叠层橡胶支座拉伸刚度退化机理研究

为研究剪切变形下叠层橡胶隔震支座拉伸刚度退化特性,分别建立双弹簧受拉模型与偏拉有效面积模型,并推导各截面形状及尺寸的拉伸刚度比公式。然后采用有限元软件ABAQUS建立支座模型,在模型验证的基础上,分析截面尺寸及形状对支座拉伸刚度退化影响,并与理论模型分析结果进行对比。理论模型与数值分析结果表明:橡胶支座拉伸刚度比与截面尺寸大小、形状无关,仅和剪切变形与截面惯性半径比值有关;当支座剪切变形达到规范限值时,拉伸刚度退化52%左右;所建立的模型及拟合刚度退化公式能够有效模拟橡胶支座在不同剪切变形下的拉伸刚度退化情况。     

荷载与温度耦合作用下隧道截面形状对衬砌结构力学性能的影响

为研究隧道不同截面形状对衬砌结构力学性能的影响,采用荷载-结构法建立隧道衬砌温度场计算模型,并根据双正弦函数叠加气温变化模型,分析了圆形、矩形、直墙圆拱形和椭圆形等衬砌截面的温度场分布特征;以隧道衬砌混凝土损伤塑性模型及顺序耦合应力法为基础,分析了隧道衬砌在围岩荷载与变温耦合作用下不同隧道截面形状的衬砌受力特征及位移变化规律。结果表明,隧道空气温度变化对衬砌结构应力影响较大,衬砌应力随温度变化呈正弦变化趋势,但对衬砌位移影响较小;在相同的计算参数、初始条件及边界条件下,不同的隧道衬砌截面形状对衬砌受力、位移、产生时间与位置均有较大影响;从受力状态及结构安全性看,圆形和椭圆形截面是较好的衬砌截面形式。     

ANSYS接触分析在钢板弹簧设计中的应用

传统的钢板弹簧计算方法在精确建立力学模型时有一定难度.为提高计算精度,利用ANSYS有限元分析技术,考虑钢板弹簧实际工作过程中的大变形、片间接触和摩擦等多种非线性因素,建立了某钢板弹簧的计算模型.在不考虑摩擦和考虑摩擦两种情况下计算其刚度、应力分布和接触情况,研究片间摩擦对钢板弹簧刚度和应力的影响.全面考虑片间摩擦有助于提高钢板弹簧计算模型的精度.     

形状记忆合金受弯杆的力学性能分析

以Brinson本构模型为理论依据,推导出任意截面形状的SMA杆在弯矩作用下横截面上的应力分布及马氏体百分数随截面高度变化的理论计算公式;对循环弯矩作用下杆件的耗能能力进行了分析,建立了完整的计算理论;并就等直矩形截面杆利用Matlab编制的程序进行了数值计算,得出了截面边缘最大应力和应变与外荷载弯矩的关系曲线、应力及马氏体百分数在截面高度上的分布曲线、耗能量与截面高度的关系曲线、耗能量与边缘最大应变的关系曲线,而且对这些曲线进行了讨论,认为SMA材料可以在结构振动被动控制中耗散由于弯矩荷载而引起的能量.     

1040CQW型轻泡货物柴油载货汽车底盘悬架的改进设计

１０４０ＣＱＷ型轻泡货物柴油载货汽车具有较好的动力性和载货适应性,但底盘悬架沿用ＢＪ１３０型的原设计方案,造成了钢板弹簧的早期断裂现象．现采用ＫＱＣ１０４４型钢板弹簧,其安装尺寸不变;刚度提高,使其乘载能力加大,但固有频率未超标;后钢板弹簧采用变刚度结构,使整车在空载及部分载荷时有较好的平顺性;采用变截面结构,使其应力分布均匀,大大提高了其使用寿命．     

装配式水泥混凝土路面板空心形式研究与优化

为减轻装配式水泥混凝土路面板块的质量, 采用有限元软件ABAQUS研究水泥混凝土空心板, 推荐装配式水泥混凝土实心板块的最佳长、宽、厚和圆形空心类型, 设计和优化圆形截面的局部尺寸, 分析圆形半径、圆形个数和圆心高度对板底最大弯拉应力、板块最大竖向位移、薄壁处最大压应力和剪应力的影响规律。采用熵权法和优劣解距离法进行多指标优选, 得出最佳空心组合为10个半径为60 mm、圆心高度为160 mm的圆形; 对比空心板与实心板, 发现空心板的性能与实心板差异很小, 且空心板质量可减轻970 kg。本研究提出的装配式水泥混凝土空心板以及相应的圆形空心类型和空心局部尺寸均是可行的。     

