裂纹梁动态响应有限元分析中的线弹簧模型

本文提出了一种以线弹簧模型为基础来分析裂纹梁动态响应的新数值方法．应用能量原理和断裂力学理论首次建立了线弹簧模型的刚度矩阵，从而确立了一种能使二维裂纹问题转化为一维分析的梁的有限元模型．使用这个模型，研究了不同裂纹长度和裂纹位置对悬臂梁固有频率和振型的影响，并把计算所得到的数值结果与现有的实验数据作了比较．结果表明，当无量纲裂纹长度小于０．６时，两者吻合得非常好；反之，两者之间存在较大的误差．对这种误差产生的原因，本文也作了解释．     

基于Matlab优化工具箱对钢管混凝土轴压短柱的可靠度分析

从可靠度指标β的几何意义出发,将服从任意分布的随机变量Xi映射为标准正态随机变量Yi,建立在标准正态空间中求解β的优化模型。利用M atlab优化工具箱,对《钢管混凝土结构与设计规程》CECS28:90(1992)中轴压短柱承载力公式进行了可靠度分析并与JC法计算结果进行了比较,结果表明,本文计算的可靠指标与JC法计算可靠指标一致,且计算简便快捷.     

混凝土弹性模量预测试验研究

弹性模量是混凝土最基本力学性能指标,目前弹性模量预测的方法很多,但都有其不足之处.为了能够对混凝土弹性模量进行比较准确的预测,对5种不同骨料体积比的混凝土进行了弹性模量试验,并将试验结果与Voigt法、Reuss法、广义自洽法、Mori-Tanaka方法、三相复合圆法和连续统计法计算的结果进行比较,得出不同的方法都有其...     

S-P混杂纤维对混凝土长期性能与耐久性影响

采用对比的试验方法,研究并讨论了钢纤维、聚丙烯纤维及其混杂对混凝土长期性能及耐久性的影响.研究结果表明,用不同尺度、不同性质的钢纤维与聚丙烯纤维按二元混杂以总体积率0.9%掺入高性能混凝土中,明显改善了水泥混凝土的长期性能,90d干缩值减少36.6%,200d徐变度降低45.4%,并可显著提高混凝土的耐久性能,相对渗透系数降低79.03%,氯离子渗透系数降低30.5%.     

方钢管混凝土压弯构件可靠度分析

以方钢管混凝土压弯构件为研究对象,应用可靠度最优化方法,分析荷载偏心距为常量时构件可靠性。将偏心距视为基本随机变量,同时考虑轴向力和弯矩相关性影响下构件承载力的可靠性,得到相关结论。     

基于广义Kelvin链钢管混凝土徐变研究

混凝土徐变是混凝土材料本身固有的一个时变特性,是结构响应中一个重要组成部分,其计算方法通常是建立在单轴试验和理论基础上。为探讨钢管混凝土徐变特性,该文采用自制的压力自平衡混凝土徐变试验装置对混凝土圆柱和圆钢管混凝土柱进行了徐变试验,结果表明:钢管混凝土柱徐变变形要比普通混凝土柱的徐变变形小,在该文试验中两者相差接近50%,这可能是密闭钢管内核心混凝土无法与外界发生水分交换而不发生干燥收缩和干燥徐变以及钢管围压所致。根据粘弹性理论,引入多参数Kelvin链粘弹性元件模型,建立了求解单轴应力状态下混凝土徐变的Volterra型积分方程,模型参数近似表示为连续粘滞谱。通过离散时间变量t和分步积分,进一步得到了单轴应力状态下混凝土徐变应力-应变增量本构模型。依据徐变叠加原理,考虑Poisson效应,进一步将单轴应力状态下混凝土徐变应力-应变增量本构模型拓展到三轴应力状态,用于钢管混凝土徐变分析。对有限元商用软件Ansys进行二次开发,将反映三轴应力状态下混凝土徐变性能的本构方程引入Ansys提供的用户子程序Usermat中,并采用Fortran语言编程,从而实现了钢管混凝土徐变长期性能的有限元分析计算。将有限元数值解与试验结果进行对比分析,发现该文提出的模型是科学的和有效的。该文提出的方法将为混凝土徐变计算提供了另一条有效途径。     

模拟酸雨腐蚀钢管混凝土构件静力性能研究

该文讨论了模拟酸雨腐蚀环境下钢管混凝土构件静力性能的退化规律,具体包括模拟酸雨腐蚀后:钢材材料力学性能;钢管混凝土构件轴压力学性能;钢管混凝土构件纯弯力学性能;钢管混凝土构件偏压力学性能。分析了腐蚀率对钢材屈服强度、弹性模量、极限抗拉强度和极限延伸率的影响,采用钢管壁厚折减以及壁厚折减耦合材性折减的模拟腐蚀损伤方法,结合有限元ABAQUS软件、规范公式,分别计算了构件荷载-变形关系曲线、极限承载力,并和试验结果进行了比较,发现钢管壁厚折减方法优于壁厚折减耦合材性折减方法,地方标准严于国家标准。     

用切口尖端单元分析各向异性材料中多边形孔奇异性应力场

该文提出了一种基于全数值方法的新型杂交元方法, 用于研究各向异性复合材料中多边形孔奇异性应力场干涉问题。该方法的建立分3 个步骤:首先, 用一维有限元方法求解各向异性材料切口尖端奇异性应力场数值特征解;然后, 采用杂交有限元列式构造一种超级切口尖端单元, 其中, 假设应力场和位移场是利用上述奇异性场数值特征解推导出来的;最后, 将上述超级切口尖端单元与传统4 结点杂交应力元组装, 得到新型杂交元方法。算例中, 将裂纹问题作为考核例, 并进一步考察双菱形孔和双矩形孔的奇异性应力干涉问题。算例表明:当前模型能降低单元数, 且精度好;与传统有限元法和积分方程方法相比, 该模型更具有通用性和高效性, 为各向异性材料的细观力学分析打下了基础。     

钢材腐蚀损伤过程的元胞自动机模拟

采用元胞自动机方法对腐蚀环境下钢材的腐蚀行为进行了模拟,依据钢材在腐蚀环境下的实验研究结果和元胞自动机原理,定义了元胞自动机模型的局部演化规则,分别对钢材在腐蚀环境下蚀坑表面和深度腐蚀形貌发展过程进行了模拟。通过对比元胞自动机模型在不同溶液初始浓度c和溶解概率p条件下的模拟结果,确定了能够真实反映蚀坑形貌的模拟条件,并且讨论了不同的c和p对模拟形貌的影响。结果表明,随着p和c的增长,蚀坑等效半径和深度随腐蚀时间t呈现近似幂函数增长。同时,将蚀坑深度模拟结果与依据Komp提出的理论公式计算结果进行对比,符合程度非常高,验证了CA模型的可行性和正确性。     

高硅铝合金焊接现状及展望

高硅铝合金是现代制造业中一种理想的材料,本文结合高硅铝材料性质对硅铝合金焊接性进行分析,阐述了硅铝合金焊接存在的缺陷,并对硅铝合金的焊接方法研究进行了总结,最后对高硅铝合金的焊接技术的发展进行了展望。