ACPD法测量管节点中疲劳裂纹的增长过程

用交流电势能落差法(ACPD)测量了一个大型K节点在疲劳破坏过程中表面裂纹增长和破坏过程。对于评价管节点疲劳寿命经常使用的一个破坏力学参数———应力强度因子,通过试验数据和Paris公式得到了裂纹在扩展过程中其数值的变化情况。     

边界元子域法分析碳纤维补强的混凝土构件

经碳纤维补强后的混凝土构件在承受载荷作用时,除了在混凝土内部会产生裂纹外,碳纤维布和混凝土之间的界面上也会产生裂纹,并且这两种裂纹的开裂原理是不同的.本文通过引入Ⅰ型粘性裂纹和Ⅱ型粘性裂纹模型,将混凝土材料中的非线性断裂问题简化为裂纹面上非线性和域内弹性的问题.使用一种增量迭代法求解裂纹的扩展过程.运用边界元子域法分析了裂纹扩展过程中混凝土强度的变化和补强的效果.     

CFRP加固承载状态下圆钢管混凝土轴压短柱屈服承载力分析

为研究CFRP加固承载状态下圆钢管混凝土轴压短柱的屈服承载力,首先推导CFRP加固非承载状态下圆钢管混凝土短柱的屈服承载力,进而对CFRP加固承载状态下圆钢管混凝土轴压短柱屈服承载力的计算式进行了推导。建立了非承载状态下圆钢管混凝土的有限元模型,通过已有试验结果,验证了有限元建模方法的有效性。采用该方法对不同参数的CFRP加固承载状态下圆钢管混凝土短柱建立有限元模型,有限元模拟的屈服承载力与理论计算结果吻合良好,证明了理论公式的准确性。基于所建立的有限元模型和提出的理论公式,分析不同承载率、不同钢管厚度和不同CFRP加固层数等因素对轴压短柱屈服承载力的影响。结果表明:初始承载率影响CFRP的约束效果,屈服承载力随着初始承载率的提高而降低,而CFRP层数的增加则放大了这种效应;增加CFRP加固层数可以有效提高承载状态下构件的屈服承载力,CFRP加固承载状态下圆薄壁钢管混凝土轴压短柱性能更优。     

一种焊接管结构动力性能分析简化模型

在焊接管结构有限元分析中,常采用刚接杆件体系对结构进行简化分析。刚接杆件模型由于忽略了管节点部位的局部柔度,会对结构整体刚度和承载力估计偏高。为了解决这个问题,在管节点处引入一种虚拟梁单元(FBE)来模拟管节点局部柔度,并给出了确定FBE截面和材料性质的原理和方法。分别采用3D实体模型、刚接杆系模型和引入FBE模拟节点局部柔度的杆系模型对承受动力荷载的T型管桁架和含T、Y、K节点管桁架模型进行了有限元分析,结果显示:刚接杆系模型会过低地估计管结构振动幅值,而考虑节点柔度的简化杆系模型与3D实体模型的计算结果吻合很好,说明基于FBE模拟节点局部柔度的简化杆系模型在分析焊接管结构的动力性能上是可行的。     

圆CFRP-钢管混凝土压弯构件滞回性能试验研究

进行了12个圆CFRP-钢管混凝土压弯构件的滞回性能试验研究。试验结果表明,CFRP对圆钢管混凝土有很好的环向约束和纵向增强作用,钢管的局部屈曲得到了延缓或消除。所有试件的跨中荷载-挠度曲线和弯矩-曲率曲线均较为饱满,表现出很好的滞回性能。在加载后期,无轴压力试件的承载力无下降,而有轴压力试件的承载力明显下降。对试验结果的分析表明,钢管和CFRP在纵向和环向都可以协同工作;同一点的纵向应变和环向应变异号;试件的挠曲线均近似为正弦半波曲线。计算表明,强度退化不显著,轴压比和纵向CFRP增强系数的增大可以提高试件的抗弯承载力和刚度,同时减缓刚度退化,但会降低试件的延性和累积耗能,而轴压比在一定范围内对试件的抗震性能是有利的。     

内置横向插板加强型管节点静力强度研究

主管内设置横向插板是改善焊接圆钢管结构承载能力的一种方法。为了研究横向内置插板对节点静力强度的影响，采用有限元方法，对62个加强与未加强的T形节点模型进行了有限元模拟和分析。调查了节点区域和内置横向插板在静力加载过程中的变形过程。通过对模型参数的研究发现：内置横向插板能够提高T形节点的静力强度，但当T形节点承受轴向压力作用时，静力强度的提高对插板长度和厚度的变化不敏感。插板的厚度可按照构造措施选取，长度不能小于支管的直径。     

内置竖向插板加强型管节点静力强度研究

焊接圆钢管节点主管的径向刚度一般远小于支管的轴向刚度,因此在静力作用下发生破坏的部位常位于主管表面靠近焊缝处。为了提高管节点的承载能力,可采用在靠近节点部位的主管内部设置竖向插板的方法提高管节点的静力强度。利用有限元方法对33个加强与未加强的T节点的静力破坏过程进行了模拟和分析,调查了节点区域和内置插板在静力加载过程中的应力演变过程。通过模型的参数研究发现:插板的长度对节点的静力强度影响较大,随着插板长度的增加,节点的静力强度提高,但长度在达到一定的数值后提高效果不再明显;插板的厚度对节点的静力强度的提高效果不大,但插板的厚度不宜过小,防止插板先于节点产生失稳破坏而起不到显著的加强效果。最后,对24个不同尺寸的T型节点分别进行了内置竖向插板加强前和加强后的有限元模拟,研究了推荐尺寸的插板对节点承载力的提高效果。     

环口板加固T型方钢管节点在轴压作用下极限承载力的参数分析

为了研究环口板加固对T型方钢管节点在支管承受轴向压力作用下的极限承载力的影响,本文运用前期工作中所采用的有限元模型建立方法,对320个环口板加固T型方钢管节点进行了参数分析。参数包括支管和主管的宽度比β,主管的宽度与厚度比2γ,环口板与主管厚度比τc和环口板与支管宽度比lc/d1。参数分析结果表明:通过对环口板的宽度和厚度进行适当的组合,可以显著提高节点的承载力。然后将有限元模拟得到的极限承载力结果与前期工作中推导出的极限承载力公式的计算结果进行对比,给出了极限承载力计算公式的适用范围。     

环口板加强型T型圆钢管节点滞回性能研究

为了研究环口板加固对T型圆钢管节点滞回性能的影响,运用有限元方法对环口板加固T型圆钢管节点进行了滞回性能的参数分析.参数包括支管直径与主管直径比β,主管直径与2倍主管壁厚的比γ,环口板厚度与主管管壁厚之比γc,和环口板长度与支管直径之比lc／d1.有限元分析结果表明:环口板加固T型圆钢管节点的滞回性能相对于未加固节点得到了很大的改善.参数β和γ对节点的滞回性能有显著影响.为了改善节点的滞回性能,建议环口板的厚度不宜超过主管厚度的1.5倍,环口板的长度不宜超过支管直径的2倍.     

制绳钢丝疲劳测试声发射检测去噪方法

在声发射(AE)换能器与制绳钢丝之间加入特制的前置玻璃罩实现了换能器的安装及声发射信号的有效拾取。在夹具和钢丝之间加入四层钢铝界面可使机械噪音衰减15dB左右,在夹具渐扩出口处的钢丝和铝片之间加入软绝缘材料可有效地防止摩擦噪音,使系统阈值降低大约9dB。同时采用定位排噪技术,将使钢丝疲劳过程AE测试结果更为可靠。