复杂支撑梁桥中缺陷与边界条件的耦合识别

对各类边界条件的局部劣化梁桥进行了结构分析,引入了弹性铰模拟局部劣化区对梁桥变形的影响,建立了含局部劣化梁的挠曲线近似表达式。在此基础上给出了局部劣化复杂支撑架的物性参数和边界条件进行耦合识别的算法,用有限元结构分析结果模拟传感器埋设占煌挠度实测值,对两端固支超静定梁的断裂参数和边界条件进行耦合识别的算例结果表明,模型构造合理,迭代过程收敛快,算法简便,精度高。     

基于时域分析的风载激励下桥梁结构动力特性识别

为研究环境激励下针对混凝土桥梁结构动力特性的识别问题,将现有的时域分析方法进行改进。利用自然激励技术与特征系统实现算法相结合,模拟风载激励对一预应力混凝土连续梁桥进行动力特性识别的有限元仿真模拟分析。利用随机减量技术和Ibrahim时域联合算法和有限元模态分析进行结果对比验证。仿真模拟结果表明,基于最常见的环境激励———风载激励识别混凝土梁桥的动力特性参数是行之有效的。运用自然激励技术与特征系统实现算法相结合的时域分析方法识别结果较为准确,为此类结构的健康监测和结构设计提供了有效支持。     

含橡胶衬套的后悬架柔性扭力梁结构优化

基于刚柔耦合多体动力学理论,利用相关有限元和多体动力学分析系统Hyper-Works及MSC.Adams,建立包含橡胶衬套且具有刚柔耦合特性的复合扭力梁式后悬架模型。施加与实际受力情况一致的边界条件,依据企业试验标准进行结构强度计算。分析结果表明该扭力梁左右两端的局部应力较大。对该处进行相应结构改进和优化,再次进行仿真计算,发现优化方案较好地改善了扭力梁的应力分布,解决了该处因局部应力过大而导致的后悬架断裂的问题。     

基于焊点参数识别的白车身动态特性

推导了焊点质量、刚度矩阵修改与白车身结构动态特性之间的关系,以试验频率与振型为目标,对白车身类板壳点焊结构焊点参数进行识别,提出了利用参数识别的弹塑性梁单元方法对点焊结构进行模拟。与弹塑性梁单元焊点建模方法在动态特性分析方面进行了对比,并应用于实车白车身动态特性仿真进一步验证仿真精度。结果表明,参数识别的弹塑性梁单元焊点建模方法提高了板壳类结构动态特性分析的仿真精度,为点焊的数值模拟仿真提供了一种研究方法。     

斜交梁桥频率间接识别效果的影响参数

采用过桥车辆振动响应识别桥梁自振特性的间接测量法能够避免传统动载试验测量桥频方法存在的操作复杂和成本高等缺点。根据车桥耦合振动理论和桥梁间接测量法基本原理,对实际工程中的某一斜交梁桥建立车辆与桥梁耦合振动的有限元模型,采用双轴半车模型模拟测量车辆,提取车辆匀速驶过桥梁时的车辆加速度时程响应,并利用峰值拾取法进行频谱分析,剔除已知的车辆相关频率识别出桥梁的前三阶自振频率,分析了6种不同车速、6种不同车重、8种不同桥梁斜交角度对桥梁频率识别效果的影响特点。结果表明,间接测量法能够有效地识别桥梁比较密集的频率,车速低于20 km/h时,能够较好地识别出斜交梁桥的前3阶频率,车速较高时无法识别桥梁的频率信息;相对较小的车桥质量比对桥梁频率识别有利;斜交梁桥不同的斜交角度基本不影响桥梁频率识别的精度;桥面粗糙时采用差值法仍能较好地识别。数值模拟表明,间接测量法对于不规则斜交梁桥频率仍有较好的识别效果。     

路面雷达电磁波的时域有限差分法模拟

介绍了路面雷达电磁波在路面结构中传播的基本原理,结合时域有限差分法算法,分别分析一维FDTD方程、软激励源、分层介面的有效参数、吸收边界条件在应用实现模拟过程中的重要影响,并建立了空气耦合式路面雷达的正演模型.理论模拟和实际工程数值算例表明:该模型对路面雷达正演模拟是可行的,误差不超过2%.     

