软支承条件下车辆-基础系统的动力学建模与分析

研究软支承下的车辆-基础系统耦合动力学响应.将基础视为有限个离散点支承的Euler-Beinoulli梁,支承则模拟为具有非线性、不对称特性的弹性元件和阻尼器,利用分段线性化方法描述弹性支承的非线性刚度和阻尼特性,根据动力学原理和假设振型方法建立系统的运动方程,基于Newmark直接积分方法编制MATLAB二次开发函数,数值求解系统动力学响应,分析了支承约束非线性对系统动力学特性的影响.     

考虑梁变形影响的混凝土双向板的挠度分析

目前在工程中通常按线弹性薄板小挠度理论计算双向板的变形值,且不考虑支承梁变形影响,所得计算结果与实际情况偏差较大,当板跨度较大、梁刚度较小时尤其明显。为此,在分析钢筋混凝土双向板的挠度时,考虑材料非线性和几何非线性非常必要。本文采用增量迭代法编制了非线性有限元程序,对承受均布荷载且考虑支承梁变形影响的单块钢筋混凝土双向板在正常使用阶段的非线性特性进行了探讨。通过调整实际支承梁刚度与板刚度的比值,即梁板相对刚度比值,对钢筋混凝土双向板进行了计算,最后通过非线性回归建立了框架结构中双向板在实际支座条件下的挠度计算公式。     

用传递矩阵法求梁截面的状态矢量

本文用传递矩阵法建立了梁弯曲时各截面状态矢量间的传递关系,并给出了按梁的不同支承形式所给定的边界条件求截面状态矢量的方法.     

双幅单向横坡PC斜拉桥横向不平衡索力研究

采用弹性支承连续梁受力分析的方法,通过计算不同主梁边界条件、不同拉索对主梁的弹性支撑刚度及不同拉索位置下不平衡索力提供的扭矩,研究了双幅单向横坡PC斜拉桥横向不平衡索力的计算方法.结果表明,横向拉索不平衡索力对主梁产生的扭矩并不等于对应节段恒载扭矩与活载扭矩之和,在设计过程中,需在斜拉桥整体结构中对合理成桥状态索力横向差值进行专项设计;相同布置的塔梁墩固结体系斜拉桥与半漂浮体系斜拉桥横向不平衡索力差值相同;最大横向不平衡索力状态存在于悬臂施工过程中;中索横向不平衡索力差值随拉索抗拉刚度的增大而增大,但各节段横向拉索索力差值所提供主梁扭矩比例并不由各节段拉索提供的弹性支撑刚度的比例关系确定.     

多支点变刚度轴支承载荷的灵敏度

多支点轴支承载荷的分配直接影响设备的安全运行，各支承的标高是影响支承载荷分配的主要因素，只要建立了支承载荷对支承标高变化的灵敏度矩阵，便可方便地求得不同标高下的载荷分配，传递矩阵推算方法需进行载荷和轴的简化才能求解，当载荷复杂且轴刚度变化大时便无法准确计算。作者在不进行载荷和轴系简化的情况下，建立一种变刚度静不定梁的通用模型，推导出该梁任意截面的转角和挠度变形的一般方程。由变形方程得出静不定梁求解的求解矩阵，导出支承载荷计算的灵敏度矩阵和线笥公式，并对回转进行分析和计算。研究结果表明：该方法避免了由于载荷和轴系简化引起的计算误差，计算精度高；计算中对轴端支承形式也没有限制，是一种计算支承载荷灵敏度矩阵的通用方法。     

飞云江特大桥施工阶段抗扭稳定性分析

采用通用有限元程序MIDASCIVIL建立飞云江特大桥空间模型,分析了施工阶段主梁在恒载、预应力、收缩徐变、温度效应等因素作用下产生的弯扭耦合效应,同时比较了各因素对主梁扭矩的贡献.结果表明,对于空间曲梁而言,张拉预应力将会产生较大的扭矩效应,同时弯梁桥的抗扭稳定性主要体现在弯梁自身的扭转变形以及支座反力上,因此必须设置合理的支承形式,保证主梁的抗扭稳定性.     

