自动冲压线模具开发全过程仿真技术研究与应用

自动冲压线模具受设备的约束条件多,是设计难度最大的一类模具.借助CAE仿真技术,完成了从冲压工艺分析、优化到自动线结构设计和模具的制造,提高了自动冲压线的自主开发能力.介绍了自动冲压线全过程仿真的关键步骤和功能的实现,经应用效果很好.     

旋转惯容阻尼伸臂控制体系减震性能研究

旋转惯容阻尼器(rotation inertia damper,RID)具有质量小、阻尼力大的特点,应用于伸臂结构体系时必须考虑其转动惯量的影响。通过研究RID工作机理,推导了RID伸臂控制体系的振动微分方程,并提出了该体系的地震响应简化算法;考虑RID转动惯量影响,研究了结构各参数与地震响应的关系及其对减震效果的贡献。结果表明：RID伸臂控制体系的地震响应简化算法计算结果合理,与有限元法结果吻合较好;RID的质量参数对伸臂位置及阻尼参数的最优值影响甚微,而且对结构地震响应的影响也可忽略;外柱刚度将显著影响伸臂位置与阻尼器参数的最优值,而且当外柱刚度较大时有利于RID的性能发挥;RID伸臂控制体系具有良好的减震性能,即使在RID质量参数较大的情况下,也能保证其阻尼力在等效力中起主导作用。     

有效高度对钢筋混凝土桥面板冲切强度的影响

有效高度是影响钢筋混凝土桥面板抗冲切承载力的主要因素之一。为了探究其对混凝土板冲切强度的影响,完成了有效高度不同的混凝土桥面板冲切试验,得到桥面板的破坏模式、钢筋和混凝土应变变化规律等,进而量化评估有效高度变化对混凝土桥面板冲切强度的影响。对已完成15块板的试验数据,结合文献资料对各国混凝土结构设计标准提出的桥面板冲切强度计算式进行对比分析并对其进行修正。结果表明:提高板的有效高度可以有效提高混凝土桥面板的抗冲切承载力;修正后计算结果与试验值进行比较,吻合程度较好。     

竖向不规则RC框架结构连续倒塌动力放大系数研究

为研究竖向不规则钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)框架结构连续倒塌过程中的动力响应特征,以一系列不同布置形式的竖向不规则RC框架为对象,基于变换路径法,采用静力非线性和动力非线性分析方法,研究底层柱失效时建筑形式与动力放大系数之间的关系,并针对特定建筑形式提出塔群层数比和塔群跨数比。研究表明:GSA2003在静力非线性方法中所建议的动力放大系数2.0偏于保守;减小结构的塔裙层数比,降低结构不规则程度能够有效地提高剩余结构承受动力荷载的能力;在下部裙楼跨数一定的情况下,增大结构塔群跨数比能够降低结构连续倒塌的风险。     

基础隔震结构抗连续倒塌设计方法研究

在极端偶然荷载作用下,极有可能发生因局部构件失效而引起的整体结构破坏甚至倒塌,具有特殊构造形式的隔震结构则需要专门设计来应对此类风险。应用SeismoStruct软件建立基础隔震结构有限元模型,通过改变上部结构抗震构造,隔震层梁、板尺寸,以及隔震支座型号等关键参数,对比分析了相应剩余结构的抗连续倒塌性能,探讨了隔震结构关键参数对抗倒塌性能的影响以及隔震结构抗连续倒塌设计方法。结果表明:水平向减震系数可降低一度分档,同时又有抗连续倒塌设计需求的隔震结构,建议上部结构抗震构造措施保持不降低处理;改变隔震层梁、板的尺寸均能一定程度影响剩余结构响应,但隔震层梁尺寸变化所产生的影响更为显著;橡胶隔震支座型号的变化对隔震结构抗连续倒塌的影响极为有限。     

