基于弹性模量调整法的钢岔管结构设计与优化

基本信息
批准号:51469004
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:48.00
负责人:张伟
学科分类:
依托单位:广西大学
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:韩晓凤,段秋华,容造庆,刘敬敏,李琦,欧伟,张阳,郭杭岡,齐一鹤
关键词:
结构设计分析设计法弹性模量调整法结构优化钢岔管
结项摘要

The steel branch pipe (SBP) can be recognized as the "throat" of a penstock system, whose failure may induce heavy casualties and property losses. For having complicated configurations, the SBP has been designed by coarse analytical method preventing against strength failure. The design method does not introduce those advanced structural analysis methods, and does not meet those practices from preventing against shakedown failure and fatigue failure. In addition, the scheme selection method, usually used for the optimization of the SBP, is not based on rigorous mechanical and mathematical theories. The structural scheme optimized is strongly influenced by the experience of designer. Therefore, it is necessary to research on the theory and method of design and optimization for the SBP. In this proposal, model test, analytical theory and numerical simulation will be combined used. The damage mechanism of the SBP will be discovered, and its calculation model for structural analysis will be established. An elastic modulus adjustment method for calculating safety indices of preventing strength, shakedown and fatigue failure, will be presented based on the generalized mechanical and mathematical theories. The criterions for safety indices and the limit state equations will be determined. The design method by analysis for the SBP will be founded. Based on the design method, identification technique of high-stressed region, adjustment strategy of sectional strength and optimization convergence criterion will be found, and an elastic modulus adjustment procedure based design and optimization method by structural analysis for the SBP will be then proposed, which can be used as a new scientific theory and method for design and optimization of penstocks.

钢岔管常被视为水电站引水系统的"咽喉",发生破坏将造成不可估量的生命和财产损失,然而由于体形和结构复杂,其结构设计长期依据仅考虑抵抗强度破坏的较粗糙的解析方法进行,既未引入已长足发展的结构分析方法,也未纳入工程实际中需考虑的抵抗安定破坏和疲劳破坏内容,且其结构优化主流方法-方案比选法缺乏严格的力学和数学理论依据,受限于设计者的已有经验,因而开展钢岔管设计与优化方法研究是必要的。 本项目拟结合模型试验、理论分析和数值模拟方法,揭示钢岔管结构的损伤破坏机理,建立其结构分析计算模型,提出基于统一力学和数学理论的强度、安定性和疲劳安全评价指标求解的弹性模量调整法,确定评价指标控制标准和极限状态方程,提出钢岔管的分析设计法,同时建立基于分析设计的结构高承载区识别方法、截面强度调整策略和优化收敛准则,形成可配套应用的基于弹性模量调整法的钢岔管设计与优化方法,为管道设计与优化提供新的科学理论与方法。

项目摘要

钢岔管常被视为水电站引水系统的“咽喉”,发生破坏将造成不可估量的生命和财产损失,然而由于体形和结构复杂,其结构设计长期依据仅考虑抵抗强度破坏的较粗糙的解析方法进行,既未引入已长足发展的结构分析方法,也未纳入工程实际中需考虑的抵抗安定破坏和疲劳破坏内容,且其结构优化主流方法—方案比选法缺乏严格的数学和力学理论依据,受限于设计者的已有经验,因而开展钢岔管设计理论与方法研究是必要的。.本项目结合模型试验、理论分析和数值模拟方法,揭示了钢岔管结构的损伤破坏机理,建立了其结构分析计算模型,提出了基于统一力学和数学基础的强度、安定性和疲劳安全评价指标分析的弹性模量调整法,确定了评价指标控制标准和极限状态方程,提出了钢岔管的分析设计方法,同时建立了基于分析设计的结构高承载区识别方法、截面强度优化调整策略和优化收敛准则,形成了可配套应用的基于弹性模量调整法的钢岔管分析设计与优化方法,为管道设计与优化提供了新理论。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

