带约束拉杆L形截面钢管混凝土的本构关系

分析了带约束拉杆L形截面钢管混凝土在轴压下的受力机理,在确定带约束拉杆L形截面钢管混凝土有效约束区域合理形状的基础上,将带约束拉杆L形截面钢管混凝土短柱划分成一个方形和两个带约束拉杆的矩形钢管混凝土短柱,对截开面的性质和截开面上的边界条件进行合理假设;借鉴约束混凝土的本构关系建立了带约束拉杆L形截面钢管混凝土的等效单轴本构关系,并根据试验数据确定了本构关系中的参数。用建议的本构关系对有关试件进行了荷载-应变全过程分析,荷载-应变的理论计算曲线和试验曲线吻合良好。     

带约束拉杆十形截面钢管内核心混凝土的等效单轴本构关系

介绍了11 个带约束拉杆和5 个不带约束拉杆的十形截面钢管混凝土轴压短柱试件的试验研究,讨论在不同约束拉杆间距与直径、钢板厚度与屈服强度、截面尺寸下试件的破坏与承载力特点。分析了带约束拉杆十形截面钢管混凝土的约束特点。在合理假定的基础上,将十形钢管混凝土截面划分成1 个无拉杆的方形和4 个有拉杆的矩形钢管混凝土区域,借鉴约束混凝土本构模型,建立了力学概念清晰的各区域核心混凝土等效单轴本构关系。采用建议的本构关系对相关试验的试件进行了荷载-应变全过程分析,计算曲线和试验曲线吻合良好。     

带约束拉杆矩形钢管混凝土的本构关系

对带约束拉杆矩形钢管混凝土在轴压下的受力机理进行分析,在带约束拉杆方形钢管混凝土本构关系的基础上,针对矩形钢管截面长边、短边对混凝土约束作用大小不同及约束拉杆沿长边、短边布置数量不同等特点,应用基于混凝土真三轴试验的破坏准则确定核心混凝土的峰值强度,从而提出适合带约束拉杆矩形钢管混凝土柱数值计算的本构关系,并根据相关试验结果对本构关系的参数进行确定。应用该本构关系对有关试件进行荷载-应变关系的全过程计算,并与试验结果比较,两者吻合良好。     

典型形体超高层建筑的风压风场与抗风优化研究

现代建筑的结构高度日益增加,高层建筑截面形式更加多样。近年来,我国出现了许多新型截面形式的超高层建筑,其风荷载的控制是结构风工程领域的研究重点。针对类矩形截面和圆形截面的超高层建筑,基于计算流体动力学方法和ANSYS/FLUENT软件,数值模拟分析不同截面超高层建筑的表面风压分布规律,不同风向角下典型测点的平均风压系数,开展行人高度处风速的比较分析,研究超高层建筑抗风形体优化。结果表明:在超高层建筑转角处,因气流分离的不连续性而出现负风压最大值;风向角对切角矩形截面超高层建筑的风压分布影响显著,当截面切角正对来风方向时,其风压分布最不利;圆形截面超高层建筑负风压量值较小,且利于满足行人风安全性和风舒适性的要求,具有良好的抗风性能。     

含阻振质量基座的舱室声振特性FE-SEA法分析

基于波动理论分析实心阻振质量阻抑振动波传递特性,根据阻抗失配与波动形式转换原理,设计矩形空心与实心阻振质量回路结构并引入到主机基座周围。以模态密度为划分子结构依据,将整船结构划分为FE子结构和SEA子结构。采用FE-SEA混合法对模型的舱室声振特性进行预测,与实验值进行对比,验证仿真结果的有效性。与原始结构进行对比,分析阻振质量对基座结构振动波阻抑特性。结果表明:布置矩形阻振质量回路后,含有空心阻振质量结构的舱室较原始基座结构和实心阻振结构有较好的减振降噪效果,尤其在中频段减振降噪效果明显优于低频段降噪效果。     