基于遗传算法的多约束叠合梁斜拉桥钢梁维护策略优化

结合桥梁结构劣化模型制定合理的管养维护方案能够有效地降低管养费用,提高管养维护效率.本文采用了基于可靠度指标的桥梁结构劣化模型,以桥梁使用状况为边界条件,全寿命造价的费用总和最小为约束条件获取最优的桥梁结构维护策略.应用遗传算法对某斜拉桥大桥叠合梁的钢梁维护策略进行了优化分析,得到了该桥钢梁的最佳维护策略,证明了该方法的可行性.     

梁结构损伤识别模拟方法研究

在梁结构损伤识别中,有多种方法可以模拟结构的局部损伤,如折减单元截面惯性矩、降低单元的弹性模量、减小截面的厚度等。在各种模拟方法下对结构的动力性能进行了分析研究,提出了采用增加单元质量的方法来模拟结构的损伤,并通过H型钢梁进行模拟,对比验证了这几种方法的优劣性。     

钢筋混凝土结构多尺度建模与数值分析

采用通用有限元软件ABAQUS实现了精细单元与粗糙单元之间的界面耦合及变形协调,并通过算例验证了结构多尺度有限元分析方法的有效性和精确性。基于多尺度方法,结合纤维模型子程序与混凝土塑性损伤模型,对钢筋混凝土框架结构进行多尺度建模,并进行了弹塑性时程分析及局部构件损伤分析。结果表明：对于大型结构或复杂结构来说,多尺度计算可较好地模拟局部构件的复杂边界条件,为大型工程结构进行多尺度计算提供参考。     

基于叠合理论的钢管混凝土预应力连续桁架梁桥结构分析

以四川干海子钢管混凝土预应力连续桁架梁桥为工程背景,结合大桥具体的实际施工过程,将大桥主体结构视为典型的预应力叠合结构,采用有限元联合截面模拟叠合梁,对该桥35、36试验跨预应力叠合结构的施工全过程进行仿真计算,计算结果和试验结果吻合良好。结果表明:采用叠合梁模式对该桥结构进行分析的方法是可行的,接近实际。     

无自由边弹性薄板的损伤识别研究

针对含损伤的二维线弹性板的损伤识别问题展开研究 ,用变分原理对无自由边的线弹性薄板建立了含损伤的挠度函数表达式。以损伤物性参数为识别变量 ,建立泛函并取极值 ,得到识别向量的迭代公式 ,为避免非线性带来的病态问题 ,在迭代过程中 ,加入正则化技巧 ,讨论了最优解的特性 ,并给出了迭代算法的计算步骤     

考虑边界非理想的铁路桥梁挠度影响线分析与损伤识别

铁路桥梁多为装配式桥梁,因其边界条件介于理想铰支与固支边界间的非理想状态,而较难实现影响线分析与损伤识别。考虑装配式铁路桥的非理想支承特性,建立了带转动约束和竖向弹性支承边界的主梁模型,以模拟实际预制装配式铁路桥梁主梁,并引入基于对数正态分布模型的主梁截面初始不确定性参数。通过力法原理推导了该主梁挠度影响线的解析表达式,进而提出考虑边界非理想的铁路梁损伤识别方法。采用实测某装配式三跨连续组合梁桥挠度影响线,评价了该桥的承载能力,同时对所提方法进行了验证,并研究了挠度影响线测点位置、局部损伤位置与程度、测试噪声对主梁挠度影响线的影响。结果表明,基于所提影响线指标可以定位、定量边界非理想的装配式铁路连续梁桥某跨及其临跨的局部损伤,且更易于识别主梁跨中与纵梁结构损伤,指标抗噪性良好,实测影响线可用于评价装配式连续梁桥中支座连续性强弱,本文方法为实际铁路桥梁的挠度影响线分析与损伤识别提供理论借鉴。     

基于弹性约束支承梁转角影响线的梁结构损伤诊断

针对现有桥梁结构损伤诊断研究中,对实际主梁结构的边界支承条件不理想与截面参数不确定性考虑不充分的问题,提出考虑弹性转动与竖向约束的梁结构模型,引入截面不确定系数与局部损伤来模拟既有桥梁主梁. 推导得到主梁模型转角影响线解析式,提出基于弹性约束支承梁与转角影响线指标的损伤诊断方法与加载实施方案. 结合算例,研究测点位置、损伤程度、测试噪声对损伤诊断结果的影响,提出边界等效子结构模型试验验证所提方法. 研究表明,转角影响线差值曲率能精确定位、定量弹性约束支承梁的局部损伤,在损伤程度定量试验各工况中,最大相对误差为25%. 算例表明,在5%测试噪声时,仍可以定位梁结构局部损伤,且在梁端转动约束较弱时,损伤诊断敏感性较高.     

