落石冲击作用下柔性被动防护系统结构的动力响应分析宋男男;王林峰;宋小波;闻锋【摘要】柔性被动防护系统是防治落石灾害常见的方式之一.以被动防护系统为研究对象,将落石简化为刚性球体,通过ANSYS/LS-DYNA有限元软件对落石冲击作用下的柔性被动防护系统的位移、冲击力和能量进行了研究,模拟了不同形状和冲击角度下的落石冲击荷载对柔性被动防护系统结构的动力响应.分析结果显示:在冲击角度不变时,落石形状为球形时冲击柔性被动防护系统的位移和冲击力最大,其值为2.87m、1.61×106N,在冲击落石形状相同时角度越小位移、冲击力越大,数值模拟球形落石比片状落石、立方体落石得到的位移、冲击力、能量大,这对于设计柔性防护结构来说比较保守.【期刊名称】《安阳工学院学报》【年(卷),期】2017(016)006【总页数】5页(P92-95,102)【关键词】被动柔性防护系统;落石;动力响应;ANSYS/LS-DYNA【作者】宋男男;王林峰;宋小波;闻锋【作者单位】重庆交通大学岩土工程研究所,重庆400074;重庆交通大学岩土工程研究所,重庆400074;重庆交通大学岩土工程研究所,重庆400074;重庆交通大学岩土工程研究所,重庆400074【正文语种】中文【中图分类】P642.1柔性防护系统结构施工简单、防护性能好，而且在我国公路系统得到了广泛应用。
目前，我国对落石灾害的基础研究相对薄弱，导致防治落石灾害的措施还有待提高。
被动柔性防护技术是上20世纪50年代瑞士布鲁克集团开发的一种边坡地质防治技术,最开始研发的目的主要是防治各种斜坡的坡面崩塌落石、雪崩和风化剥落等灾害现象,然后根据不一样的灾害的基本特征渐渐形成了以高强度钢丝格栅、钢丝绳网和环形网等高强度柔性网所组成的主动加固、被动拦截、和围护等结构形式[1]。
被动柔性防护技术被引入国内以来,在我国的水电站、市政、公路、铁路等领域的落石的拦截、边坡加固及危岩、坡面围护等方面得到了非常广泛的应用。
中国地质灾害防治工程行业协会团体标准T/CAGHP XXX-XXXX、危岩落石柔性防护网工程技术规范Technical Specification for Flexible Falling Rock Barrier Engineering（征求意见稿）XX-XX-XX发布 XX-XX-XX实施中国地质灾害防治工程行业协会发布前言本规范根据中华人民共和国国家标准《标准化工作导则》（GB/T 1.1-2009）的要求，由中国地质灾害防治工程行业协会统一规划，中国地质调查局水文地质环境地质调查中心等11个单位共同编制完成。
本规范供有8章和10个附录，内容包括总则、术语、符号、基本规定、危岩落石勘查与评价、柔性防护网工程设计、施工与监理、质量检验与工程验收和工程维护等。
危岩落石柔性防护网工程近几十年来得到广泛采用，但在危岩落石的勘查、设计、施工、验收和工程管理方面国内尚没有统一的技术规范。
在规范编制过程中，参考了国土资源部地质灾害防治相关规范、欧洲、日本等国家和地区的技术规范和导则，通过广泛调研和研讨，吸取了国内危岩落石柔性防护工程的经验，并征求了行业相关专家的意见，形成本规范。
本规范将通过行业试行，不断积累经验，逐步完善。
牵头组织单位：中国地质调查局水文地质环境地质调查中心本规范主编、参编单位和主要起草人如下：主编单位：中国地质调查局水文地质环境地质调查中心绍兴文理学院中国中铁二院工程集团有限责任公司参编单位：四川省地矿局成都水文地质工程地质中心中国科学院地理科学与资源研究所北京交通大学四川奥思特边坡防护工程有限公司布鲁克（成都）工程有限公司贵州省地矿局北京市地质研究所广西壮族自治区桂林水文工程地质勘察院主要起草人：伍法权、李铁锋、赵松江、吕汉川、原振华、洪习成、封志军、张长敏、吴旭、兰恒星、薛元、田维强、黄海、李军辉、何旭东、沙鹏、常金源、刘亚辉、伍劼目次1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和符号 (2)3.1 术语 (2)3.2 符号 (4)4 基本规定 (7)4.1 危岩落石柔性防护网工程实施程序 (7)4.2 危岩落石工程地质勘查要求 (7)4.3 危岩崩落危险性、危害性与防护工程分级 (7)4.4 防护工程设计要求 (8)4.5 防护工程施工与验收要求 (8)4.6 防护工程后期维护 (8)5 危岩落石勘查与评价 (9)5.1 地质勘查 (9)5.2 地质测绘 (9)5.3 地质勘探 (9)5.4 试验 (10)5.5 危岩稳定性和落石运动分析 (10)5.6 危岩落石防护措施地质建议 (10)5.7 勘查工作方案和勘查报告编制 (10)6 柔性防护网工程设计 (11)6.1 一般规定 (11)6.2 主动防护网 (11)6.3 被动防护网 (13)6.4 引导防护网 (15)6.5 锚杆与基础 (16)6.6 辅助措施 (19)6.7 环境保护 (20)7 施工与监理 (21)7.1 一般规定 (21)7.2 施工准备与施工放线 (21)7.3 锚杆与混凝土基础施工 (21)7.4 柔性防护网的安装 (22)7.5 施工安全与监测预警 (23)7.6 施工监理 (23)8 质量检验与工程验收 (25)8.1 防护网质量检验 (25)8.2 防护工程验收 (26)9 工程维护 (30)9.1 一般规定 (30)9.3 危岩落石柔性防护网工程数据库 (30)9.4 险情预警与应急工程 (30)9.5 防护工程维修 (31)附录A（资料性附录）危岩体稳定性分析方法与评价 (32)附录B（资料性附录）落石计算分析方法 (37)附录C（资料性附录）勘查工作方案编制提纲 (40)附录D（资料性附录）勘查报告编写提纲 (41)附录E（资料性附录）柔性防护网常用原材料与构件 (43)附录F（资料性附录）柔性网环链破断拉力试验方法 (47)附录G（资料性附录）柔性防护系统构件力学性能试验方法 (48)附录H（资料性附录）未定型的被动防护网系统设计的有限元计算方法 (51)附录I（资料性附录）主动防护网和引导防护网承载力计算建议方法 (54)附录J（资料性附录）落石冲击动能和被动防护网最小防护高度估算方法 (55)附录K（资料性附录）柔性金属网抗顶破力试验 (56)危岩落石柔性防护网工程技术规范1 范围为规范危岩落石柔性防护网工程的勘查、设计、施工和后期维护工作，保障柔性防护网工程质量，制定本规范。
