摘要：桥梁结构长期暴露在复杂的自然环境中,在太阳辐射、大气温度波动等多种因素的综合作用下,结构内部会产生显著的非均匀温度分布。以波形钢腹板组合箱梁为研究对象,对其日照温度场分布特点开展试验研究,揭示了波形钢腹板组合箱梁日照非均匀温度场的分布规律及时变特性。试验中测点的温度变化均以日为周期进行波动,其变化周期与变化趋势与大气温度基本一致。波形钢腹板组合箱梁表现出了明显的非均匀温度分布,箱梁北侧和南侧腹板的竖向温度梯度分别可达12.8℃和12.1℃。建立了波形钢腹板组合箱梁日照温度场三维数值仿真模型,并利用温度试验数据对该模型的准确性进行了验证。所有测点数值模拟结果与实测结果的平均误差均处于0.6℃到1.5℃,且最大误差不超过3.6℃。基于环境要素模型对波形钢腹板组合箱梁日照温度场的长期变化进行了模拟,得出组合箱梁南侧和北侧腹板的极端竖向温差分别为35.6℃和27.8℃,该温差值超出了现行组合桥梁规范给出的竖向梯度温度荷载。研究可为波形钢腹板组合箱梁的结构设计以及进一步工程应用提供一定的参考价值。

摘要：为得到日照下空间钢结构非均匀温度场分布规律,给现有非均匀温度场模拟方法提供标准、可靠的试验验证依据,设计并制作了标准的三角形平板网架模型,对其均匀温度场试验进行了详细设计,完成了不同环境下三角形平板网架非均匀温度场的连续测量,得到了较为全面的网架结构非均匀温度场试验数据,并对其进行了详细分析,结果表明,网架结构杆件水平放置时,摆放角度对杆件温度变化影响不大,非水平放置时,摆放角度影响较大,不同杆件间温差最大可达13℃,网架模型非均匀温度场效应明显;最后建立了三角形平板网架非均匀温度场有限元分析模型,采用考虑阴影的数值模拟方法对试验进行模拟分析,并将模拟结果与实测结果进行对比,试验结果与数值模拟结果基本相同,全天平均误差率不超过6%.考虑阴影遮挡的非均匀温度场模拟方法可用于结构非均匀温度场分析,模型试验可为同类非均匀温度场模拟方法提供验证依据.

摘要：山东航海实训中心项目长约150m,船身外围护结构采用整体钢板造型。由于外墙钢板为板壳结构,长度较大,且受太阳辐射等的影响,温度作用对其结构的影响很大。对外墙钢板在太阳辐射、水体热传导等作用下的非均匀温度场进行了数值模拟;在考虑材料和几何非线性的情况下,研究了非均匀温度场对外墙钢板以及整体结构的变形和应力影响。综合分析结果、当地气象记录及施工进程,提出了外墙钢板及主体结构合拢的温度分别为23~27℃和7~17℃。对比了在均匀温度场和非均匀温度场作用下,外墙钢板及整体结构的温度作用效应。结果表明,在两种温度场作用下,结构整体均仍处于弹性状态,外墙钢板变形可满足建筑外观需求。

摘要：办公环境存在人员流动大的特点,很少情况下是所有人同时在办公,这样对房间所有平面空间进行温控会浪费较大的制冷量。讨论一种针对这类条件下的空调设计及安装形式,以提高空调制冷量的更有效利用,达到高效、节能的目的。而且此类设计思想也适用于其他仅需要局部降温的工业场所,诸如高温炉旁的控制设备、需要恒温条件工作的工作站以及大厂房对工人工作地点的局部温度控制等。

摘要：在日照作用下,大跨钢结构处于非均匀温度场中,温度荷载对结构产生的效应不可忽略,若仅考虑结构整体温差的分析结果可能存在安全隐患。本文总结了目前国内外分析大跨钢结构非均匀温度场的两种方法,并给出了非均匀温度场作用下温度应力的研究现状,结果表明,国内规范的分析方法较为简便,但普适性不强,非均匀温度场到温度应力的过渡仍然有较多问题需要解决。