海洋环境侵蚀作用下混凝土梁抗弯性能试验研究

试验研究了某海港码头足尺锈蚀混凝土梁的材料力学性能和抗弯承载能力,分析了混凝土梁在海洋环境中的耐久性失效问题,提出了锈蚀混凝土梁的弯曲破坏失效机理,建立了足尺锈蚀混凝土梁的三维有限元模型,并对不同锈蚀程度的混凝土梁进行锈蚀模拟.电化学加速试验结果证明了该模型的合理性.     

输电线舞动的有限元分析及边界条件

以有限个梁单元模拟输电导线状态,采用最小位能原理推导出有限元方程,最后利用强制边界条件给出单元位移和应力方程,并运用仿真系统进行模态和谐响应分析。其结果可为以后线路优化设计提供依据。     

低干缩延性材料-混凝土复合梁抗弯性能

为研究延性材料对普通混凝土的增强增韧效果,本文采用低干缩高延性纤维增强水泥基复合材料(LSECC)与普通混凝土复合的方式,从试验与模拟两个方面研究了复合梁的抗弯性能．结果表明,在梁底复合低干缩延性材料后不仅可以提高梁的抗弯承载能力,还大幅提升了梁的延性．当LSECC的强度比上层混凝土的强度高时,复合梁的峰值荷载受LSECC层厚的影响明显,随着层厚的增加而增大．当上层混凝土的强度较高时,复合梁的峰值荷载随LSECC层厚度的变化不明显．基于开裂强度和材料应力裂纹宽度关系的抗弯模型可良好地预测不同材料复合梁的弯曲性能,模型结果与实测值吻合良好,可用于组合结构优化设计．     

求解弹性地基上自由边矩形板的直接方法

本文选择了一个挠曲函数,它满足弹性地基上自由边矩形板的全部边界条件,随后用能量法讨论了其弯曲、稳定和振动问题,并给出了数值结果,其精度较已有结果有明显改进。     

钢管混凝土柱-钢梁外环板节点抗弯承载力计算方法

基于ABAQUS软件建立了钢管混凝土柱-钢梁环板节点的三维有限元数值模型,通过已有试验结果与数值计算结果的对比校验了有限元模型的适用性。基于数值分析结果,分析了此类节点的受力特性,并利用有限元模型进行了参数分析,探讨了环板宽度、柱截面含钢率、钢梁极限弯矩、钢管强度、钢梁材料强度、混凝土强度、柱轴压比、梁柱线刚度比等参数对此类节点抗弯承载力的影响规律。在参数分析的基础上建议了此类节点的抗弯承载力简化计算公式,简化计算结果与有限元计算结果总体上吻合良好。     

Numerical study on flexural behaviors of steel reinforced engineered cementitious composite (ECC) and ECC/concrete composite beams

Engineered cementitious composite(ECC)is a class of high performance cementitious composites with pseudo strain-hardening behavior and excellent crack control capacity.Substitution of concrete with ECC can largely reduce the cracking and durability problems associated with brittleness of concrete.In this paper,a simplified constitutive model of the ECC material was applied to simulate the flexural behaviors of the steel reinforced ECC and ECC/concrete composite beams with finite element method.The simulation results are found to be in good agreement with test results,indicating that the finite element model is reasonably accurate in simulating the flexural behaviors of the steel reinforced ECC flexural members.The effects of the ECC modulus,ECC tensile ductility,ECC thickness and ECC position on flexural behaviors in terms of ultimate moment,deflection and the maximum crack width of the steel reinforced ECC or ECC/concrete composite beam are hence evaluated.     

四周弹性支承矩形板的解析分析

用叠加法研究了矩形板在四周弹性支承下的解析解，推导出各种边界条件下矩形板的解的统一表达式，通过四周弹性支承梁与板在边界的位移和转角协调，得到弹性支承矩形板的解析解，并且可以改变梁的刚度EI与GIt，得出荷载作用下各种边界条件下的矩形板的解．最后对结果的准确性进行了验证．