内置立柱对矩形TLD固有频率的影响分析

为研究矩形调谐液体阻尼器(Tuned Li qui d Damper, TLD)系统,在底部水平正弦激励作用下,内置立柱对其固有频率的影响,本文基于有限体积法,采用计算流体动力学(Comput at i onal Fl ui d Dynami cs, CFD)方法建立了内置立柱的矩形TLD数值仿真计算模型,并对设置内置立柱的三维矩形TLD水箱的液体晃动进行了分析。利用已有类似试验的测试数据,验证了该数值仿真计算模型的正确性。通过研究发现:内置立柱会导致TLD固有频率发生变化。在外激励频率接近固有频率时,TLD会出现共振现象,侧壁波高和水平控制力会在达到最大值,此时减振效果最优。     

岩体裂隙面数量的三维分形分布仿真理论与技术

以岩体裂隙面数量分布具有分形特征为基础,建立了岩体裂隙面数量的三维分形分布仿真模型,并采用 VisualC 6.0 开发出岩体裂隙面数量的三维分形分布仿真系统。利用该仿真系统可方便地研究岩体内部任意剖面的裂隙迹线分布特征以及任何子块内裂隙面的分布特征,为岩体工程稳定性及其应力分布分析带来了极大的方便。     

基于DVC技术测量锈蚀钢筋混凝土应变场

为研究钢筋混凝土锈胀开裂过程,基于X射线计算机断层扫描技术原位获取氯盐环境下通电加速锈蚀钢筋混凝土的三维数字体像,采用数字体像相关技术(DVC)测取混凝土的内部三维位移场和应变场,通过阈值分割法对锈蚀产物进行三维重构。结果表明:全浸泡通电加速锈蚀存在锈蚀产物不均匀分布的现象,局部锈峰可主导保护层的荷载分布和应变分布,主导保护层的开裂,与均匀锈蚀有一定的差异;应用X-CT和DVC技术可无损测量试件内部的结构和应变,为钢筋混凝土锈胀开裂的机理研究提供了方法。     

大型空间曲线钢立柱优化设计

对于立柱,传统的设计方法是仅采用空间梁单元,具有一定局限性。本文采用空间梁单元建立了车站的整体模型,提取了曲线立柱的内力。使用有限元软件ANSYS建立了曲线立柱的局部空间有限元模型,得到了曲线立柱的在所有计算工况下的应力分布云图,采用ANSYS多工况取极值的方法,解决了多工况下应力云图的最大值显示的难题,找出了立柱在所有计算工况下的应力集中区域,直接指导设计工作,优化了设计。     

基于修正因子年久公路立柱埋深精度控制分析

弹性波无损检测作为公路养护期立柱埋深检测重要手段。当年久立柱长期埋置后,立柱与土体介质间形成紧密的粘结,引起立柱弹性波传播速度发生改变,极易引起立柱埋深的误判、错判等问题。现场采用无损检测和拔出法相结合手段,同时引入修正因子对立柱弹性波波速校正。结合数据分析可知,结果满足立柱埋深精度控制要求,为类似工程项目提供借鉴意义。     

干燥滚筒内流场和传热过程的数值模拟

研究干燥滚筒的结构参数对其流场分布和传热过程的影响,建立干燥滚筒的三维仿真模型,运用流体动力学软件Fluent对干燥滚筒内的流场和传热过程进行数值模拟,并且通过现场试验数据对仿真结果进行验证,对深入研究干燥滚筒内部的热空气流动,指导其设计和参数的改进,提高干燥滚筒的热效率有一定的参考价值.     

飞行器内部雷电电磁环境仿真研究

飞行器雷电防护的重要性不言而喻,了解其内部雷电电磁环境的分布规律有利于机舱内电子设备及线缆的合理布局。考虑直击雷引起的飞行器内部电磁环境分布情况,采用三维几何建模软件SolidWorks建立简化的机舱模型,将其导入FEKO电磁场仿真软件中。采用矩量法(MoM)对整个电磁模型进行扫频求解,将得到的频域结果在POSTFEKO模块中进行傅里叶逆变换(IFFT)得到时域结果,然后对其进行分析和讨论。结果表明,采用FEKO仿真的飞行器内部雷电电磁环境可以为飞行器防雷工程提供合理参考。     

