海洋平台组合结构-钢连接节点轴压性能试验研究及有限元分析

为了解决不锈钢管中管钢管混凝土组合海洋平台上、下组块结构间连接可靠性的问题,在JZ20-2北高点井口平台的基础上,提出了过渡件连接、隔板加劲肋连接和法兰连接3种节点型式.为考察和比较这3种连接节点的轴压力学性能,设计制作了3个1∶4的缩尺模型试件并进行了静力试验.同时,利用有限元ABAQUS对节点进行了非线性分析.有限元和试验的结果表明:过渡件节点、隔板加劲肋节点和法兰节点均能满足海洋平台承载力的设计要求,其中,法兰节点承载力最高,隔板加劲肋节点延性最好.除法兰节点外,过渡件节点和隔板加劲肋节点破坏严重.试件破坏形态主要表现为过渡件、钢管、隔板和加劲肋的屈曲,而不锈钢管中管钢管混凝土外观完好,承载力仍有盈余.     

双层预应力混凝土箱梁桥的实验研究

本文提出了取消箱形连续梁中全部横隔板,利用箱内空间作行车道的双层桥式。文中主要以海拉尔大桥设计方案缩尺1:20有机玻璃模型试验的实测数据和实桥与模型的有限元空间计算成果为依据,论述了有隔扳、无隔板及加肋型三种箱型连续梁结构在偏心活载作用下弯扭效应的相对关系,从而说明加肋型双层桥的有效性和实用性。本文最后还从材料用量和桥梁使用功能上讨论了双层桥式的实用意义及其经济性。     

钢结构住宅的梁柱节点体系比较

结合钢结构住宅梁柱节点体系的构造特点,分析了内隔板式连接节点体系、带短梁的内隔板式连接节点体系、外肋环板节点体系以及隔板贯通式节点体系这4种主要的节点形式的构造、性能及工程实际应用的优缺点,并对外肋环板节点体系以及隔板贯通式节点体系进行了优化分析.结合工程实践,应用多目标决策方法对4种节点体系的应用效果进行了初步评价,得出了外肋环板节点体系是近期应大力推广的钢结构住宅梁柱节点体系的结论.     

钢- UHPC组合梁桥面板静承载能力比较分析

为解决传统钢-混组合梁由于混凝土板本身缺陷所引起的桥面板开裂问题,提出一种性价较优的钢-UHPC组合梁桥面板截面形式,以某桥为工程背景设计了4种桥面板方案,即矮胖型带肋板方案、瘦高型带肋板方案、矩形平板方案、华夫板方案,利用ABAQUS进行了桥面板影响线及静承载能力分析,得到了以下结论:(1)桥面板轮载应力影响范围是局部的,纵桥向作用于两相邻横隔板之外的荷载对该两横隔板间跨中桥面板各点的应力几乎无贡献,横桥向作用于距某板肋超过横隔板间距的荷载对该板肋及其附近面板的应力几乎无贡献,而纵隔板上部的板肋荷载横向影响范围较广,约为2倍横隔板间距;(2)各方案桥面板主拉应力值较大区域集中在跨中肋(面)板下底缘以及与纵隔板相接处的面板顶缘;(3)桥面板截面型式对自身的抗弯承载能力影响较大,瘦高型带肋板方案具有较优的综合性能.     

液舱内液体晃荡的SPH模型

自由液面的存在使液体晃荡问题具有很强的非线性和随机性.针对中等液位、高液位和在液舱底部加设防荡隔板情况下的液体晃荡问题,依据光滑粒子流体动力学理论,建立了液舱内液体晃荡模型.首先模拟了中等液位和高液位下的液体晃荡,将计算结果分别与线性复合叠加理论解做比较,其结果吻合较好,验证了所建模型的合理性.然后,模拟了在液舱底部加设防荡隔板时的液体晃荡,提出了防荡隔板处粒子分区搜索的边界处理方法.当外激励振幅A=0.025 m时,加设防荡隔板后液面晃荡最大与最小幅值较无隔板时分别减小33.3%和30.6%,当外激励振幅A=0.150 m时,其相应幅值分别减小73.3%和76.2%,说明在相同的外激励作用下适当地加设防荡隔板对减小液体晃荡幅值起到一定作用.     

面向双层交通的混凝土箱梁桥弹性试验研究

为适应当前公路、铁路运输量的急剧增长,本文设计出一种面向双层交通的钢筋混凝土箱梁桥.该桥梁取消了箱梁内部横隔板,同时利用箱梁顶板和底板作为桥面系,从而实现双层交通.本文对该箱梁缩尺模型(1∶6)进行了多工况的拟静力加载试验,对其弹性工作性能进行了初步研究.结果表明:(1)腹板孔洞对箱梁整体及局部变形均有影响;(2)箱梁内横向加劲肋的刚度较弱;(3)上、下加载时箱梁顶底板剪力滞效应区别明显.因此,今后对该类箱梁进行结构设计时需要重点考虑腹板孔洞、横向加劲肋以及上下加载情况的影响.     

