基于ANSYS的独塔斜拉桥非线性分析

论文以吉林临江门斜拉桥为实例,针对斜拉桥的高次超静定复杂结构,突破以往斜拉桥过于简化的建模形式,采用大型通用有限元分析软件ANSYS,建立了斜拉桥的三维实体有限元模型。考虑了材料的非线性本构关系、斜拉索的垂度、结构大变形和梁-柱效应对桥梁结构非线性的影响。论文给出了计算荷载工况下桥梁结构的整体变形图、斜拉索应力分布图、桥梁整体等效应力云图,分析结果为桥梁运营期间的检修与维护提供了重要的参考。     

AZ91E-T6镁合金平均应力松弛的本构描述及其在疲劳寿命预测中的应用

针对在低应变幅(Δε/2=0.003,0.005),应变比R=εmin/εmax=0的循环加载过程中,平均应力松弛对AZ91E-T6镁合金疲劳寿命影响较大的实验现象,采用Chaboche本构模型对平均应力松弛过程进行本构描述。推导了Chaboche本构模型的增量形式,采用应变控制的加载方式,获得了AZ91E-T6镁合金材料的循环应力应变迟滞曲线,并求得其稳态滞回环的平均应力,最后利用Morrow模型预测了AZ91E-T6镁合金材料的疲劳寿命。通过与已有实验数据的比较表明:Chaboche本构模型能较好地描述在应变控制条件下,AZ91E-T6镁合金材料的循环平均应力松弛行为,采用计算出的稳态滞回环平均应力结合Morrow模型能够对疲劳寿命作出较准确的预测。     

不同龄期混凝土收缩徐变对三塔结合梁斜拉桥的影响

为了研究混凝土桥面板收缩徐变效应对三塔结合梁斜拉桥的影响,以武汉二七长江大桥为工程背景,采用桥梁专业软件MIDAS/CIVIL,考虑不同龄期的混凝土板,建立全桥有限元模型,分析了三塔结合梁斜拉桥在收缩徐变影响下挠度及应力的变化.结果表明:混凝土的收缩徐变引起二七长江大桥主跨挠度增加7.6 cm,塔顶水平位移增大5.6 cm,同时也使钢主梁拉应力增加10.9 MPa,混凝土板压应力减小0.6 MPa.混凝土加载龄期越长,对三塔结合梁斜拉桥挠度和应力的影响越小,并在混凝土龄期达到180 d后对斜拉桥的影响趋于稳定.     

一种热成型钢热压缩流变行为的本构方程

根据热冲压工艺的时间—温度特征,采用Gleeble-3500热模拟试验机,在温度为773~1 173 K、应变速率为0.01~0.50 s-1条件下,对1种热成型钢进行热压缩实验,求解井上胜郎模型参数,获得相应的应力应变曲线。实验结果表明:变形温度和应变速率对该热成型钢力学性能有很大的影响,温度升高流变应力减小,应变速率增大流变应力增大。由计算所得井上胜郎模型参数得到模型的预测值与实验结果吻合较好,修正模型之后,得到的预测值更接近实验值。     

两种约束圆轴扭转实验确定大应变本构关系

针对大应变本构关系的参数标定问题,采用实心圆轴扭转实验进行了研究.分别对一端自由实心圆轴和两端固定实心圆轴的大应变扭转变形和扭转应力进行了分析.对于大应变等向强化弹塑性本构模型,基于Kirchhoff应力的Jau-mann应力导数,采用实心圆轴扭转实验标定了弹塑性本构模型中的塑性刚度函数.对一端自由实心圆轴扭转实验,讨论了轴向伸长变形和径向变形对塑性刚度函数的影响.对于两端固定实心圆轴扭转实验,讨论了轴向正应力对塑性刚度函数的影响.结果表明,实心圆轴扭转时的Swift效应对大应变本构关系有影响,影响程度与轴向和径向变形及轴向正应力相对于剪应变的变化率有关.     