玉米叶向值的全基因组关联分析

玉米叶向值的全基因组关联分析

DOI:
发表时间:
3

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
4

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.10.026
发表时间:2022
5

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021

张伟的其他基金

批准号:21574089
批准年份:2015
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
批准号:81270969
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:81273279
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:31702303
批准年份:2017
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11072008
批准年份:2010
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:81300951
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81773566
批准年份:2017
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:81572760
批准年份:2015
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:81402776
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10447111
批准年份:2004
资助金额:2.00
项目类别:专项基金项目
批准号:71773066
批准年份:2017
资助金额:45.00
项目类别:面上项目
批准号:30570272
批准年份:2005
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:61703145
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21302206
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81870875
批准年份:2018
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:21205057
批准年份:2012
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81573340
批准年份:2015
资助金额:54.00
项目类别:面上项目
批准号:11901018
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51169003
批准年份:2011
资助金额:52.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:50005024
批准年份:2000
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81873470
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:41374056
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51001107
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31800350
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51271043
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51476057
批准年份:2014
资助金额:83.00
项目类别:面上项目
批准号:41101039
批准年份:2011
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21503126
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81201441
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81300871
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51872115
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:21374072
批准年份:2013
资助金额:83.00
项目类别:面上项目
批准号:41802037
批准年份:2018
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51805054
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30970347
批准年份:2009
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:41201045
批准年份:2012
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:19102014
批准年份:1991
资助金额:1.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70963002
批准年份:2009
资助金额:21.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:50902025
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41103048
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21203034
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41573081
批准年份:2015
资助金额:73.00
项目类别:面上项目
批准号:21868014
批准年份:2018
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31800275
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50205014
批准年份:2002
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:39870838
批准年份:1998
资助金额:11.00
项目类别:面上项目
批准号:11401278
批准年份:2014
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71771132
批准年份:2017
资助金额:49.00
项目类别:面上项目
批准号:81602780
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51303085
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81071714
批准年份:2010
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:30971188
批准年份:2009
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
批准号:61203253
批准年份:2012
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11101030
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31300194
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30860016
批准年份:2008
资助金额:24.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61802125
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11804284
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81372226
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:10874020
批准年份:2008
资助金额:40.00
项目类别:面上项目
批准号:41575078
批准年份:2015
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:71804056
批准年份:2018
资助金额:19.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71371103
批准年份:2013
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:11902278
批准年份:2019
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21703063
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31871059
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31601544
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11374039
批准年份:2013
资助金额:76.00
项目类别:面上项目
批准号:30571693
批准年份:2005
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:61004110
批准年份:2010
资助金额:7.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81874329
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:81701739
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81360017
批准年份:2013
资助金额:48.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81101871
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31600628
批准年份:2016
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61174182
批准年份:2011
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:11774036
批准年份:2017
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:61573222
批准年份:2015
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:31271506
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:51871039
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:61801364
批准年份:2018
资助金额:29.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30672013
批准年份:2006
资助金额:29.00
项目类别:面上项目
批准号:81272214
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:11347134
批准年份:2013
资助金额:5.00
项目类别:专项基金项目
批准号:11372088
批准年份:2013
资助金额:78.00
项目类别:面上项目
批准号:31371772
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:60703065
批准年份:2007
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51201185
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31300750
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51605074
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31902009
批准年份:2019
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61004100
批准年份:2010
资助金额:7.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81371737
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:61100193
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:U1531118
批准年份:2015
资助金额:46.00
项目类别:联合基金项目
批准号:81301647
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61771095
批准年份:2017
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:11604149
批准年份:2016
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21407156
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81460743
批准年份:2014
资助金额:48.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:20704038
批准年份:2007
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81402378
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61201131
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51804228
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70771057
批准年份:2007
资助金额:20.00
项目类别:面上项目
批准号:30271206
批准年份:2002
资助金额:18.00
项目类别:面上项目
批准号:31670721
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:10372008
批准年份:2003
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:81303229
批准年份:2013
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81900633
批准年份:2019
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:29776043
批准年份:1997
资助金额:12.00
项目类别:面上项目
批准号:81001494
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31870502
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:39870728
批准年份:1998
资助金额:14.00
项目类别:面上项目
批准号:19472047
批准年份:1994
资助金额:6.00
项目类别:面上项目
批准号:51006035
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10903011
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31400420
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41574107
批准年份:2015
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:81572434
批准年份:2015
资助金额:40.00
项目类别:面上项目
批准号:51701163
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31670529
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:81201993
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11005048
批准年份:2010
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41603075
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81673551
批准年份:2016
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:51303112
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11005142
批准年份:2010
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31050003
批准年份:2010
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:30972717
批准年份:2009
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:11774417
批准年份:2017
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:31300075
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41804144
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31101111
批准年份:2011
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81860368
批准年份:2018
资助金额:36.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:71603097
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30672113
批准年份:2006
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:61702190
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51608026
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51105051
批准年份:2011
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81300733
批准年份:2013
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61774123
批准年份:2017
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:11174042
批准年份:2011
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:81860117
批准年份:2018
资助金额:35.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31460108
批准年份:2014
资助金额:49.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81560301
批准年份:2015
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61303187
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71203038
批准年份:2012
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81670243
批准年份:2016
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:50775222
批准年份:2007
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:30170878
批准年份:2001
资助金额:16.00
项目类别:面上项目
批准号:10744004
批准年份:2007
资助金额:9.00
项目类别:专项基金项目
批准号:41807280
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71173134
批准年份:2011
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:31900048
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71103192
批准年份:2011
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21903017
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50575224
批准年份:2005
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:51309067
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31570030
批准年份:2015
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:81273704
批准年份:2012
资助金额:71.00
项目类别:面上项目
批准号:30400378
批准年份:2004
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81371484
批准年份:2013
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:21804063
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30801421
批准年份:2008
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81200286
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81874037
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:30973381
批准年份:2009
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:61772165
批准年份:2017
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:30872326
批准年份:2008
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:31460335
批准年份:2014
资助金额:48.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61272422
批准年份:2012
资助金额:81.00
项目类别:面上项目
批准号:30872287
批准年份:2008
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:71662029
批准年份:2016
资助金额:29.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:41806071
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10072004
批准年份:2000
资助金额:21.00
项目类别:面上项目
批准号:81001392
批准年份:2010
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31101233
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21872092
批准年份:2018
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:21875208
批准年份:2018
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:61703346
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41877442
批准年份:2018
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:51171034
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51809278
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81160012
批准年份:2011
资助金额:46.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11626102
批准年份:2016
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:81573511
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:61704062
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11072072
批准年份:2010
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
批准号:51507037
批准年份:2015
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50909021
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81602328
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61401081
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51602160
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31600133
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61801519
批准年份:2018
资助金额:29.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61372016
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:81273595
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:81774032
批准年份:2017
资助金额:55.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

钢衬钢筋混凝土管道结构塑性极限分析的曲梁模型和弹性模量调整法研究

批准号:50909021
批准年份:2009
负责人:张伟
学科分类:E0906
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
2

抽水蓄能电站钢岔管月牙形几何边界周期性高应力的演化机制

批准号:51609020
批准年份:2016
负责人:胡蕾
学科分类:E0906
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
3

低密度、高弹性模量、高强韧性钢的理论与技术基础研究

批准号:U1560204
批准年份:2015
负责人:易红亮
学科分类:E04
资助金额:240.00
项目类别:联合基金项目
4

基于初始组织调控的高强钢组织设计与性能优化

批准号:51901128
批准年份:2019
负责人:龚煜
学科分类:E0104
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目