ZL80G装载机倾翻保护结构侧向

研制了ZL80G装载机的安全驾驶室式倾翻保护结构，给出了整车级别的倾翻保护结构侧向加载塑性极限特性的数值模拟方法和试验方法，并进行了计算机仿真与样机试验，进一步研究了侧向变形机理、承载规律和能量吸收规律。结果表明：仿真结果与试验结果一致，塑性铰先后出现在下、上横梁两端的设计位置，侧向塑性极限承载能力是标准值的1.27倍，倾翻保护结构屈服后吸收了72.1%的翻车冲击能量，侧向承载与能量吸收匹配得较好；ZL80G的倾翻保护结构满足ISO3471侧向加载要求。     

压路机安全驾驶室ROPS非线性数值模拟与试验

研制了压路机安全驾驶室式翻车保护结构,针对该翻车保护结构前后安装点存在高度差的特点,通过极限承载试验和有限元计算改进了减振装置和后立柱结构。给出了压路机翻车保护结构塑性大变形数值计算方法,并应用弹塑性大变形有限元方法对该压路机的安全驾驶室翻车保护进行了数值模拟和侧向加载、垂直加载及其纵向加载的实验室试验。二者结果对比表明:作者研制的压路机安全驾驶室侧向、垂直和纵向加载工况的保护特性均可满足国际标准ISO3471的要求,数值模拟结果与试验结果基本一致。     

轮式装载机滚翻保护结构动态响应

采用静态弹塑性非线性分析与实验室试验方法设计了一种大型轮式装载机滚翻保护结构(ROPS),建立了此ROPS的整车动态倾翻仿真模型。给定了倾翻的初始边界条件进行仿真。采用显式动态有限元法对9个整车倾翻典型工况中ROPS的动态响应进行了研究,获得了ROPS动态滚翻姿态、能量吸收、冲击力和塑性铰变形模式的若干规律。除坡面倾角45°、摩擦因子0.6的工况外,均未出现车辆围绕纵轴翻滚360°的情况,而是车体沿坡面下滑至水平面并与其碰撞。在坡面倾角不变的情况下,ROPS所受冲击力及其吸收的车体动能随摩擦因子增加而增大。在摩擦因子不变的情况下,ROPS所受冲击力及其吸收的车体动能随坡面倾角变化比较复杂。本文工作可为提出ROPS动态实验室试验方法与标准制定提供依据。     

密肋复合墙体框格单元结构刚度与承载力分析

简要介绍了高性能混凝土密肋复合墙体框格结构1/2比例模型试验结果.试验表明随着外荷载的增加,填充砌体在某些部位与外围框格分离,形成砌体斜压杆.所有试件均出现角区压碎破坏且在RC构件内部形成塑性铰.填充砌体可明显提高空RC框格结构的侧向刚度与极限承载能力.高宽比对砌体填充RC框格结构的侧向刚度与极限承载能力有很大影响.结合试验结果,对文献建议的多种侧向刚度与承载能力评估方法进行分析与探讨.提出了一种新型砌体填充RC框格结构极限承载能力计算方法.该方法适用于高宽比大于1的结构.计算结果与试验规律一致,吻合较好.     

FRP加固钢筋混凝土圆柱侧向变形能力研究

结构变形能力定量计算是基于性能的抗震设计的重要内容,能确保结构满足不同的性能目标要求。研究纤维增强复合材料（FRP）加固钢筋混凝土（RC）圆柱侧向变形能力计算方法。通过数值分析对FRP加固RC圆柱截面弯矩-曲率关系进行计算,计算结果显示截面极限曲率明显小于试验实测值,两者差异程度受轴压比控制。根据计算结果和试验结果,提出了极限曲率修正计算方法。在此基础上运用等效塑性铰方法对加固柱侧向变形能力进行计算,计算结果与试验结果在FRP用量较小时符合很好,在FRP用量较大时计算结果偏大。对影响FRP加固RC圆柱侧向变形能力的主要参数进行讨论。     

钢管混凝土柱交错桁架结构水平承载性能试验

目的 研究钢管混凝土柱交错桁架结构抗侧性能.方法 对1个3层1/3缩尺的钢管混凝土柱交错桁架结构进行水平加载试验,介绍试验方案和试验过程,分析整体结构在水平荷载作用下的受力性能、破坏机理、刚度退化规律、延性以及水平荷载在桁架与柱之间的分配关系.结果 在水平荷载作用下桁架的受压斜腹杆失稳以及受拉斜腹杆拉断导致钢管混凝土柱交错桁架结构破坏;交错桁架结构具有较大的初始侧向刚度,随着水平荷载的增加,结构的刚度退化较快;结构侧向刚度下降到初始侧向刚度50%后,交错桁架结构达到承载能力极限状态.结论 桁架发生破坏,钢管混凝土柱基本完好,交错桁架采用钢管混凝土柱合理.     