用待定系数法求解超静定梁

求解超静定梁的强度与刚度问题,通常的方法是,首先确定支座反力,然后分段建立弯矩方程进行强度计算;分段建立挠曲线微分方程,再解微分方程得到梁的变形方程并进行刚度计算.当载荷比较复杂时,其过程是非常冗繁的.应用待定系数法,结合静力学平     

三角形钢管塔架风载扭振分析

三角形钢管塔架是小型塔架的优选结构型式,但存在易产生风载扭振的缺点.通过建立与风向同相位活动坐标系的方法,实现了对任意风向下结构风载的分析与计算,给出了该塔架风载扭矩的表达式.计算表明,以风向变化60°为周期,该扭矩在正、负最大值间波动.扭矩的这种变化即是塔架产生扭转振动的原因.阵风风向的急剧变化可能导致塔架发生扭转共振.作为防范结构损坏的基本措施,要求塔架节点可靠连接.     

支点加固梁弹性支承刚度的选择与最大承载力计算

应用结构力学和混凝土结构的理论,分析了具有弹性支点的两跨连续梁的内力,并提出了采用弹性支承加固简支梁时的最佳刚度的概念.通过分析得出了被加固梁最佳支承刚度的计算方法,以及与其对应的最大承载力的计算方法.实例计算分析给出了不同K值时两跨连续梁承载力的变化曲线,并说明当选择最佳支承刚度时,可使被加固梁的承载力最大.     

变截面梁(阶梯轴)位移计算

机床的许多零部件,例如转动轴、主轴,甚至立柱、横梁等,可以把它们按一定形式剖分成“梁单元”。本文根据梁的挠曲线微分方程,结合有限元法,提出了将梁(轴)任意截面处的转角和挠度作为梁单元的节点位移处理,导出了计算梁(轴)任意截面位移的通用方程式。文章还介绍了计算阶梯轴任意截面处位移(挠度和转角)的计算机通用程序。     

移动荷载下Kelvin地基上无限长梁的稳态响应

为评价公路、桥梁、列车轨道等承载结构在交通荷载作用下的动态响应,基于线性系统的叠加原理,采用积分变换法求得了Kelvin地基上无限长梁的Green函数,并就各种荷载工况分别进行了讨论,得到了相应梁挠度的积分形式解.通过对移动集中荷载作用下梁挠度的积分形式解的数值计算分析,得到了相应的梁挠度的数值结果,并就地基阻尼、荷载移动速度等参数对梁挠度的影响效果进行了分析.当地基阻尼较小时,梁挠度的最大值随荷载移动速度的增大而增大;但随着地基阻尼的增大,梁挠度的最大值将随荷载移动速度的增大而减小.梁挠度在时间变化历程及空间分布上的不对称性随地基阻尼或荷载移动速度的增大而增大.     

受火侵袭简支钢梁的冲击动力响应

利用有限差分离散控制方程进行数值分析,研究了火侵袭时简支钢梁在阶跃载荷作用下的弹塑性动力响应。通过对不同应变率下和不同温度下的挠度曲线的分析,阐明了塑性应变率和温度对冲击载荷作用下梁挠度的影响,还给出了极限温度与载荷和应变率的定量关系。研究表明,塑性位移随应变率的增大而逐渐减小,却随温度的升高而逐渐增大。     

橡胶粉混凝土简支梁静力荷载下性能研究

研究了废旧轮胎橡胶粉混凝土简支梁和普通混凝土梁在静力荷载作用下的裂缝的产生发展、应变以及挠度等变化，研究结果表明：橡胶颗粒的掺入使得混凝土简支梁在相同静力加载状态下比普通混凝土构件裂缝出现晚，发展缓慢，相同条件下弹性应变和挠度大于普通混凝土梁，橡胶颗粒的掺加提高了混凝土梁的韧性。     

空间管桁架混凝土组合梁受弯性能试验研究

设计制作了空间管桁架混凝土组合梁,通过组合梁的试验研究,得到了荷载-跨中挠度关系曲线、组合梁沿梁长方向的挠度曲线以及组合梁跨中截面应变沿梁高变化曲线,对比有限元分析结果表明：组合梁纵向应变沿梁高近似符合平截面假定;在整个受力阶段钢管桁架和混凝土翼板共同受力性能良好;组合梁在荷载作用下的抗变形能力较强;管桁架节点受力复杂,节点承载力是结构承载力的控制因素;有限元模型可以真实地反映实际结构的受弯承载力和挠度发展的情况。     