方圆相贯内隔板加劲T型和K型节点破坏模式和极限承载力的研究

根据箱型柱内隔板加劲的原理,提出了方、圆相贯T型和K型节点内隔板加劲的措施.通过T型节点的对比试验,证明了内隔板加劲节点仍表现为主管表面塑性破坏的模式,节点的极限承载力较非加劲节点提高明显,同时也表现出良好的延性.在试验分析的基础上,通过数值分析探讨了T型、K型节点内隔板加劲板的位置、数量、加劲板的宽度和厚度对节点破坏模式和节点极限承载力的影响,提出了内隔板加劲板的构造要求和节点极限承载力取值等设计参数,避免了盲目加大加劲板尺寸对节点破坏模式的影响,具有重要的理论意义和工程意义.     

方矩型钢管混凝土柱的超声波检测和切割破损试验研究

采用非金属超声波测试仪对受力后的外肋环板(VS)和隔板外伸(TD)柱节点进行探测,研究了钢管与混凝土之间的缝隙情况;通过切割破损试验指明了缝隙的存在,验证了叠加法计算方矩型钢管混凝土柱承载力的理论基础,表明了该方法简明、可靠且适用于实际工程设计．     

中承式系杆拱桥承载力评定与加固技术研究

在分析某中承式系杆拱桥的横向稳定性及吊杆和横梁病害的基础上,对该桥进行有限元建模,并进行了受力分析及荷载试验评定.分析结果表明,该桥横向联系不足,吊杆和横梁的安全系数偏低.对此,提出了拱肋加横撑、更换吊杆、横梁粘贴钢板的加固方案.加固后对桥梁进行了荷载试验和吊杆索力测试,结果表明,加固方案对解决中承式系杆拱桥的病害问题是有效的,可为类似桥梁的加固工程参考.     

凹型加肋锥-环-柱结合壳局部加强方式的研究

为了给潜艇加肋锥-环-柱结合壳提供设计依据,对组合壳中凹环壳块的加强方式进行了探讨.通过分析凹型加肋锥-环-柱结合壳中环壳块的应力,指出凹环壳块需局部加强的必要性.提出凹环壳块中部增设肋骨和凹环壳块适当加厚两种加强方式,分析它们的应力分布特点.通过大量的计算,比较两种加强方式的效率,提出"应力放大系数"作为衡量凹环壳块加强方式效率的指标.制作了2种加强方式的凹型加肋锥-环-柱结合壳精车模型,进行了模型试验.计算分析和模型试验结果表明,对凹环壳块适当加厚是提高凹型加肋锥-环-柱结合壳效率的较优越的加强方式.     

含凸、凹型加肋锥-环-柱结合壳的连接结构试验研究

制作了一个含凸、凹型加肋锥-环-柱结合壳的连接结构焊接钢模,进行了静水外压试验,研究连接结构的应力分布.环壳块的嵌入有效地削减了锥-柱结合部的应力峰值.模型在大圆柱壳破坏,表明连接结构的强度高于所连接的基本结构(环肋圆柱壳)的强度.实验证明含凸、凹型加肋锥-环-柱结合壳是潜艇耐压艇体相邻的大、小圆柱壳间一种优越的连接结...     

钢结构箱形柱与工字梁刚性节点有限元分析

通过利用ANSYS对钢结构箱形柱与工字梁刚性节点进行有限元分析,研究钢框架结构在水平荷载的作用下,箱形柱与工字梁节点域的受力性能和隔板对节点刚度和强度的影响.根据对节点的有限元和理论分析,归纳出考虑隔板刚度和强度的节点变形公式,并且分析了梁截面宽度对隔板破坏模式的影响.研究结果表明:当梁翼缘较窄时,隔板的受拉区或受压区首先屈服;当梁翼缘较宽时,隔板首先受剪屈服.     

塑料隔板受力分析及设计计算

通过对包装空瓶用塑料隔板使用条件的分析及其力学模型的建立,设计了满足隔板使用条件的合理材料及最佳的隔板厚度,并对隔板的结构进行了设计和开发.     

鸭子荡水库二次加坝后渗流问题的有限元计算

土石坝的扩建加高一般采用下游面培厚加高的方法,加高后的渗流稳定问题是工程安全与否的关键.由于土坝加高后新老土体的渗透性不同,易造成坝体渗透的不均匀性,引起渗透破坏.采用有限元方法,就3种加坝方案,从坝体和坝基各向同性与各向异性2个方面,对均质土坝的稳定渗流问题进行了研究,比较了各个方案的优劣,选取最佳方案.     

