串联缓冲系统冲击响应与结构优化分析

为了研究瓦楞纸板与泡沫塑料所组成的串联缓冲系统的冲击响应,引入虚拟质量,利用Runge-Kutta法对系统动力学方程进行求解.由试验得到BC双瓦楞纸板和发泡聚乙烯准静态与动态应力-应变关系,建立它们的单轴本构关系.研究串联缓冲系统的冲击响应,试验结果与模型预测值吻合较好.对串联缓冲系统进行体积优化分析,并与发泡聚乙烯系统的优化结果进行比较.结果表明:若不考虑瓦楞纸板的缓冲作用,仅对发泡聚乙烯分析,则会造成资源的浪费.     

基于改进纤维模型的RC剪力墙静力弹塑性分析

为了使纤维模型能够有效模拟剪切效应,提出了一种基于塑性理论和虚拟单元法的改进纤维模型RC剪力墙全过程静力弹塑性分析方法.推导出等效单轴应力和等效单轴应变的计算公式,在纤维层面建立考虑剪切效应的应力和应变关系,将纤维由多轴受力状态等效为单轴受力状态,引入虚拟单元法来解决有限元数值计算过程中遇到的负刚度问题.利用自编程序及ABAQUS软件对一片钢筋混凝土剪力墙进行静力弹塑性分析,结果表明,自编程序计算曲线与试验曲线及ABAQUS软件计算曲线吻合较好,能够反映出剪切效应的影响.改进的分析方法简便有效,便于编程,可用于分析剪切效应明显的钢筋混凝土剪力墙构件.     

蜂窝纸板与瓦楞纸板组合结构的缓冲特性

在MTS810材料试验机上,对瓦楞纸板、蜂窝纸板及其组合结构三种材料进行了压缩试验,并将组合结构与另外两种材料的缓冲特性曲线进行比较,得出如下结论：组合结构兼具有两者的优点,对于小幅荷载和较大载荷都有良好的缓冲能力.     

航空发动机涡轮盘低周疲劳与蠕变寿命分析

利用低周疲劳与蠕变同时作用时的应力应变关系,得出了一个新的应力应变回线及应力应变变化曲线,并以此为基础提出了一个以全应变幅为控制变量的计算低周疲劳寿命的新方法。同时利用蠕变与疲劳损失等效的假设,将蠕变对寿命的影响转化为疲劳周次,从而为疲劳与蠕变耦合问题的寿命计算提出了一个新的方法。     

施工期混凝土力学性能的试验研究

通过测试施工期混凝土材料的力学性能参数(立方体抗压强度、劈拉强度、轴心抗压强度、弹性模量、应力-应变本构关系曲线),研究了混凝土力学性能随龄期的变化规律,参照相关文献考虑龄期的影响建立了施工期混凝土各力学性能参数的计算模型.研究表明:随着龄期的不断增长,混凝土立方体抗压强度、劈拉强度、轴心抗压强度、弹性模量、应力-应变曲线的峰值应力逐渐增大,而应力-应变曲线的峰值应变逐渐减小;前7d混凝土各力学性能指标变化速度较快,7d后变化速度逐渐变缓.     

客车粘接式车窗玻璃参数化串联刚度模型

针对建立基于梁单元的客车结构模型的需要,提出了一种车窗玻璃参数化串联刚度模型。以客车车身侧围上部某典型局部为研究对象,对壳-体模型的准确性进行了试验验证;将壳-体模型的应力计算值作为目标应力值,运用参数设计的思想获得串联刚度模型的最优等效弹性模量;改变单元尺寸大小,获得串联刚度模型在不同单元尺寸下的最优等效弹性模量,建立单元尺寸-最优等效弹性模量关系曲线并确定曲线的函数表达式。最后,将两种单元尺寸的模型代入整车进行对比分析,结果证明了参数化串联刚度模型的有效性。     

POSS对聚乙烯力学性能影响的分子动力学模拟

为了研究POSS对聚乙烯(PE)性能的影响,采用分子动力学方法,建立了PE和3种含有不同POSS比例的杂化材料的模型,计算得到了4种聚合物的体积温度曲线,从曲线斜率的转折点得到了材料的玻璃态转变温度(Tg).然后,通过应力应变涨落方法,求得了4种聚合物的弹性模量随温度的变化曲线.计算结果表明,POSS的加入对PE的Tg...     