冷却塔内外壁风荷载的数值模拟

基于CFD技术对大型双曲冷却塔建立了单塔情况下冷却塔的三维数值模型,并利用该模型采用fluent流体动力学计算软件计算分析了冷却塔内外壁风荷载和流场分布.结果表明冷却塔开口与否对外部压力系数的影响不大;而冷却塔外部横向来流风载荷对开口冷却塔内部的流场分布有较大的影响,从而进一步影响冷却塔内部传热传质的效率.针对开口情况,风荷载在冷却塔内壁上主要集中于开口内壁迎风面处,冷却塔内部及开口背风处风速及风压均较小.     

一种木结构古建立柱倾斜变形监测方法

立柱是多层、体量较大木结构古建筑的重要结构体,其变形情况对于古建的稳定性具有决定性作用.本文介绍一种针对多层、高大木质结构古建筑立柱空间倾斜变形的监测方法,通过在立柱上部及下部布设多个监测点,采用测量机器人、多测回测角软件、自由设站获取多次立柱空间数据,经过测站平差、整体三维平差等数据处理,分析立柱倾斜角度和倾斜变化量...     

某发电厂汽机房牛腿开裂原因分析及加固处理

某发电厂汽机房牛腿使用过程中产生不同程度的开裂,通过现场查勘,总结描述了牛腿损伤程度及裂缝形态.现场采用无损检测技术,对牛腿几何尺寸、钢筋配置、外边缘钢筋保护层厚度、混凝土表面碳化深度及抗压强度、混凝土内部缺陷、裂缝深度及立柱倾斜情况进行详细检测,按国家规范对牛腿进行构造核查和承载力验算,并根据现场使用情况对牛腿受力情...     

基于无损检测的梁柱式木框架受火后剩余承载力研究

为利用无损检测评估木框架受火后剩余承载力,进行了两榀梁柱式木框架受火试验、阻抗仪无损检测试验以及火灾后剩余承载力试验研究,了解不同受火时间下木框架炭化速度、破坏形态和剩余承载力的变化规律,并采用ABAQUS软件对受火后木框架进行数值模拟分析,验证其极限承载力及破坏规律。研究结果表明：受火后木框架构件梁柱炭化速度相差不大,其炭化速度随受火时间的增大而减小;受火后木材材性参数与阻抗值存在一定的线性回归关系;考虑小试件强度转化为构件强度的影响因素后,受火后木框架构件材性参数亦可通过阻抗值获得;受火后木框架极限承载力明显降低,最终为梁跨中底部拉裂破坏;结合无损检测手段获得的受火后木框架构件材性参数,进行有限元模拟的结果与试验吻合,因此采用无损检测对受火后木框架剩余承载力评估是可行的。     

Integration model of hygrothermal analysis with decay process for durability assessment of building envelopes

In this study a numerical simulation model that integrates hygrothermal analysis with the decaying process of wood structures caused by moisture accumulation is presented. This simulation model can quantitatively predict both hygrothermal conditions within the building envelopes and the progress of decay in wood structures under variable conditions. The following are characteristics of the simulation model used in this study: (1) the development of wood decay represented by a differential equation with a variable of mass loss of wood substance and (2) the addition into moisture balance equations of biochemical reactions within wood decay. Hence, the simulation model enables assessment of the long-term performance of building envelopes with regard to both durability and drying potential. Rate constants of the wood decay and a coefficient of the moisture production for the model were determined by the mass loss data of small wood samples in decay tests using Fomitopsis palustris, a brown rot fungus. Additionally, numerical simulations using the model were implemented to understand both the decaying process and moisture accumulation within building envelopes. The results numerically demonstrated important phenomenon that the moisture production by biochemical reactions of wood decay helps to maintain the decaying process.     

