三角形分布扭矩作用下两端铰支梁的约束扭转内力分析

本文根据扭转力矩与扭转角之间的微分关系，通过求解梁约束扭时变形的微分方程，建立了三角形分布扭转力矩作用下，两产交支梁约束扭转条伯下，梁截面中约事扭转双力矩Ｂ、约束扭矩Ｍｗ及自由扭矩Ｍｎ的计算公式。     

偏心轴向荷载作用下薄壁箱梁的约束扭转翘曲应力研究

以薄壁箱梁的约束扭转分析理论为基础,将薄壁箱梁所受偏心轴向荷载作为一种外加双力矩荷载考虑,建立偏心轴向荷载作用下薄壁箱梁约束扭转的双力矩这一广义内力的计算公式。为了便于计算翘曲应力,进一步推导了扭转中心位置及主扇性坐标的实用计算公式。通过对一模型箱梁进行计算,并与按通用有限元软件ANSYS壳单元计算结果进行比较,验证了该文方法和所推导公式的正确性。详细分析箱室高宽比以及悬臂板宽度变化对偏心轴向荷载作用下薄壁箱梁约束扭转翘曲应力的影响。研究结果表明:箱室高宽比及悬臂板宽度对悬臂板端部翘曲应力的影响最大,对腹板与上翼缘、下翼缘交接处翘曲应力的影响相对较小;在偏心轴向分布荷载作用下,悬臂箱梁固定端横截面上控制点处的翘曲应力可达到初等梁应力的12%,不容忽视。     

基于协调翘曲场的开闭口混合薄壁截面杆件约束扭转一维有限元分析

开口及闭口薄壁杆件约束扭转问题已由经典Timoshenko和Benscoter理论解决。然而,开闭口混合薄壁截面杆件约束扭转分析必须考虑开、闭口部分翘曲能力的差异,翘曲剪流形成机理有待进一步研究。该文假定开、闭口截面翘曲分别满足Vlasov和Umanskii假定,考虑开、闭口截面公共节点翘曲连续性要求,建立含有待定翘曲参数的协调翘曲模型。由截面受力平衡,确定翘曲参数显式列式,提出开闭口混合薄壁截面杆件约束扭转分析的一维有限元模型。算例及参数分析结果表明,基于Umanskii第二理论的I类方法在悬臂板及闭口周边引入附加剪流,影响翘曲剪应力精度。基于Umanskii第二理论的II类方法只能计算截面板件平均剪应力,无法反映真实翘曲剪流分布。基于Vlasov约束扭转假定的Beam-189单元忽略闭口周边约束效应产生的附加翘曲及剪流,影响翘曲正应力和剪应力精度。该文方法与Shell-63单元能得到基本吻合的变形与应力结果,说明一维梁元能正确反映开闭口混合薄壁截面杆件约束扭转及翘曲刚度。     

基于变刚度的协调扭转分析方法及应用

为正确掌握承受较大协调扭矩作用的预应力楼盖约束构件在各阶段的受力性能,对各种典型分析方法的适用性进行了比较,建议采用在弹性扭转刚度的基础上根据不同阶段的受力特点对其刚度进行相应折减的变刚度分析方法。通过对一个边梁协调扭转开裂工程实例的全过程模拟分析,对该边梁各阶段的受力性能进行了评价,并结合试验结果探讨了扭转刚度折减系数的取值。结果表明:该分析方法能较好地反映该边梁的实际开裂状况,合理地描述各阶段的受力性能,揭示了预应力次扭矩的作用特点,为类似结构的分析和设计提供了参考。     

单根曲线梁法计算连续曲线梁桥影响线

基于纯扭转理论单根曲线梁法,对常见的约束扭转简支支座(即两端支座扭转受约束但转动为自由,中间支座扭转与转动均受约束)等截面连续曲线梁进行分析。基本思路:在中间支座设虚铰代之以冗力弯矩,并利用变形协调条件求出该值;形成若干单跨一次超静定曲梁基本体系,求出基本体系在单位竖向荷载P=1和单位扭矩mz=1作用下的内力影响线。并示例说明,可供手算及编制程序电算使用,具有一定的实用意义。     