钢骨钢纤维高强砼井壁水平承载特征的计算和试验

运用数值计算和模型试验方法对钢骨钢纤维高强混凝土复合井壁结构的水平承载特征进行了研究.数值计算中,井壁厚度与外半径之比、竖向应力与单轴抗压强度之比、配筋率及相邻两层钢骨之间净距与井壁厚度之比对其水平极限承载能力影响较显著;通过计算结果的回归分析,得到了其水平极限承载能力的计算公式.模型试验及分析表明:在竖向荷载加载阶段,钢骨和混凝土能协同变形;水平荷载加载阶段,钢骨应变达到屈服应变后,钢骨表现出一定的塑性流动或强化变形特征;井壁结构破坏时,钢骨和混凝土的切向应变值多为-2.3×10-3～-3.0×10-3;该种井壁结构的水平极限承载能力可运用数值计算方法进行估计.     

基于能量的钢筋混凝土框架节点塑性铰长度的计算方法

塑性铰长度是进行结构弹塑性分析时的重要参数,对于分析结果有着重要影响。目前,对塑性铰长度的计算方法主要为等效塑性铰计算方法,该方法主要从变形的角度来计算塑性铰长度,而结构的塑性铰长度应当与耗能有着密切关系,但是这种方法并未考虑耗能的影响。并且,塑性铰长度在整个加载过程中并非为一个常数,应当随着加载水平的变化而变化,而目前用于计算塑性铰长度的经验公式,仅给出了塑性铰的最终长度,并未给出其与结构的加载水平的关系,采用这样的塑性铰长度必定会造成分析精度的降低。因此,作者从能量的角度出发,建立了基于能量的钢筋混凝土梁柱节点塑性铰长度计算方法,并考虑了梁端的加载水平对梁端节点塑性铰长度的影响。通过与数值结果对比可以发现,采用该方法得到的塑性铰长度与梁端塑性发展范围吻合较好。最后,通过对18个一级框架节点的参数分析,建立起了塑性铰长度与梁端转角、配筋率和截面有效高度的关系。     

空间网架结构钢管混凝土柱节点力学性能足尺试验及分析

采用足尺试验与数值仿真相结合的方法研究空间网架结构中的钢管混凝土柱节点的受力及抗震性能。试验荷载逐级加载到设计荷载的1.6倍并观测柱节点的变形与应力。试验结果表明试验荷载下柱节点钢结构部分基本处于弹性状态,混凝土极小部分区域超出压应力极限,钢管与混凝土粘接良好。非线性有限元分析结果揭示了柱节点在低周往复荷载作用下的滞回耗能能力和破坏特征,指出了柱节点承载的薄弱位置,给出了柱节点的极限承载力。结果表明,足尺试验与数值计算相结合的方法可以全面揭示柱节点的受力特性及抗震性能。     

活性粉末混凝土连续梁塑性性能试验

为了研究活性粉末混凝土连续梁的塑性性能,制备了5根钢筋活性粉末混凝土两跨连续梁,完成了单跨单点加载试验.考察了试验梁在加载过程中的开裂、中支座控制截面受拉纵筋屈服、跨中控制截面受拉纵筋屈服和极限破坏状态等阶段的受力特征,基于试验结果提出了在设计用承载能力极限状态和真实承载能力极限状态下的中支座两侧等效塑性铰长度计算公式,以及以中支座控制截面相对塑性转角和中支座相对受压区高度为自变量的弯矩调幅计算公式.     

工程车辆ROPS动态仿真与试验研究

提出了基于整车的ROPS动态仿真建模方法和滚翻试验方法;以轮式装载机模型在倾角为30°的硬斜坡滚翻工况为例,进行了ROPS仿真结果和试验结果对比,验证了建模方法的合理性;揭示了碰撞过程中ROPS的冲击力、变形和能量吸收规律。     

工程车辆翻车保护结构动态设计方法

以某ZL80型装载机两柱式翻车保护结构(ROPS)为例,在动态仿真和试验的基础上,结合ISO 3471标准要求,提出一种基于人体损伤的翻车保护结构设计方法。该设计方法以事故再现的方式来分析车辆翻车事故中,司机与车辆的运动状态和损伤状况,并以此为依据进行翻车保护系统安全性设计。结果显示:满足静态试验标准的ROPS不能确保佩戴安全带的司机生命安全;ROPS在能确保动态滚翻过程中不侵入人体生存空间的前提下,其刚度越小,假人的损伤值和损伤风险概率也越小;针对两柱式ROPS,应保证其立柱和支腿具有适当的刚度。     