基于ABAQUS炭黑填充三元乙丙橡胶超弹性本构模型的分析与比较

通过有限元软件ABAQUS对三元乙丙橡胶材料单轴拉伸实验数据与超弹材料本构模型进行了应力-应变曲线的拟合,主要对比了形变量在0~300%时消除Mullins效应后填充胶实验测得的应力-应变曲线与Neo Hooke模型、Yeoh模型、Arruda-Boyce模型的拟合曲线。结果表明:应变量在150%以下,三者都有较好的拟合效果;应变量超过150%时,Neo Hooke模型拟合曲线会明显偏离实验结果;在应变量在0~280%之间,Yeoh模型和Arruda-Boyce模型拟合效果拟合较好;在应变量在280%以上,Arruda-Boyce模型最好。     

基于Johnson-Cook模型的冻土动态本构关系

采用分离式霍普金森压杆(SHPB),对于-17℃冻土进行了应变率约350、600、800、1 000和1 200 s-1的单轴冲击实验。获得了其相应应变率下的应力应变关系。发现其没有明显的屈服现象,具有显著的应变率效应,其峰值应力与最终应变均随加载应变率增大而增大,并且具有一定的线性关系。引入含损伤的Johnson-Cook模型,描述-17℃冻土的应力应变关系,发现在600～1 200 s-1的加载应变率范围内,该模型具有较好的适用性。     

应变疲劳寿命的强度稳定综合理论法研究

应变疲劳分析是解决结构失效问题的重点研究内容之一.运用强度稳定综合理论及方法将应变疲劳寿命转化为切线模量因子的表达,通过分析转化过程中的无量纲曲线,发现一些材料间的固有规律.以切线模量因子为"桥梁",将循环应力应变曲线中的应力作为裂纹扩展时的临界应力,对应该应力的应变值当作疲劳试验的控制应变幅值,则对应的裂纹长度就是应变疲劳寿命的折算裂纹长度;通过切线模量因子建立的衍生比例定律和应力疲劳寿命的建模方法可以得到寿命应变关系的预测模型.这一模型与灰色系统理论的GM模型具有相同的数学表达,并通过实验数据验证该模型的误差小于5%.     

某线膛火炮战斗部发射强度数值模拟

为研究某新型战斗部的发射强度,采用LS-DYNA软件建立战斗部在膛内运动模型,对该模型进行了发射强度仿真和分析,得到了战斗部在不同运动阶段的应力、应变曲线。分析第一、第二临界状态时战斗部的应力、应变值及相应强度准则,并进行了实验验证,模拟结果与实弹实验结果基本吻合。结果表明,战斗部实验和数值模拟结果均满足其强度条件,模拟数据可为其结构改进和同类战斗部强度分析提供参考。     

应变率效应对无铅焊锡接点跌落冲击力学行为的影响

采用应变率相关的Johnson-Cook材料模型和率无关的弹塑性模型分别计算了跌落/冲击载荷下焊锡接点的应力及应变,研究应变率对焊锡接点力学行为的影响,预测了焊锡接点的破坏情况,并与动态4点弯曲实验结果进行了比较.结果表明:焊锡材料的应变率效应对电路板的挠度几乎没有影响,但对焊锡接点的应力及应变有较大影响;不考虑应变率效应的弹塑性模型低估焊锡接点的应力值而高估等效塑性应变值;采用率相关的Johnson-Cook模型能更好地预测焊锡接点的力学行为,能较真实地预测焊锡接点的破坏情况.     

基于白光干涉原理的光纤传感技术一Ⅱ．光纤白光干涉测量的基本方法

主要介绍了白光干涉光纤传感原理,描述了光纤中光程的变化和被测参数(如:应变和温度)之间的关系,并讨论了白光干涉光纤传感系统中温度表观应变和温度补偿技术.     

双膜盒式光纤压力传感器设计

设计并研究了一种利用双膜片位移进行压力测量的光纤传感器.这种光纤传感器是在通用光纤传感设计实验系统的基础上,利用了三光纤反射调制技术,它可以实现光源强度的变化和光纤中光功率损耗的变化以及反射率的变化自动补偿.理论上,分析了这种传感器的补偿特性,建立并推导了输入输出关系,给出了理论模拟结果.实验上,制作并实现了光纤压力传感器,分别测试了两接收光纤的位移与输出光强度的对应关系曲线,给出了对应两输出光强比值与位移的实验测试结果,验证了理论的正确性.最后,对所设计的光纤压力传感器进行了标定实验,给出了线性输入输出工作特性曲线.     