薄壁型钢管/胶合竹板组合空芯柱轴压试验研究

为研究薄壁型钢管/胶合竹板组合空芯柱的轴压性能,进行了3批试件的轴压试验,考察组合柱的破坏形态特征、抗压承载力和变形情况,综合分析了长细比、净截面尺寸、空心率、截面组配形式、横向约束拉杆排数和相对竖向间距比对轴压性能的影响。结果表明:组合柱的破坏形态为端部或中部开胶剥离破坏、柱端竹胶板压溃破坏、端部或约束拉杆间开胶压折破坏以及压曲整体失稳破坏;增大长细比引起失稳破坏的趋势增大,净截面尺寸增大是极限承载力提高的关键因素;截面组配形式能影响组合柱破坏形态特征;设置约束拉杆能提升组合柱的承压稳定性,优化约束拉杆排数和相对竖向间距比的设计,能明显改善材料界面的接触效应而提升承载力。通过非线性回归分析,建立了组合柱的承载力计算方法。     

四步法矩形组合截面三维编织物的细观结构

采用控制体积法研究了以四步法编织矩形组合截面三维编织物的特殊细观结构。根据三维编织原理,得到编织物内各区域携纱器的运动规律。从中看出, 除了常规矩形截面三维编织物所具有的内部、棱(外) 角和表面区域外, 矩形交接区域的内部、内角和表面具有特殊的细观结构。分析了矩形组合截面三维编织物所特有的矩形交接区域以及交接内部、交接内角和交接表面的细观结构, 建立了这三个区域的单胞模型。结果表明, 交接区域的内部单胞外形为立方体, 交接区域的内角单胞外形为七棱柱体, 交接区域的表面单胞为五棱柱体。与常规矩形截面的单胞相比, 矩形组合截面在交接区域中, 纱线的空间形态和编织角均存在明显不同。      

矩形钢管混凝土柱在扭矩作用下的截面剪应变场研究

对矩形截面钢管混凝土柱在纯扭和压扭荷载作用下的滞回性能进行了试验研究,得到了矩形截面钢管混凝土柱的扭矩-扭转角滞回曲线。基于材料力学基本原理建立了纤维梁截面扭率和纤维剪应变间的关系,进而对矩形截面钢管混凝土柱在扭矩作用下的截面剪应变场分布规律进行了分析,并建立了三维精细有限元模型进行精度验证,最后给出了钢管混凝土柱截面扭率和截面纤维剪应变间关系的矩阵表达,引入了考虑扭转效应的纤维梁模型,使该模型能够用于分析矩形截面钢管混凝土柱在扭矩作用下的非线性反应。与试验结果的对比表明,考虑扭转效应的纤维梁模型在分析矩形截面往复扭矩荷载作用下的受力行为时具有较高的求解精度和求解效率,可为分析不同类型结构体系在地震复杂受力状态下的动力反应提供依据。     

非线性能量阱在悬臂薄板振动抑制中的应用研究

悬臂结构在航空航天领域应用广泛,由于结构受到激励作用而产生共振行为,因此结构的振动抑制问题显得尤为重要。非线性能量阱(Nonlinear Energy Sink,NES)以质轻、能量单向传递以及减振效率高等特点,为其引入到航空航天结构的减振设计中提供了条件。利用NES对悬臂矩形板进行减振研究。考虑Kirchhoff经典薄板模型,建立了薄板与NES耦合的动力学方程,通过模态截断研究了薄板一阶横向弯曲时结构的响应问题,分析了不同参数下NES的减振效果,发现NES对结构响应位置较为敏感,并且在位移响应最大位置处减振效果最大。以期为悬臂结构在工程应用中提供一些理论上的支持。     

变截面梁-板耦合结构的功率流

介绍了用微分变换法求解变截面梁的振动,并对变截面梁-板耦合结构的功率流进行了研究,分析了梁的不同结构参数对功率流传递的影响,为梁-板耦合结构的减振设计及新型梁式宽带吸振器的设计提供了重要参考。     