基于修正邓肯-张模型模拟红黏土应力-应变关系

分析了原状红黏土的应力-应变关系,从结构性损伤角度进行分段描述:硬化型应力-应变关系分为2 个变化阶段,而软化型则分为3 个变化阶段。为准确模拟其应力-应变关系, 基于结构性修正邓肯- 张模型,提出了一种计算损伤参数的方法,并进行原状红黏土三轴固结不排水试验模拟计算,发现模型能较好地反映土体应力-应变在不同阶段的发展规律,其中表征损伤发展速率的参数a^*与围压以及应力-应变关系曲线类型有关,取值范围在0. 15~0. 35,对红黏土弹塑性模型的建立具有参考意义。     

缝合铺层碳/环氧复合材料动态压缩性能实验研究

采用分离式霍普金森压杆(SHPB)动态测试系统对环氧树脂E-51和缝合铺层复合材料厚度方向的压缩性能进行实验研究,得到了不同应变率下的压缩应力-应变关系和压缩强度,并通过冲击破坏形貌来探讨材料的动态压缩破坏模式.结果表明:环氧树脂E-51是应变率相关材料,但其应变率敏感程度并不高;缝合铺层碳/环氧复合材料厚度方向的应力-应变曲线对应变率是敏感的,随着应变率的增加,最大应力增大,应变率在900 s-1比应变率在350 s-1的压缩强度增加120%;破坏的主要原因是纤维和树脂的分离以及纤维之间产生相对位移形成微裂纹,随着载荷的增加和应力集中的作用,促使裂纹扩展导致材料破坏.     

FRP约束混凝土圆柱应力-应变分析模型

为精确模拟FRP约束混凝土的单轴受压性能,提出了FRP约束混凝土圆柱应力-应变分析模型的建立方法.在分析国内外大量试验数据基础上,依据八面体强度准则提出了FRP约束混凝土圆柱极限强度的计算方法,分析FRP约束混凝土圆柱极限应变与侧向约束强度的关系,建立了极限应变的计算方法;分析应力-应变全曲线试验结果中轴向应变与环向应变的关系,建立由轴向应变确定环向应变的计算公式;以Mander本构模型为主动约束关系,采用增量方法计算了FRP约束混凝土圆柱的应力-应变系曲线,模型预测结果与多数试验结果吻合较好.     

Energy absorption diagrams of multi-layer corrugated boards

Based on the static compression experiments, the compressive stress-strain curve of multi-layer corrugated boards is simplified into three sections of linear elasticity, sub-buckling going with local collapse and densification. By considering the structure factors of multi-layer corrugated boards, the energy absorption model is obtained and characterized by the structure factors of corrugated cell-wall. The model is standardized by the solid modulus and it is universal for corrugated structures of different basis material. In the liner-elastic section, with the increase of the load, the energy absorption per unit volume of multi-layer corrugated boards gradually increases; in the sub-buckling section going with local collapse, the compression resistance of multi-layer corrugated boards goes on under a nearly constant load, but the energy absorption per unit volume rapidly increases with the increase of the compression strain. It is shown as an ascending curve in the energy absorption diagram. In the densification section, the corrugated sandwich core has no energy absorption capability. A good consistency is achieved between theoretical and experimental energy absorption curves. In designing the cushioning package, the cushioning properties can be evaluated by the theoretical model without more experiments. The suggested method to develop the energy absorption diagram for corrugated boards can be used to characterize the cushioning properties and optimize the structures of corrugated sandwich structures.     

Energy Absorption Diagrams of Multi-layer Corrugated Boards

Based on the static compression experiments, the compressive stress-strain curve of multi-layer corrugated boards is simplified into three sections of linear elasticity, sub-buckling going with local collapse and densification. By considering the structure factors of multi-layer corrugated boards, the energy absorption model is obtained and characterized by the structure factors of corrugated cell-wall. The model is standardized by the solid modulus and it is universal for corrugated structures of different...     

经编间隔织物球形压缩试验与仿真分析

在经编间隔织物静态缓冲性能研究的基础上,采用了试验和有限元仿真的分析方法,探讨了间隔织物在球形压缩情况下的压缩特性,提出了各因素对织物压缩性能影响的主次关系,为获取具有理想力学舒适性的坐垫、床垫材料或其他缓冲包装材料提供依据。     

雷弹入水冲击动态缓冲性能分析

缓冲器可以减少和控制雷弹入水冲击载荷,提升空投雷弹的耐撞性和安全性.文中引进聚氨酯泡沫塑料在冲击加载条件下的本构关系式,代替传统的EPRC三段式经验模式,同时,为了满足整个时域的连续性和可计算性,对本构关系式进行相应的修正,然后参与雷弹入水冲击运动方程的数值计算.算例分析了垂直姿态入水情况下缓冲器的动态缓冲性能,同时分别对不同泡沫塑料的密度和入水速度下的缓冲效果进行分析,最后给出具有不同外型参数雷弹的入水冲击载荷规律.分析结果表明:与传统的经验方法相比,文中方法更符合实际情况,简便且通用性强,可以用于雷弹入水冲击的耐撞性结构设计和分析.     