影响钢管混凝土组合桥墩抗震性能的结构参数

为了研究钢管混凝土（CFST）组合桥墩的抗震性能,对5个桥墩试件进行低周反复加载试验,研究轴压比、配箍率、纵筋率和剪跨比对试件骨架曲线、承载能力、位移延性、刚度退化和耗能能力的影响. 建立有限元模型模拟钢管混凝土组合桥墩在水平反复荷载作用下的滞回性能,数值计算结果与试验实测值吻合较好. 采用该有限元模型扩充结构参数范围,进一步分析各参数对组合桥墩抗震性能的影响. 试验及数值模拟结果表明：组合桥墩试件的水平侧移刚度和承载力随轴压比的增加而提高,但位移延性和耗能能力变差;提高配箍率或纵筋率均可改善组合桥墩的抗震性能;剪跨比是影响试件破坏模式的重要因素,随着剪跨比的增加,试件的水平承载力和侧移刚度降低,但变形和耗能能力明显提高.     

K型偏心支撑钢框架在循环荷载作用下的滞回性能分析

K型偏心支撑钢框架是偏心支撑结构中常用的一种抗震耗能结构形式,偏心支撑结构弹性阶段刚度大,塑性阶段耗能能力强是适用于高烈度震区的一种有效的抗侧力结构体系.根据偏心支撑结构在地震荷载作用下耗能梁段进入塑性的破坏特点,提出了耗能梁段采用曲壳单元和其余构件采用梁单元的非线性有限元模型来分析K型偏心支撑钢框架在循环荷载作用下的滞回性能和破坏机理,并自编了计算程序.通过有限元模拟计算分析,得到了K型偏心支撑钢框架抗震设计中合理的支撑截面大小、耗能梁段长度、高跨比、加劲肋间距、加劲肋厚度、腹板厚度等设计参数的确定方法.     

铅挤压消能支撑框架模型结构抗震性能试验研究

通过对—3层3跨相似比为1／8的带铅挤压消能器消能支撑框架模型结构的伪静力试验，研究了铅挤压消能支撑框架结构的破坏形态、屈服顺序和消能机理，并从延性和被动消能等方面综合评价了其抗震性能．结果表明，铅挤压消能支撑框架具有良好的抗震效果．     

Y型偏心钢支撑加固弱柱RC框架结构的滞回性能模拟及参数分析

为了系统研究Y型钢支撑加固RC框架的滞回性能,采用通用有限元程序ABAQUS对试验试件RCF-YB2进行了模拟验证。在此基础上,系统分析了低周往复荷载作用下框架柱截面、框架柱纵筋配筋率及框架柱配箍率对此类加固结构的滞回性能、水平承载力、抗侧刚度、耗能能力的影响。研究结果表明,框架柱截面对结构的水平承载力、抗侧刚度、耗能影响显著;框架柱纵筋配筋对结构的水平承载力、抗侧刚度、耗能影响较小;框架柱配箍率对结构的水平承载力、抗侧刚度、耗能能力影响可忽略。     

基于ANSYS管道缺陷承载行为研究

研究了压力管道含局部减薄缺陷及轴向长表面裂纹缺陷时的极限承载能力及结构极限状态特性。通过ANSYS有限元方法对压力管道含局部减薄缺陷及轴向长表面裂纹缺陷进行非线性数值分析,结果表明极限载荷与材料屈服强度成线性关系;在极限状态下,裂纹前端塑性区首先沿45°方向扩展并贯穿韧带截面。     

600 MPa级钢筋混凝土十字形柱抗震性能试验研究与恢复力特性分析

针对7个配置600 MPa级钢筋的十字形柱进行低周往复荷载试验,得到试件的滞回曲线、骨架曲线和纵筋、箍筋应变曲线。研究结果表明：各试件的滞回曲线饱满,对称性较好,具有良好的耗能能力;配箍率增大,试件的峰值荷载增大,变形能力增强;轴压比增大,试件的承载力增大,耗能能力提高,刚度退化加快;与配置HRB500钢筋的试件相比,配置600 MPa级钢筋的试件峰值荷载较大,塑性变形能力增强,但其耗能能力降低。基于ABAQUS软件对试件进行有限元分析,模拟结果与试验结果符合较好。