安装形式对轴流式风机性能影响的试验研究

描述轴流式风机的工作原理和基本功能,并通过试验对比分析不同安装形式对轴流式风机性能的影响。试验结果表明:轴流式风机进风面电机安装架采用圆管形式优于矩形截面的结构形式;轴流式风机采用喇叭口导风圈相比于直短管式导风圈可有效提高风量,降低噪声和功率消耗。     

两种混凝土模型在钢管混凝土有限元中的应用

本文采用Smeared Cracking与Damaged Plasticity两种混凝土模型分别对带约束拉杆和无约束拉杆的方形、矩形钢管混凝土短柱轴压承载力进行有限元分析,探讨每种混凝土模型的特点,并与已有的试验结果对比,结果表明两种模型都适用于带约束拉杆和无约束拉杆的方形、矩形钢管混凝土构件轴心受压承载力分析.采用相关流动法则而低估了混凝土膨胀角和钢管对核心混凝土约束作用的Smeared Cracking模型分析结果略低于试验结果,而采用不相关流动法则的Damaged Plasticity能较好地符合试验结果.     

电磁水表的异径管道流场仿真研究

采用Fluent软件对圆形截面渐变为小圆形截面和矩形截面的异径管道流场进行三维建模和数值仿真,在中间截面面积基本相同的情况下,模拟了异径管中的流场分布,并分析了中间横截面的速度分布,中心截面的平均速度及进出水口的压力损失。研究表明,圆形截面和矩形截面的速度分布在两端管道为10倍直管段时都是呈中线对称分布的,而当水表两端直接为弯管时,圆形截面呈偏离分布,矩形截面呈中线对称分布。另外,中间截面为矩形的中心面的平均速度比中间截面为圆形的平均速度增幅大,在压力损失方面,矩形截面和圆形截面都没有超出国家标准。由上述分析可知,利用Fluent软件可对电磁水表的结构设计起到指导作用。     

带约束拉杆L形钢管混凝土短柱的偏压承载力

在钢板中部位置设置具有约束钢板外凸变形作用的水平拉杆,是改善异形钢管混凝土柱力学性能的有效方法。该文介绍了8个带约束拉杆L形钢管混凝土偏压短柱试件的试验,结果表明约束拉杆的设置延迟钢管局部屈曲的发生,有助于L形钢管混凝土偏压短柱承载力的提高;偏心受压下该柱的截面应变符合平截面假定。采用带约束拉杆L形钢管的管内核心混凝土本构关系,利用纤维模型法对试件偏压极限承载力进行数值计算,计算结果与试验结果吻合良好。利用该数值方法对带约束拉杆L形钢管混凝土偏压短柱进行参数研究,分析了钢材屈服强度、截面含钢率、混凝土强度、拉杆约束系数及荷载角对N/Nu-M/Mu曲线的影响规律,在此基础上提出带约束拉杆L形钢管混凝土偏压短柱双向压弯承载力的简化计算公式。     

不同暴露条件下海工混凝土耐久性几何效应分析

基于氯离子扩散传输机理,利用有限体积法(FVM)推导了二维矩形和圆形截面混凝土氯离子扩散传输离散方程。根据FVM的数值模拟计算结果,研究了暴露条件及混凝土组成材料对具有不同截面形状的混凝土构件中氯离子含量及使用寿命的影响。数值模拟计算表明,不仅暴露条件、混凝土组成材料等对海工混凝土结构的耐久性有重要影响,而且其影响程度与混凝土构件截面的几何形状有关,有比较明显的几何形状效应。圆形截面由于有近似的一维扩散传输特征,在相同条件下,混凝土中的氯离子含量小于矩形截面,其使用寿命比矩形截面的大,但两种截面的差别在不同暴露条件和混凝土组成材料时又有显著的不同,大气区以及掺矿渣时更为明显。     