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。     

扭弯比对SRC柱抗震性能影响的试验研究与分析

为研究扭弯比对弯曲和扭转复合作用下型钢混凝土组合（SRC）柱的受力及变形性能影响,以扭弯比为主要控制参数对7个SRC柱进行了弯矩和扭矩成比例加载的低周往复试验,研究分析了扭弯比对SRC柱的破坏特征、滞回性能、承载力以及变形等特征的影响规律,并建立了SRC柱在弯扭复合作用下的抗弯、抗扭承载能力及变形计算方法。研究结果表明:扭弯比是影响SRC柱抗震性能的主要参数,扭弯比参数决定了SRC柱的破坏类型;弯扭复合作用降低了SRC柱的抗弯、抗扭承载能力,但扭弯比对弯曲和扭转存在相反的影响;弯矩与扭矩成比例往复加载相比定扭矩弯矩往复加载,抗弯和抗扭承载力的相互影响程度减小且偏于安全。     

多分裂导线扭矩-扭转角关系及防翻转研究

提出一种新的多分裂导线扭矩-扭转角关系半解析模型，适用于大档距大扭转角以及翻转计算。该模型考虑间隔棒的竖向及水平向位移、子导线在扭转过程中的张力变化等多重因素，同时考虑分裂导线各截面的扭转角沿跨长呈非线性分布的特征。计算结果与有限元方法、试验结果进行了对比验证，表明导线的几何非线性对导线回复扭矩的影响十分显著，该文提出的半解析模型在小角度和大角度扭转情况下均具有较高的计算精度，并为判定导线是否翻转提供依据。详细分析了布置不同间隔棒数量工况下的扭矩-扭转角关系，从而考察了增加间隔棒数量对抑制翻转的有效性，发现只需少量增加间隔棒就能保证即使扭转角达到180°时扭转刚度依然为正，即可自行恢复，有效预防翻转；对于扭矩非常大的情形，若要保证扭转360°时扭转刚度依然为正，即导线出现扭绞现象后仍具备自行回复原位的能力，则需要布置较多的间隔棒。     

正交各向异性厚壁圆筒扭转冲击的一种解法

本文利用特征函数的方法，得到了满足混合边界条件下正交各向异性厚壁圆筒在扭转冲击作用下的动态剪应力的解析表达式。在实例计算中，求解了正交各向异性厚壁圆筒在不同的扭转载荷作用下，两种厚壁结构的剪应力响应历程和分布规律。     

扭矩对受弯和压弯钢构件整体稳定性的影响

以处于压、弯、扭复合受力状态的两端简支的单轴对称工字型截面的钢构件为研究对象,分析其受力及变形,列出了平衡微分方程,以此为基础给出了总势能方程。采用瑞利-里兹法求解总势能方程,得到一组非齐次方程。通过求解非齐次方程组,研究了均布荷载和跨中集中荷载2种工况荷载偏心时扭矩对钢梁整体稳定性的影响,以及跨中扭矩对承受端弯矩、均布荷载和跨中集中荷载、均布扭矩对承受均布荷载等4种工况的钢压弯构件整体稳定性的影响。分析研究表明:通过修正受弯和压弯钢构件的整体稳定系数来体现扭矩的影响,计算简单方便,可供设计时参考;同时,给出了横向均布荷载和集中荷载共同作用下钢梁的等效临界弯矩系数,补充了现行钢结构设计规范;最后,通过实例计算表明,如果不考虑扭矩的影响,钢构件整体稳定验算是偏于不安全的。     

简支曲梁结构的大变形及吸能分析

目的 通过对简支曲梁缓冲器的非线性大变形及能量吸收特性的理论研究,为其缓冲设计与应用提供理论参考。方法 基于Euler–Bernoulli梁理论,以曲梁的曲率半径及截面角为基本参数推导简支圆形曲梁大变形控制方程,考虑压板作用下曲梁的多种变形情况给出曲梁的大变形及变形能的解析表达,进而计算不同外力及初始安装角下缓冲器的变形情况及变形能,并与数值计算结果进行对比。结果 理论计算结果与数值解高度吻合,表明计算方法的可靠性,缓冲器的缓冲系数取决于曲梁材料、初始曲率半径及安装角度,与其数量无关;当初始安装角为 时,缓冲器的最小缓冲系数可取到6.12。结论 所讨论曲梁缓冲器具有明显的非线性大变形特性和良好的缓冲吸能特性,能够替代传统缓冲材料,方便地用于运输系统的缓冲设计中,给出了简支曲梁缓冲器的基本设计方法。     

圆钢管混凝土在自由扭转作用下扭矩-应变理论模型

为研究圆钢管混凝土在自由扭转下的扭矩-应变关系,将圆钢管混凝土在自由扭转下的全过程分为混凝土开裂前、钢管屈服前和钢管屈服后三个阶段.通过对不同阶段的钢管和混凝土受力状态和相互作用分析,以统一强度理论为基础推导出钢材和混凝土的抗剪强度,结合切应变与正应变的关系,钢材采用理想弹塑性本构关系,混凝土采用考虑软化效应的本构关系...     