摘要：网架结构是一种空间大跨度结构,在温度荷载和边界约束作用下,杆件产生应力,结构发生位移,因此在网架结构设计过程中应考虑温度荷载的不利影响以保证结构的承载性能和正常使用.基于西藏山南隆子机场航站楼项目,以高原环境温差大、风速大、太阳辐射强的特点为背景,对航站楼屋面大跨度空间网架结构在均匀温度场和非均匀温度场作用下的温度效应进行研究.利用Midas Gen有限元软件对该屋面网架进行建模,获取不同工况下的结构响应.研究结果显示,承载能力极限状态下,考虑均匀温度荷载时网架结构杆件的最大应力比和网架结构最大位移均大于未考虑均匀温度荷载.正常使用极限状态下,恒荷载与活荷载对网架结构的最大位移起控制作用,而均匀温度荷载对结构的最大位移影响较小.结构最大应力出现在支座位置处,最大位移出现在网架外伸悬挑处,但都未超过规范规定的限值,且非均匀温度场对结构应力和位移的影响较均匀温度场更为明显.根据日照对网架结构的作用规律,给出相应施工方面的建议,以减少温度效应对网架结构施工过程的影响.总之,高原环境下,大跨空间网架结构的设计施工以及使用过程中不仅要考虑到均匀温度场的影响,也应考虑到非均匀温度场的影响,以保证结构的安全和正常使用.

摘要：为降低外界环境温度和内部发热元件形成的非均匀温度场对红外热成像仪的成像性能影响。通过Proe和Ansys ICEPARK建立红外热成像仪的有限元模型,在红外镜头表面进行黑色阳极氧化、喷砂处理增强辐射换热,以及安装风扇增强对流换热保证高温环境时的散热,低温环境时采用热电阻进行温升设计,并仿真分析红外热成像仪在不同温度环境下整机内部温度分布和红外镜头温度分布情况,并利用在高低温箱的红外热成像仪来观察平行光管中的靶标图的成像质量,验证温控设计的高效性。结果表明:所采用温度控制电路板对风扇与热电阻能进行温度控制,当环境温度下降至0℃和升高至30℃时,启动温控系统使红外热成像仪光学系统温度正常,保证红外热成像仪的成像质量。

摘要：为了集成不同特殊的材料以提升结构的性能,提出一种非均匀温度场下的热固耦合结构多相材料拓扑优化设计的方法。以应变能最小化作为目标函数以满足结构刚度要求,以各相材料的体积作为约束,建立非均匀温度场作用下的热固耦合结构多相材料拓扑优化数学模型。利用伴随矩阵法进行灵敏度分析,采用Heaviside过滤求解技术对灵敏度进行过滤,利用移动渐近线算法求解优化问题。数值算例结果表明,提出的非均匀温度场作用下的热固耦合结构多相材料拓扑优化方法是有效的。

摘要：针对镁合金管材热态内压成形存在的壁厚不均、膨胀率小等问题,提出利用温度差控制变形的差温内压成形新方法,设计差温内压成形模具设计,并沿管材轴向建立带有温度梯度的非均匀温度场,研究在一定的加载路径下,成形区和送料区的温度差对试件轴向壁厚均匀性的影响。研究结果表明:选择合适的温差可使成形件送料区增厚减小,壁厚均匀性提高,最佳温差为150°C。分析差温内压成形预制坯形状对极限膨胀率的影响,使用膨胀率为35%的变径管作为预制坯,可获得66.2%的极限膨胀率。

摘要：针对燃料电池空压机转子设计中存在结构强度和温升破坏风险,通过有限元建模仿真方法,剖析了护套与永磁体间过盈量、护套厚度以及转轴空心孔内径等关键参数对转子受力的影响。结果表明,增加过盈量和护套厚度有利于提升转子强度;同时增大护套厚度并减小空心孔半径有利于转子最高许用工作温度提升;护套和永磁体的应力极值主要受最高温度的影响。