位移边界对2D-FGM板热应力影响研究

考虑不同的位移边界条件,建立了常物性2D-FGM板研究模型,并采用有限元法,得到其冷却瞬态热应力场分布图形。位移边界条件对常物性2D-FGM平面区域冷却瞬态热应力分布影响颇大,在简支和一端固定情况下,2D-FGM板自由边界上的热应力σx=0;两端固定情况下,其左右两边界均形成上中下三个应力聚集,应力分布形状和数值都发生了巨大的变化;将四周均设置呈固定约束后,热应力数值增长幅度较两端固定情况时更为明显。此结果为该材料的设计、制备提供了准确的理论计算依据。     

纤维对偏高岭土基地聚物开裂性能的影响

研究了不同纤维参数对偏高岭土基地质聚合物开裂性能的影响,采用裂缝宽度和裂缝面积两个性能指标分析研究了纤维种类、纤维复掺、纤维掺量、纤维长径比、纤维截面形状对偏高岭土基地质聚合物开裂性能的影响。研究表明:碳纤维的抗裂性能优于耐碱玻璃纤维、矿物纤维和聚丙烯纤维;耐碱玻璃纤维与矿物纤维的复掺性能优于其他两组复掺;聚丙烯纤维的抗裂性能随掺量的增大而逐渐提升,在掺量大于体积比为0.15%时,抗裂性能增幅较缓;长度为18mm的聚丙烯纤维优于12mm和6mm的纤维;截面形状为三叶形的聚丙烯纤维抗裂性能优于截面形状为三角形和圆形的纤维。     

砌体结构墙体抗侧承载时的剪切滞后初探

初步探讨了砌体结构墙体抗侧承载时的剪切滞后问题，文章利用弹性力学理论，在不作平截面假定的情况下，从理论上推导出砌体结构墙体的整体高宽比（H／B）对正截面应力分布的影响函数，并与常规情况下采用平截面假定的应力分布作比较，得出较有意义的计算结论。     

弹性支承弯曲振动梁的频率方程及其特征值分析

由等截面直梁弯曲振动微分方程及其通解和弹性支承、中间固定支承与自由端的边界条件,推导出弹性支承弯曲振动梁的频率方程的解析表达式．并利用数值方法（二分法）计算出在不同弹簧弹性系数和梁的弯曲刚度下弯曲振动梁的前两阶特征值,分析了梁的弯曲刚度对特征值的影响．另外,通过给出的在不同中间固定支承位置下特征值随弹簧弹性系数变化的曲线,分析了弹簧弹性系数对特征值的影响．     

玄武岩纤维增强复合材料管件准静态压缩试验

以三维四向编织玄武岩纤维/树脂复合材料(BFRP)为研究对象,分别对编织角为30°、45°和60°的圆形和方形两种类型的玄武岩增强复合材料管件进行准静态压缩试验。结果表明:不同的编织角度和截面形状对玄武岩增强复合材料管件的压缩吸能特性均有显著的影响。方形和圆形两种截面类型管件的最大承受载荷均随着编织角增大而降低;在保证纤维含量近似相等的条件下,圆管的峰值载荷大于方管,其中编织角30°时圆管的峰值载荷相较于方管高出了50%左右;能量吸收方面,圆管的比能量吸收值较高,整体的吸能特性要优于方管;管件的破坏模式与编织角有关,与管件截面形状关系不大。     

桥门机主梁设计时强度与刚度的关系

针对桥门机主梁设计时主要是强度限制还是刚度限制进行了研究。通过结构理论分析并结合相关计算数据与曲线,得出强度刚度限制主要与对刚度的要求、起重机跨度的范围及主梁高度与宽度的比值等因素有关,即当对主梁刚度要求较严时,在一定的跨度范围内,或者主梁截面高度与宽度的比值较小时,桥门机主梁设计主要由刚度限制;而当对主梁刚度要求不高及较小跨度和超大跨度时,或者主梁截面高度与宽度的比值较大时,桥门机主梁设计则由强度限制。这为起重机设计提供了参考依据,有一定的实际意义。     

楔形蜂窝工字钢压弯构件静力性能研究

为了节省钢材、提高构件的刚度和强度,在楔形构件和蜂窝梁的基础上提出了楔形蜂窝构件.介绍了楔形蜂窝构件的制作方法,采用试验研究了楔率和开孔尺寸对悬臂楔形蜂窝构件刚度和抗弯承载力的影响.在试验研究的基础上,建立楔形蜂窝构件的有限元模型,研究了悬臂楔形蜂窝构件塑性区域的应力和应变的分布情况.研究结果表明,将H型钢切割制成楔形蜂窝构件,抗弯刚度和强度明显提高.悬臂楔形蜂窝构件的极限承载力和刚度主要取决于构件大头的截面高度.当孔洞大小相等时,楔率增大,制成的楔形蜂窝构件大头截面变高,构件的刚度增大.当轴压比较小时,悬臂楔形蜂窝压弯构件可以近似的采用塑性铰模型;当轴压比较大时,利用塑性铰模型分析是不合适的.     

钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁抗弯刚度试验研究

钢纤维全轻混凝土叠浇梁兼具钢纤维全轻混凝土质量轻、抗拉性能好与普通混凝土抗压性能好的优良特性.通过14根钢筋钢纤维全轻混凝土叠浇梁、2根钢筋混凝土梁和2根钢筋钢纤维全轻混凝土梁的正截面受力性能对比试验,研究分析了钢纤维体积率、钢纤维全轻混凝土截面高度对叠浇梁正截面抗弯刚度的影响规律,提出了基于有效惯性矩的钢纤维全轻混凝土叠浇梁正截面抗弯刚度计算公式.结果表明:叠浇梁的正截面抗弯刚度随着钢纤维体积率的增加而增大,随着钢纤维全轻混凝土截面高度比例的增大而减小;基于有效惯性矩的抗弯刚度进行叠浇梁的挠度计算结果与试验结果符合良好.     

双铰型上承式镰刀形拱桥关键构件受载性能研究

某双铰型上承式钢筋混凝土拱桥,外形呈镰刀形状,拱肋截面形式根据弯矩分布规律相应变化。建立空间有限元模型,分析了拱桥主要构件在关键施工阶段及成桥状态下的内力分布规律,并对该拱桥在施工过程中的应力状态及变形情况进行监测与控制。有限元计算及施工监测结果均表明,该桥内力分布均匀,有很好的刚度,各关键构件受载性能满足要求。拱肋除施工中体系转换时出现过拉应力外,其余均受压,应力在规范允许范围内,且拱轴弯矩较小,说明拱轴设计合理。该桥型在今后的工程实践中值得进一步推广。     

土体非线性对圆形隧道结构地震反应的影响

以圆形截面盾构隧道为模拟研究对象,利用快速拉格郎日分析的显式有限差分程序FLAC,分别讨论了土体为线性和非线性两种情况下,在不同刚度下隧道衬砌结构内力的变化规律.计算结果表明,土体弹性模量愈大,衬砌结构的内力愈小,且线性情况下衬砌结构的内力小于考虑土体非线性时衬砌结构的内力.     

胶料硬度对超弹本构模型参数及橡胶弹簧刚度的影响

采用Mooney-Rivlin超弹本构模型,研究不同胶料硬度对超弹本构模型参数及胶料弹簧刚度的影响。对锥形橡胶弹簧进行垂向刚度仿真,并将仿真结果与弹簧刚度试验结果对比,发现不同胶料硬度对橡胶弹簧刚度有显著的影响。利用最小二乘法对现有的离散化数据进行拟合,得出超弹本构模型参数与胶料硬度的函数关系。基于正交试验方法,通过锥形橡胶弹簧刚度仿真试验,求得与实际胶料硬度对应的最佳超弹本构模型参数值C10=0.312,C01=0.087;锥形橡胶弹簧仿真刚度值与试验刚度值的相对误差仅为0.3%,具有较高的精度。     

框架深肋组合扁梁弹性刚度分析

目的 研究框架组合扁梁正负弯矩区的受力性能.方法 在假定计算截面保持平截面的基础上,采用试验研究验证和理论推导的方法,对框架组合扁梁的正负弯矩区进行刚度分析.结果 基于换算截面法的假设,通过等效刚度方法,提出了框架深肋组合扁梁等效刚度的计算方法,计算结果表明框架深肋组合扁梁抗弯刚度值与试件跨中挠度为1/400梁跨时的平均刚度值相比,误差小于6.0％,而与试件跨中挠度达1/250梁跨的平均刚度值相比,误差大约为3.0％,且偏于保守.结论 试验揭示了内嵌于混凝土楼板之中框架组合扁梁在受力过程中截面的应力、应变的分布规律,验证了平截面假定在进行框架深肋组合扁梁弹性刚度分析时的有效性.     

管材径压胀形装置开发及试验研究

相对常规的液压成形,径压胀形具有一些独特的优点.开发了一套管材径压胀形装置,在其上开展将圆形截面管材径压胀形成三角形截面试件的试验研究,分析管端约束方式、成形液压力及摩擦力等对成形管件的截面轮廓形状、壁厚分布、破裂位置、材料填充性、管件失效形式的影响.研究结果表明,随着液压力的增大,材料模具填充性会越好,但截面形状对称性及壁厚分布均匀性变差;管端约束力大时,截面轮廓形状的对称性、壁厚分布的均匀性均较好,但材料填充性变差;良好的润滑可以有效改善截面轮廓形状的对称性、壁厚分布的均匀性及材料的填充性,从而推迟管件的破裂;不适当的成形液压力会使管件出现填充不足、压塌或者破裂等缺陷.     

钢筋混凝土双向偏压构件截面非线性分析的割线刚度法

本文用三次多项式分段模拟混凝土和钢筋的非线性本构关系的方法，以平截面假定为基础，得截面内力平均关系，对钢筋混凝土弯压构件任意形状截面进行了非线性分析，推导出截面割线刚度矩阵的表达式以及截面内任意点应变，应力与截面变形，截面力之间的关系，刚度矩阵中系数可用格林积分公式和高斯数值积分法计算。