基础隔震结构抗连续倒塌动力非线性分析关键问题研究

为了研究隔震结构连续倒塌动力灾变行为特点,并对隔震结构动力非线性连续倒塌分析方法的关键参数取值提供参考,本文以基础隔震结构为模型,对比分析了底层框架柱和隔震支座失效时剩余结构动力响应特点,探讨了隔震结构连续倒塌分析方法中的关键参数取值问题与解决方法。结果表明:对于基础隔震结构,并非失效时长越小剩余结构响应就越大;对于计算精度要求较高的结构,在分析之前应进行失效时长的对比分析,以便选出计算成本低而精度高的最优失效时长;合理准确的荷载施加是保证计算精度的重要前提,减少外部荷载作用可以有效减轻剩余结构损伤程度;隔震层的特殊构造要求有利于增强支座意外失效时隔震结构抗连续倒塌能力。     

层间隔震体系可靠度的灵敏度分析

考虑层间隔震体系(上部隔震结构、中间层隔震结构、下部隔震结构)随机参量和地震激励的不确定性,利用随机响应面方法,结合基于线性无关原则的概率配点方法,将隐式的结构响应函数转换成显式函数,在此基础上利用Monte-Carlo分别对3种隔震结构形式可靠度进行分析,并分析了其对应的可靠度灵敏度。结果表明:层间隔震体系中,各随机变量均值变化对体系的可靠度将会产生不同的影响,各随机变量方差的增加都将降低体系的可靠度;可通过优化设计变量,严格控制施工质量(控制变量方差),降低其对体系可靠度的影响。可靠度灵敏度的分析结果可以提供体系的可靠度指标对随机参量变化的重要性排序,从而提高大型复杂结构的可靠度分析和优化设计的效率,同时为层间隔震体系可靠度灵敏度的进一步研究奠定基础。     

消能伸臂体系减震性能的参数变异性影响分析

为研究结构参数变异性对消能伸臂体系减震性能的影响,推导了该体系的有限元振动方程,同时提出地震响应简化分析的“Maxwell型阻尼器计算法”,并结合Gauss-Hermite降维算法分析了确定性激励、随机地震激励作用的参数变异影响情况。结果表明:Gauss-Hermite降维算法既能保证精度又能提高计算效率;确定性激励时,传统伸臂体系与消能伸臂体系的楼层响应标准差随变异系数的增大而增大,但后者的标准差更小;随机激励时,消能伸臂体系仍具有良好的减震性能,且对参数变异敏感性弱,鲁棒性更好。     

新型连体结构控制体系的减震性能研究

针对刚性连体结构的振动控制改善问题,提出一种新型连体结构控制体系,推导该体系的振动微分方程及随机响应的拓展状态方程,并通过对减震层位置及减震参数的研究,证实了新型连体控制体系的良好减震性能。分析表明：新型连体结构控制体系的两自由度简化模型所得最优参数偏大,建议采用多自由度模型优化值;减震层刚度在较大的分布范围内对减震效果影响显著,但数值过大对结构减震不利,而减震层阻尼参数对改善减震性能贡献也较大,且存在最优值;减震层位置对结构的响应抑制影响显著,当设置在低层时效果更佳;为防止层间位移过大,建议保留一定的减震层刚度值。     

结构抗连续倒塌鲁棒性简化分析方法研究

为了研究结构抗竖向连续倒塌鲁棒性,结合竖向连续倒塌过程中框架结构内力特征,针对性地提出了构件易损性系数,并对已有的一种结构鲁棒性计算方法进行了简化和改进,通过对钢筋混凝土(Reinforced concrete,RC)框架结构有限元模型分析进行验证.研究表明:结构鲁棒性强弱是一个相对概念,降低重要竖向承重构件的易损性系数能够增强结构抗连续倒塌的鲁棒性;在同样荷载作用下,框架柱易损性系数按照大小排序依次为中柱、边柱和角柱,而重要性系数按照大小排序则依次为角柱、边柱和中柱,对易损性系数和重要性系数均较大的构件设置可靠保护或增加荷载传递路径都能够提高整体结构抗连续倒塌的鲁棒性.