氯离子侵蚀和碳化作用下的钢筋混凝土梁承载力试验

为研究大气盐雾环境中C l-和CO2作用下受弯钢筋混凝土梁的耐久性,设计制作了一组普通钢筋混凝土梁试件,结合加速腐蚀,对这组梁的裂缝、挠度和承载能力作了分析。结果表明：氯离子和CO2共同腐蚀持续荷载作用下,随着碳化的深入、时间的增长,梁腐蚀速度加快,裂缝急剧增长;梁的挠度随钢筋锈蚀发展而增加,在锈蚀的早期挠度增长较大,随着锈蚀的发展,挠度增长趋于平稳;梁的劣化随荷载的增加,劣化速度加快。     

摩擦加载式电液负载模拟器力矩加载实验

为研究加载结构对摩擦加载式电液负载模拟器力矩加载性能的影响,介绍该负载模拟器的加载原理,搭建单向摩擦加载式电液负载模拟器实验样机.建立该负载模拟器的线性数学模型;设计PID+前馈的控制器,在提高控制精度同时避免引入多余力矩抑制补偿;实验研究弹簧刚度、摩擦盘摩擦性能等对力矩加载性能的影响;着重研究该负载模拟器在强舵机干扰条件下的小幅值力矩加载性能.实验结果表明:摩擦加载式力矩加载方法在结构上不存在多余力矩,能够获得高性能的力矩加载结果.优化弹簧刚度,选用摩擦性能优良的摩擦盘材料,以及设计高性能的控制器均可以提高力矩加载性能.     

移动荷载下Kelvin地基上无限大板的稳态响应

为评价机场跑道、公路、铁路道床等承载结构在交通荷载作用下的动态响应,以移动荷载作用下Kelvin地基上无限大板挠度的数值计算分析为重点,采用积分变换法求得了Green函数,并就移动集中荷载、移动线源均布荷载和移动矩形均布荷载等荷载工况分别进行讨论,通过线性系统的叠加原理得到了相应的板挠度的积分形式解,并对此进行了数值计算分析.通过具体算例,对板挠度的时间变化规律、空间分布规律等重要特性以及地基阻尼、荷载移动速度等参数的影响效果进行了分析.发现板挠度分布受荷载移动速度的影响,而且随着地基阻尼的增大影响渐趋明显.     

植筋梁中植筋端头加设箍筋对梁受力性能的影响

为研究植筋梁中植筋端头加设箍筋对梁受力性能的影响,对3根植筋深度为20D、25D、30D（D为植筋的直径）的植筋端头未加设箍筋的植筋梁进行静载试验,对3根植筋深度为20D、25D、30D的未加设箍筋的植筋梁和3根植筋深度为20D、25D、30D的加设箍筋的植筋梁进行循环荷载试验,并用ANSYS模拟植筋深度为20D、25D、30D的植筋梁进行静力受弯力学性能的模拟分析,绘制跨中荷载挠度曲线,研究植筋随荷载的应力变化,进而反映有无加设箍筋对梁受力性能的影响,并整理了植筋端头加设箍筋的端头应变和未加设箍筋植筋端头应变的关系。循环荷载试验及有限元分析表明：在植筋端头加设箍筋可以缓解植筋端头应力集中现象,并提高植筋梁的延性、开裂荷载、极限荷载,降低了植筋应变、残余变形。     

移动荷载速度对简支梁动态响应影响分析

基于振型叠加原理,采用广义坐标变换的方式建立了移动荷载匀速通过简支梁桥时系统的动力平衡微分方程.在速度的连续区间上,结合荷载运动位置,研究车速对桥梁结构动力挠度响应的影响.结果表明:跨中挠度是梁上的最大挠度点;跨中挠度最大时,荷载并不总是在跨中位置,而是随着速度的变化而变化.     

摩擦加载式电液负载模拟器大幅值加载机构

为在紧凑的结构尺寸下利用现有的摩擦材料大幅度提高摩擦加载式电液负载模拟器的加载幅值,提出利用大幅值力矩加载机构进行加载的方法.给出加载机构的工作原理,设计并研制一个加载机构样机;利用ABAQUS软件建立该机构的有限元模型,并对该机构进行动态热-力耦合仿真研究,验证该机构的可行性,研究摩擦热的产生特征及其对该机构的影响,发现实际应用时需要对该机构进行充分的散热;利用研制的加载机构,将原有的单向摩擦加载式电液负载模拟器样机改造为大幅值摩擦加载式电液负载模拟器,基于改造的负载模拟器,在PID控制器控制下进行了大幅值力矩加载实验.实验结果表明:改造后的负载模拟器能够精确跟踪高达70 N·m的力矩,该机构能够按设计预期将原有负载模拟器样机力矩加载幅值提高3倍左右,验证了该机构的有效性.