光纤信号旋转传输装置的研究

光纤旋转连接器件广泛应用于从一端高速旋转平台到另一端静止平台过渡时的场合,是光纤信号旋转传输的关键器件。设计一种单通道光纤旋转连接器,能够在较高转速的场合中,将环境里的振动和其他干扰因素隔绝于连接器之外,并在旋转传输过程中利用其机械结构自适应修正光纤转子与光纤定子之间的相对位置和相对运动,保证光纤信号的高效稳定传输。通过仿真分析和静态实验研究了连接器插入损耗与各个方向上变化量的关系。     

全光纤加速度传感技术的研究

证明了光纤适合对加速度场的感知,研究了干涉型全光纤加速度地震检波器,得出光纤的应力应变和被测信号加速之间的关系,综合考虑全光纤加速度地震检波器灵敏频带的要求设计了变化光纤的长度和质量的大小和形状。采用交流相位跟踪零差检测的方法,使振动信号以电的形式得以真实地再现。研制的全光纤加速度地震检波器样机,具有抗电干扰、测量频谱范围宽,检测灵敏度高等优点,且输出信号与待测信号波形一致性好。用压电陶瓷同时完成了相位调制与误差补偿;利用干扰端面镀膜技术提高了反射光能量;采用双横向限制簧片有效地限制了质量块的横向振动。     

光纤传感技术在结构工程检测中的应用

简要介绍了光导纤维及其传感原理 ,对利用光纤传感技术检测钢筋混凝土结构养护期的热应变和温度、结构内部应力应变、结构的振动参数、裂缝宽度和结构整体性估计等方面的方法和原理作了详细分析和讨论 ,综述国内外发展状况。最后指出了有待进一步解决的问题     

合成光源串联光纤干涉仪及仿真研究

干涉仪的零位确定问题，是激光干涉仪应用中的关键问题之一，所提出的合成光源串联干涉仪方案，容易实现，可以保证较高的精度。叙述了串联干涉仪的工作原理和多模激光二极管光源的合成技术，并进行了仿真计算。结果表明，合成光源能够将降低光源的相干长度，有利于干涉信号中心条纹位置的辨别；串联干涉仪能够解决干涉仪初始位置（或者零位）确定问题，为绝对式干涉仪的设计和研制提供了新的途径和手段。     

光纤光栅用于混凝土结构监测的研究

基于重大工程结构健康监测的高精度要求，光纤光栅传感技术应运而生。文中首先讨论了光纤光栅用于混凝土结构健康监测的两项关键技术：光纤光栅传感器的安装工艺和消除光纤光栅交叉的敏感性，然后在粘钢加固混凝土立柱上进行了加载试验研究，同时与粘贴在相同位置的电阻应变片进行了对比，实验结果证明了用光纤光栅传感器进行结构健康监测这一方法的可行性和先进性。     

Engineering approach to in-situ bridge health monitoring with fiber bragg gratings

It is well known that transportation is the economiclifeline of a country and bridges are the throat of com-munication.At present,there are about5000thou-sands of main highways in China,among which overone third are structurally defective,more or less dam-aged and potentially threatened by functional degrada-tion.Some of the key bridges need to be monitored,e-valuated and maintained,repaired or reinforced.Largeand important bridges are always designed to work formany decades or even longer.Ac…     

三光纤干涉流量测量技术

简要介绍了生产测井对流量计的要求,分析了各种原理的光纤流量计的优缺点提出靶式光纤干涉流量测量原理测量采油井井下流量的方案。在双光纤干涉流量测量的基础上,详细阐明了三光纤干涉流量计的工作原理,推导了流量计的数学模型,给出了三光纤干涉流量测量系统的设计参数,进行了三光纤干涉流量测量系统的仿真和流量测量实验,给出了实验结果。结果表明,三光纤干涉流量计有着诸多的优点,具有广泛的应用前景。     

BOTDR技术监测GFRP锚杆应变的试验研究

为掌握玻璃纤维增强塑料(GFRP)锚杆的变形特性,采用布里渊光时域反射测量计(BOTDR)技术,对沿光纤的轴向应变进行分布式监测,得到试验锚杆通体的轴向应变.阐述了BOTDR技术的工作原理以及对GFRP锚杆的张拉应变监测试验过程.试验结果表明:光纤能与锚杆同步变形,BOTDR技术对锚杆体轴向应变的监测效果好,可以替代传统的锚杆应变计.