RXI-075被动柔性防护网施工技术一、被动柔性防护体系设计SNS系统自引入我国以来，在地质灾害防治工程领域施工技术日趋完善，目前执行标准主要有《公路边坡柔性防护系统构件》（JT/T528-2004）与《铁路沿线斜坡柔性安全防护网》（TB/T3089-2004）。
1.XXX工程设计方采用了拦石坝、消能槽与被动柔性防护网相结合的安全拦护方案。
三道被动柔性防护网总长1590米。
其中1号拦网布设在高程160米（座滑体上），为第一级防护，可在不加载的条件下拦截落石，起到缓冲、消能作用；2号拦网布设在1号拦网下面（高程138米），长度100米，重点防护关系到周边三万居民生活、生产用水的蓄水池；3号拦网布设在拦石坝后面位于坡脚（高程62米左右），针对居民集中区布置，为第三级防护。
柔性防护系统型号为RXI-075,网型R7/3/300，网高5m，结构配置为钢柱+支撑绳+拉锚系统+缝合绳+钢丝格栅，系统可拦截撞击能750KJ以内的落石。
2.基座和锚杆锚固分A类锚固和B类锚固两种：A类锚固：钢柱基础及锚杆孔眼钻凿地层处于稳定基岩或覆盖层很薄，可直接钻凿锚杆孔眼，然后采用M30水泥砂浆或纯水泥浆锚固；B类锚固：土质地层时，需挖基座坑和锚杆坑，以提高锚固强度。
以下为各锚固基坑最小尺寸：基座坑60X60cmX1m深；上拉锚坑50X60cmX2m深；侧拉锚坑50X40cmX2.5m深；中间（下拉）加固锚坑50X40cmX2m 深。
3.当采用A类锚固时钢柱混凝土基础地脚螺栓锚杆孔径不小于①42,基础顶面用薄层C30细石混凝土或M30水泥砂浆抹平。
4.当基础所处地层为覆盖层不厚的地方，覆盖层部分用混凝土置换，下部直接钻凿锚杆孔，形成复合基础。
5.钢柱基础地脚螺杆用1米长①32螺纹钢筋加工制作，钢柱间距10m，上/下支撑绳为①16双绳，每跨每根各1个减压环，上拉锚绳为①14单绳，“人”字形布置，每根1个减压环，侧拉锚绳为①14双绳，下拉及中间加固拉锚绳为①14单绳，缝合绳为①8或①12钢丝绳。
柔性及半柔性路面材料力学性能的有限元分析的开题报告一、选题背景及意义随着人们对道路安全和舒适性的要求不断提高，柔性及半柔性路面材料在公路建设中得到了广泛应用。
柔性及半柔性路面材料能够有效地分散路面荷载并减少车辆对路面的冲击，从而提高道路的使用寿命、减少噪音和振动，改善行车安全和舒适性。
然而，随着车辆数目的增加、道路使用量的增加以及气候等因素的影响，柔性及半柔性路面材料也会遭受各种扰动和损伤。
因此，研究柔性及半柔性路面材料的力学性能以及其对路面性能的影响，对优化道路设计和维护具有重要的意义。
有限元分析技术是目前研究柔性及半柔性路面材料力学性能的主要方法之一，它可以模拟路面受力的情况及其对路面的影响，为改善路面性能提供理论依据。
因此，本文将对柔性及半柔性路面材料力学性能的有限元分析进行研究，探讨其在道路建设和维护中的作用和应用。
二、研究内容本文将通过建立柔性及半柔性路面材料的有限元模型，分析不同条件下路面材料的力学性能，包括路面的应力、应变、变形和破坏行为等。
具体研究内容包括以下几个方面：（1）建立柔性及半柔性路面材料的有限元模型；（2）分析不同条件下路面材料的力学性能，包括材料刚度、变形、应力和应变；（3）探究路面材料的破坏行为，包括材料的裂纹扩展路径、裂纹扩展速率等；（4）分析不同路面材料结构的相互作用及不同路面结构对路面性能的影响。
三、研究方法及技术路线本文将采用有限元分析方法进行研究，具体的技术路线包括以下步骤：（1）搜集柔性及半柔性路面材料的材料性能数据，包括弹性模量、泊松比、剪切模量等；（2）建立柔性及半柔性路面材料的有限元模型，采用ANSYS软件进行模拟计算；（3）通过有限元模拟计算，分析不同条件下路面材料的力学性能，包括材料的应力、应变、变形等；（4）根据有限元计算结果，探究路面材料的破坏行为，包括材料的裂纹扩展路径、裂纹扩展速率等；（5）分析不同路面材料结构的相互作用及不同路面结构对路面性能的影响，提出优化建议。
柔性基础下桩体复合地基变形的有限元分析
安丽丽
【期刊名称】《科技创新导报》
【年(卷),期】2009(000)005
【摘要】针对柔性基础下桩体复合地基,采用ANSYS有限元软件.选取空间轴对称有限元模型及线弹性本构关系,通过在桩土接触面设置接触单元,时桩体复合地基进行考虑桩土相互作用的非线性分析,得出了桩长.置换率,基础刚度.桩体模量.加固区及下卧层土体模量对复合地基性状的影响规律,为复合地基优化设计提供一定的参考.
【总页数】2页(P77-78)
【作者】安丽丽
【作者单位】中油辽河工程有限公司,辽宁盘锦,124010
【正文语种】中文
【中图分类】TU4
【相关文献】
1.柔性基础复合地基桩土应力比的有限元分析 [J], 朱云升;郭忠印;丘作中