锚固岩体复合材料力学性质的数值模拟研究

将岩体锚-杆支护系统看作一种由岩体（基体）法和观点建立锚杆、锚杆（增强材料）和砂浆（粘结材料）组成的复合材料，利用复合材料力学的方加固岩体的细观力学等效模型，建立岩体-锚杆支护系统复合材料的宏观力学性质与其组分材料性能及细观结构之间的定量关系，从整体上评价该支护系统的增强效果。同时。在ANSYS分析软件的基础上利用APDL进行二次计算程序开发，选取岩体-锚杆复合材料代表单元体，通过对单元体进行单轴和三轴数值模拟试验，得到锚固岩体复合材料的等效应力-应变关系，并研究了其等效强度性质。     

波浪腹板工形梁支承加劲肋设计方法研究

为解决波浪腹板工形梁支承加劲肋设计问题,进行了受力机理的研究,根据受力状态的不同对加劲肋进行分类,并采用ANSYS进行了有限元模型的数值分析;将波浪腹板对加劲肋的约束作用简化为等效约束长度的平腹板,将支承加劲肋转化为在腹板平面内失稳的轴压构件并计算其稳定性;通过参数分析,揭示了等效约束长度与腹板幅长比及腹板高厚比相关,进而建立了单侧与两侧约束情况下等效约束长度的计算公式。结果表明：与平腹板工形构件不同,波浪腹板工形构件的腹板面外刚度增大,但腹板沿构件轴向刚度变小,因而对加劲肋的面外约束不足,需要重新评估加劲肋在集中荷载作用下的稳定性计算;提出的波浪腹板工形梁支承加劲设计方法具有较好的安全性和经济性。     

压电堆式驱动器对空间钢框架地震反应的主动控制

随着建筑结构向大型化发展,将智能材料应用于建筑结构的减震已经成为一个重要的研究领域,压电智能结构就是目前的研究重点之一.介绍了压电堆式驱动器,建立了结构在地震作用下的运动方程和基于LQG控制理论的最优控制方法.将驱动器布置在空间钢结构框架的底层柱上,并对其在地震激励下的反应进行了主动控制实验研究.结果表明,结构各层的响应均有不同幅度的降低,压电堆式驱动器可以有效地抑制和减小结构的地震反应.     

多胞缓冲材料本构模型与应用进展

为了科学地设计汽车、航空、头盔及运输包装缓冲结构,以得到最优的结果,针对常用的泡沫、蜂窝及复合结构等,介绍各种缓冲结构的压缩性能表征、本构方程与工程运用的研究现状.针对泡沫结构的压缩性能,介绍泡沫结构的试验压缩响应与数值模拟方面的研究进展.结果表明：相对密度、环境温度、压缩应变率及微观结构等参数对泡沫的缓冲性能影响显著.相对密度越大,泡沫结构的屈服应力越大,吸收能量的能力越大;泡沫的吸收能量能力一般随环境温度的增加而减小;由于泡沫的基体材料表现率相关性,应变率增加导致吸收能量能力的增加;当微观结构不同时,泡沫的细胞分布导致结构的缓冲性能差异显著.针对蜂窝结构,介绍蜂窝结构的有限元模拟方面研究进展.介绍了填充管吸收能量结构和层状缓冲系统的工程运用以及所涉及到的一些优化方法．     

Behavior of concrete and concrete-filled circular steel tubular stub columns at constant high temperatures

Based on reanalyzing test results of uniaxial compressive behavior of concrete at constant high temperatures in China, with the compressive cube strength of concrete from 20 to 80 MPa, unified formulas for uniaxial compressive strength, elastic modulus, strain at peak uniaxial compression and mathematical expression for unaxial compressive stress-strain relations for the concrete at constant high temperatures were studied. Furthermore, the axial stress-axial strain relations between laterally confined concrete under axial compression and multiaxial stress-strain relations for steel at constant high temperatures were studied. Finally, based on continuum mechanics, the mechanics model for concentric cylinders of circular steel tube with concrete core of entire section loaded at constant high temperatures was established. Applying elasto-plastic analysis method, a FORTRAN program was developed, and the concrete-filled circular steel tubular （CFST） stub colunms at constant high temperatures were analyzed. The analysis results are in agreement with the experiment ones from references.