隔板贯通式钢框架节点抗震性能研究

为研究隔板贯通式箱型柱一工字钢梁钢框架节点的抗震性能,共设计4个试件并进行了低周反复加载．以隔板厚度和隔板悬挑长度为主要考察参数,分析了节点的滞回曲线、刚度退化、破坏形态以及隔板上关键部位应变分布规律．试验表明：该类型节点具有较好的延性和承载力,强度退化和刚度退化稳定;隔板的厚度对节点承载力有明显影响。厚度越大,承载力越高;在一定范围内,隔板的悬挑长度越大,能将应力有效分散到更大区域,对承载力有一定贡献;梁翼缘与隔板之间以螺栓连接代替焊接,可提高节点传力的可靠性．     

肋片形状对强化传热效果的影响

本文对三种高效肋片——纸花肋、齿形肋、铜丝肋与普通平圆肋在吸风式直流风洞上,以热管作为试验芯进行了性能对比实验研究.采用微型计算机(APPLE—Ⅱ)对实验数据进行整理,得出了各种性能关系曲线;并按综合传热和流动阻力的性能比较方法,以平圆肋为基准对各高效肋片进行了比较.实验发现,在迎面风速为1.5～3.5m/s内,纸花肋、齿形肋、铜丝肋的外表面平均放热系数与平圆肋相比所增加的量分别约为:65%、20%、15%,各肋片的性能比值因子约为:1.40、1.14、1.07(平圆肋性能比较因子为1).本文采用改变肋形、达到强化传热以提高气侧放热系数的方法是有效的.我们设计的两种高效肋片——纸花肋、齿形肋,与普通平圆肋相比更经济,适用于空冷换热器以改善换热性能.铜丝肋的经济性在一些场合还不如平圆肋,需要进一步改进.     

流道内分隔板长度对方柱绕流特性的影响

为了揭示流道内方柱-分隔板钝体的绕流特性及分隔板长度对尾迹脱涡的影响,对低雷诺数(Re=150)下阻塞比为1/6的流道内的方柱-分隔板结构进行数值研 究,讨论方柱和分隔板的受力及自由剪切层的变化趋势.结果表明：在有限流道内,分隔板对方柱的尾流结构产生了明显的影响,抑制了尾流区剪切层之间的相互作 用,并在一定范围内使方柱阻力减小;随着分隔板长度L的变化(0D～6D,D为方柱边长),流动特性呈现出3个不同阶段,即当0≤L/D≤1.00时,随着板长度的增加,自 由剪切层沿顺流方向逐渐下移;当1.25≤L/D≤4.50时,自由剪切层在板尾端卷起并在分隔板尾迹边缘清晰地出现二次涡;当L/D≥4.75时,分隔板完全阻断剪切层 之间的相互作用,使自由剪切层再次附着在分隔板上.     

LLM-105基传爆药柱起爆能力实验与数值模拟

为了研究不敏感传爆药在爆炸序列中对主装药的起爆能力,选用TATB炸药为被发药柱, 2A12铝合金为隔板材料,进行了LLM-105基传爆药柱的起爆能力实验,并采用点火增长反应速率方程对LLM-105传爆药柱起爆能力实验进行数值模拟研究.保持模型其他参数不变,通过调整铝隔板厚度,模拟预估了在该装药条件下被发药柱TATB发生冲击起爆的临界铝隔板厚度.为确定材料参数以及模拟计算结果的准确性,进行临界铝隔板厚度验证实验.结果表明:LLM-105基传爆药柱有完全起爆TATB钝感炸药的能力;该装药条件下LLM-105基传爆药柱起爆TATB的临界铝隔板厚度为1.3～1.5 mm,模拟预测结果与验证实验结果基本相符.     

考虑中面应变效应的加肋矩形板的横向弯曲分析解

本文考虑了板中面的应变效应,将加肋板的内力化为作用于中面上的薄膜内力及弯曲内力,并用板中面的三个位移分量来表示这些内力.导出了关于位移分量的三个基本微分方程式,并将其化为一个仅含挠度的八阶微分方程及两个求板中面位移的积分式。文中分析了解的形式,导出了肋端简支单向加肋矩形板,具有弱抗扭开口肋时的全部位移及内力式,并给出了数值算例.     

方钢管混凝土柱-H型钢梁组合节点抗震性能试验

目的 研究不同参数下的隔板贯穿式方钢管混凝土柱-H型钢梁组合节点的抗震性能.方法 对2组共6个隔板贯穿式方钢管混凝土柱-H型钢梁足尺节点试件进行低周往复荷载试验,并且完成节点的非线性有限元分析,明确各试件的破坏过程及特征,并对节点的承载力、延性、耗能能力和刚度退化等抗震性能指标进行分析.结果 隔板贯通节点滞回曲线饱满,具有较强的耗能能力,同时从强度和刚度退化曲线中可以观察到退化现象,并且满足“强柱弱梁,强节点,弱杆件”的设计原则.结论 改变贯穿隔板的厚度对节点的抗震性能、延性性能以及刚度和强度退化影响不是很明显,但是随着隔板厚度的增加节点的抗震性能逐渐增强;改变贯穿隔板的外伸长度对节点的抗震性能有一定的影响.