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第35卷第6期岩石力学与工程学报V ol.35 No.6 2016年6月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering June，2016被动柔性防护网中减压环力学试验及有限元分析刘成清1，2，陈林雅1，陈驰3，邓永祥1(1. 西南交通大学土木工程学院，四川成都 610031；2. 西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室，四川成都 610031；3. 中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉 430063)摘要：为研究被动柔性防护网中减压环力学模型和耗能计算公式，首先，分析减压环的作用机制，得到其受力性能的主要影响因素为：预紧力、铝套筒长度、钢管壁厚和钢管环径；接着，进行减压环力学试验及有限元分析，验证结果与试验结果吻合较好；然后，进一步研究主要影响因素下减压环的荷载–位移曲线及其耗能特点，并结合工程实例，对比分析有减压环和无减压环时被动柔性防护网在落石冲击下的动力响应。
研究结果表明：(1) 减压环启动荷载随铝套筒长度的增大或钢管环径的减小而增加。
其耗能在一定范围的铝套筒长度下变化较显著，而钢管环径对耗能的影响不大；(2) 减压环启动荷载及耗能随着预紧力或钢管壁厚的增大而增加；(3) 减压环的荷载–位移曲线满足三阶段变化规律，提出的三折线分析模型能够很好地反映减压环荷载–位移曲线特点，给出的耗能计算公式便于减压环的设计及工程应用；(4) 减压环能使被动柔性防护网的柔性增强，冲击作用时间延长，并能降低与减压环连接的拉锚绳、支撑绳等构件的耗能。
关键词：数值模拟；被动柔性防护网；减压环；力学试验；荷载–位移曲线中图分类号：O 242 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2016)06–1245–10Full scale test and FEM simulation to ring-type brake energydissipater in falling rock protectionLIU Chengqing1，2，CHEN Linya1，CHEN Chi3，DENG Yongxiang1(1. School of Civil Engineering，Southwest Jiaotong University，Chengdu，Sichuan 610031，China；2. Key Laboratory of High-speed Railway Engineering，Ministry of Education，Southwest Jiaotong University，Chengdu，Sichuan 610031，China；3. China Railway Siyuan Survey and Design Group Co.，Ltd.，Wuhan，Hubei 430063，China)Abstract：The energy dissipater of ring-type brake for falling rock protection was studied to investigate the load-displacement curves and the energy dissipation formula. Firstly，the working mechanism of the energy dissipater of ring-type brake was described. The main factors of influence，such as the pretension，the length of aluminum sleeves，the thickness of the steel pipe and the diameter of steel pipe were obtained. Secondly，the full-scale tests and finite element analysis for verification were carried out and the results were in good agreement with each other. Thirdly，the load-displacement curves and the energy dissipation characteristics under the action of the main influence factors were further studied based on the finite element simulation of the engineering examples. The starting force of the energy dissipater of ring-type brake was found to increase with the increasing of the收稿日期：2015–06–16；修回日期：2015–07–23基金项目：国家自然科学基金资助项目(51278428，51308471)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2682014CX066)S upported by the National Natural Science Foundation of China(Grants Nos. 51278428 and 51308471) and Fundamental Research Funds for the Central Universities(Grant No. 2682014CX066)作者简介：刘成清(1976–)，男，2009年于同济大学结构工程专业获博士学位，现任副教授，主要从事工程抗震及抗冲击方面的教学与研究工作。