高强钢框架-屈曲约束支撑体系抗震性能研究

针对高强钢结构在抗震设计中存在的结构延性差、刚度小的问题,提出了高强钢框架-屈曲约束支撑结构.为研究此类结构的抗震性能,对2个足尺单榀单跨单层试件进行了拟静力加载试验,观测了结构在水平往复荷载下变形特征与破坏模式,分析了结构及构件滞回曲线特征,探讨了试件强度退化、刚度退化、塑性变形、耗能能力以及钢框架和屈曲约束支撑的承...     

矩形箱梁约束扭转理论的分析与比较

本文对以下几种约束扭转理论的关系和差别进行了分析，这就是适用于刚性扭转的乌曼斯基理论和Ｒｅｉｓｎｅｒ理论，适用于畸变载荷的畸变计算理论以及两种情况都适用的广义坐标法。以折板壳有限元计算结果为依据，以悬臂箱形梁为例子，比较了这些理论的精度，计算结果表明，乌曼斯基理论精度最差，广义坐标法精度最高，但计算费时。采用作者提出的修正乌曼斯基理论，计算简单而精度得到很大改进。     

纳达依（Nadai）表达式与真实扭转应力的测定方法

对纳达依表达式作了简单证明，以表明它具有严格性，而并非为经验公式，将纳达依表达式应用于圆柱形式样扭转试验时真实扭转应力的测定。提出了一种新而简单的真实扭转应力测定方法，即图解法，用此法对铝合金和钢测定其真实扭转应力，并与常用方法所测定的名义和扭转应力相比较，结果表明，名义的规定非比例扭转反应和名义的抗扭强度较大地高于真实的规定非比例扭转应力和真实抗扭强度，这是因为名义扭转应力和名义抗扭强度的测定和     

钢管混凝土哑铃形截面构件抗扭承载力研究

开展了钢管混凝土哑铃形截面构件的约束扭转试验,以试验为基础建立了有限元模型,并进行了哑铃形截面抗扭承载力计算公式的推导并利用有限元加以验证,研究结果表明:钢管混凝土哑铃形截面构件表现出较好的扭转弹塑性性能;提高腹腔宽度可较为显著地提高哑铃形构件的抗扭性能;但腹腔高度的增加对于提高构件抗扭承载力并不明显;哑铃形截面抗扭承载力为钢管和腹腔钢板、管内混凝土、腹腔混凝土三部分抗扭承载力之和,其中腹腔混凝土所占的比重在5%以下,在计算抗扭承载力时可以忽略,以此推导并简化的抗扭承载力计算公式,可以较为简便、准确地计算钢管混凝土哑铃形截面的抗扭承载力。     

大厚度奥氏体不锈钢筒体填丝激光焊接变形和应力分析

目的 研究大厚度奥氏体不锈钢筒体填丝激光焊接,优化结构设计和工艺设计。方法 建立大厚度奥氏体不锈钢筒体填丝激光焊接数值分析模型,通过数值模拟的方法,定量分析大厚度奥氏体不锈钢筒体焊接变形和应力。结果 零件下部38 mm厚焊缝位置处的最大径向收缩量为1.2 mm;零件下部60 mm厚焊缝位置处的最大径向收缩量为2.0 mm;零件中部60 mm厚焊缝位置处的最大径向收缩量为1.9 mm;零件上部60 mm厚焊缝位置处的最大径向收缩量为1.8 mm。填丝激光焊接轴向收缩量为0.55 mm。焊接残余应力最大值在450 MPa左右,应力主要分布在焊缝附近。热处理后,焊接残余应力都有明显降低,最大残余应力从450 MPa左右降低到200 MPa左右,焊接残余应力范围存在一定程度减小;焊接残余变形变化较小,热处理后某些位置的变形略微有所增大。结论 模拟结果表明,大厚度奥氏体不锈钢筒体填丝激光焊接变形和应力在可接受范围内,焊后热处理对释放残余应力有重要作用。