基于Ansys的不同截面密封圈密封性能仿真分析

目的对"凸"形、矩形和"Y"形截面密封圈的密封性能进行对比分析,为端面静密封形式的密封圈选型和结构设计提供参考。方法基于Ansys的大变形接触有限元分析,对3种不同截面密封圈进行应力和接触压力仿真分析,并对结果进行比较。结果 "凸"形截面密封圈在压缩过程中最大应力和最大接触压力变化均匀,最大接触压力面较宽;矩形截面密封圈最大应力变化均匀,最大接触压力在密封圈压缩量超过18%后呈现陡增现象;"Y"形截面密封圈最大应力和最大接触压力在密封圈压缩量超过18%后均呈现陡增现象,而且最大接触压力面狭窄。结论对于特定密封圈槽的端面静密封形式,"凸"形截面密封圈密封性能最优。     

复合材料发射箱体缠绕成型工艺研究

目的针对矩形截面复合材料箱体,对缠绕成型工艺进行研究。方法优选材料体系并进行结构优化设计,利用组合式成型模具,通过螺旋缠绕方式,突破矩形截面箱体缠绕张力控制与功能层快速铺放等关键技术。结果箱体通过了各项性能试验及环境试验考核。结论该工艺适用于树脂基复合材料发射箱箱体缠绕成型,其他等截面树脂基复合材料构件缠绕成型可参照使用。     

双轴压弯作用下RC桥墩矩形空心截面性能评价

针对双轴压弯作用下钢筋混凝土(RC)空心截面性能评价问题,该文根据双轴压弯作用下RC矩形空心截面中和轴布置的不同形式,推导了双轴压弯作用下其承载力计算公式和曲率计算公式。对双轴压弯作用下轴压比、配筋率和配箍率不同的3个RC矩形空心截面试件体桥墩的墩底控制截面,进行了承载力和转动延性分析,得出其在给定轴力作用下的M_x-M_y曲线和弯矩-曲率曲线,并通过其双轴压弯循环荷载试验,验证了分析结果的正确性和精确性。在此基础上,对一连续刚构桥梁的RC矩形空心桥墩的承载能力、截面转动延性以及相关参数进行了分析。结果表明,双轴压弯作用下两主轴方向弯矩耦合作用降低了截面的极限承载能力,单轴压弯作用的截面设计对结构是偏于不安全的;随中和轴与某一轴夹角的增大,该轴极限弯矩和曲率逐渐减小,而沿另一主轴方向的极限弯矩和曲率逐渐增大,但均小于其强轴方向的极限弯矩和转动曲率,该文的结论可为RC矩心空心截面桥墩的抗震设计和性能评价提供参考。     

矩形截面非圆柱螺旋弹簧的模态分析

对矩形截面非圆柱(锥形、桶形、双曲形)螺旋弹簧的自由振动问题进行了研究。在弹簧的运动微分方程中,首次考虑了簧丝截面的翘曲变形对固有频率的影响。采用改进的Riccati传递矩阵法对包括14个自由度的一阶变系数常微分方程组进行了求解。为了证明理论的有效性,对两端固支矩形截面非圆柱螺旋弹簧的固有频率进行了求解,同时给出了各种参数变化对两端固支矩形截面锥形弹簧固有频率的影响。计算表明,翘曲变形对矩形截面非圆柱螺旋弹簧的固有频率有着重大的影响,在自由振动分析中必须加以考虑。     

矩 形 截 面 阻 振 质 量 隔 振 效 果 分 析

摘　要：基于能量法建立了矩形截面阻振质量-平板结构的振动分析模型,利用Rayleigh-Ritz方法对结构在外部载荷作用下的动力学响应进行计算。分析了单级阻振质量、多级阻振质量和矩形环路阻振质量带的隔振性能,以及阻振质量的结构参数对其隔振性能的影响。计算和分析结果表明,结构受到中高频激励时,阻振质量对振动的隔离效果显著;增加阻振质量的重量、阻振质量重量不变的情况下增加截面高度可以提高阻振质量的隔振量。