E-mail：lcqjd@DOI：10.13722/ki.jrme.2015.0776• 1246 • 岩石力学与工程学报 2016年length of the aluminum sleeves and the decreasing of the diameter of steel pipe. The energy dissipation changed significantly with the length of the aluminum sleeves in a certain range ，while the diameter of steel pipe had a little effect on its energy dissipation. The staring force and energy dissipation of the energy dissipater of ring-type brake were increased gradually with the increasing of pretension or thickness of the steel pipe. The proposed tri-linear analysis model reflected well the characteristic of the load-displacement curves with three stages and the presented energy dissipation formula facilitated the design and engineering application of the energy dissipater of ring-type brake. The energy dissipater of ring-type brake enhanced the flexibility of the passive flexible protection and prolong the impacting time ，also reduced significantly the energy consumption of the tension anchor rope and the supporting rope.Key words ：numerical simulation ；falling rock protection ；ring-type brake energy dissipater ；full-scale testing ；load-displacement curve1 引 言被动柔性防护网是由金属柔性网、拉锚系统、消能件和钢柱4部分构成的柔性防护系统技术和产品[1-3]，如图1所示。
由于它易于安装和维护，其柔性和强度足以吸收、分散和传递落石能量而系统损伤小[4-6]，应用越来越广泛。
由钢管、铝套筒及钢丝绳组成的减压环作为整体结构中重要的耗能件，如图2所示，其力学性能及耗能性能亟待研究。
(a)(b)图1 被动柔性防护系统的组成Fig.1Composition of the passive flexible protection(a)(b)图2 减压环结构图Fig.2 Structure of the energy dissipater of ring-type brake目前，D. Peila 等[7]进行了被动柔性防护网结构落石冲击试验和弹簧型消能件的力学试验，研究了结构整体受力性能，分析了受力薄弱部位，对研究减压环的力学性能有借鉴意义；G . Gottardi 和L. Govoni [8]通过结构整体的落石冲击试验，获得了冲击力峰值与落石质量、速度等的关系，但没有研究消能件的力学性能及其对结构整体受力的影响；C. Gentilini 等[9]通过数值模拟研究了被动柔性防护网的受力性能，并将分析结果用于防护结构设计，侧重于结构整体分析，消能件采用的本构关系不利于广泛应用；J. J. Del Coz Díaza 等[10]利用有限元分析和试验对比，研究了减压环的非线性力学行为，进行了有限元原理及编程分析；由于未给出适当的参钢丝绳铝套筒钢管第35卷第6期刘成清等：被动柔性防护网中减压环力学试验及有限元分析 • 1247 •数建议，不便于减压环的设计和工程应用。
在国内，刘成清等[11]对被动柔性防护网结构进行了落石冲击试验，研究了防护结构整体变形和关键构件耗能及其破坏机制；周晓宇等[12-13]对落石撞击柔性防护结构数值模拟时均简化了减压环对整体结构受力性能的影响；汪敏等[14]进行了减压环的静力试验及动力有限元分析，给出了加载速度和铝套筒长度对减压环耗能性能及启动荷载的影响，但考虑的影响因素不够全面且没有给出减压环耗能大小的量化公式。