钢筋混凝土异形柱框架地震反应谱分析

运用有限元软件ANSYS,通过建立三维空间分析模型,对异形柱框架结构与矩形柱框架结构的动力特性、频率、振型进行了探讨,用反应谱方法对比分析了异形柱框架结构与矩形柱框架结构在地震作用下的变形特性及内力分布规律。     

基于距离加权约束算法的围岩三维电阻率CT反演成像研究

孔中电极附近成像效果差的问题是一直以来困扰三维电阻率CT精细探测的难题,针对该问题,提出了"距离加权"约束反演的思路,通过构建"指数型"衰减的距离加权因子分布模型,对距孔中电源点不同远近的剖分单元赋予差异权重,重点改善了孔中电源点附近区域反演敏感度较高而造成的成像形态畸变问题,提高了三维电阻率CT反演成像方法对异常体三维定位和识别的精度及可靠性。通过数值反演试验和物理模型试验研究,进一步检验了距离加权约束反演方法在改善孔中电极附近异常体成像形态方面的有益效果,试验结果均比较准确地反映了异常体的空间位置、规模和形态。     

FRP约束木柱轴心抗压性能的弹塑性分析方法

进行了FRP(环向)约束木柱的轴心抗压性能试验,结果表明,FRP约束木柱可提高木柱的抗压承载力,改善木柱的延性,使木柱轴向极限抗压强度提高达15%左右.在Tsai-Wu强度准则的基础上,建立了三向受压木柱的屈服准则及屈服发展方程.根据内力平衡和应变相容的原理,提出了FRP约束木柱在轴心受压时的增量应力-应变计算模型;根据FRP约束木柱受压破坏机理,即达极限应力时,FRP中的拉应变远小于其极限拉应变,提出了FRP约束木柱在极限抗压强度时的应力-应变计算公式,并将之作为计算模型程序运算的结束条件;极限抗压强度之后的FRP约束木柱应力-应变曲线接近水平线,可近似为理想塑性.试验结果表明,所建计算模型精度较好.     

木节对轴心受压胶合木柱稳定承载力的影响

采用压杆挠曲线法分析了木节对轴心受压胶合木柱稳定承载力的影响,分析时考虑了初弯曲、初偏心以及木节和木材本构的弹塑性等因素的影响。在考虑木节的影响时,模型中将截面分为木节区、木节影响区和无影响区,3个区域分别采用不同的本构模型,木节区的位置由自编程序随机产生,以模拟实际工程中木节在构件中的随机分布。分别计算了木节率为2%、6%和9%时的稳定系数φ。计算结果表明,木节会在一定程度上降低轴心受压胶合木柱的稳定承载力。数值计算结果和试验数据的对比表明,数值计算结果与试验结果吻合较好。     

Floating column mechanism experimental investigation in historic timber buildings subjected to decay for seismic resilience

Traditional wooden structures are characterized by the presence of a column base that seems to be floated above the foundation stone. This study used pseudo-static experiments to assess the seismic performance of flat pendulum floating resting columns, focusing on the decay and repair of the wood frame (WF). First, an artificial method was used to simulate fungal decay damage of column-foot joints, and filling reinforcement was applied to the decayed column-foot joints, and second, according to the design method in the Sung dynasty architecture, the Ying-tsaofa-shih (building standards). This study presents the findings of pseudo-static tests that were conducted at Yangzhou University. Three 1:3.52 scaled specimen WFs with flat-pendulum-floating-shelf (FPFS)-typed (Ping-bai-fu-ge) columns, i.e., non-damaged WF (named after NT), considering the damaged WF (named after DF) and strengthening damaged WF (named after DR) with one-way straight mortise-tenon joints (OWSMT) joints were made and subjected to cyclic lateral loads during testing. The properties of the WFs with FPFS columns, such as the failure mode, hysteretic and envelope curves, strength and stiffness deterioration, and energy dissipation, have been studied. Finally, the effects of additional damage and reinforcement measures on the seismic performance of WFs are analyzed and compared with the finite element numerical simulation results. This research shows that damage to the column foot decreases the WF's seismic performance, although filler reinforcement may increase it. The foot and mortise joints are interconnected and interact in the wood frame's seismic stressing mechanism. Foot decay reduces the seismic performance of the foot joint, hence increasing the seismic energy dissipation activity of the mortise joints.     

土遗址用变径木锚杆锚固机理数值模拟研究

基于室内拉拔试验的物理模型,利用FLAC3D建立变径木锚杆拉拔数值计算模型,分析了变径木锚杆锚固系统的荷载传递规律、界面剪应力分布和传递规律、浆体土体应力场和位移场,并通过数值试验研究锚孔直径、锚杆直径和锚固长度对锚固效果的影响。研究结果表明:数值试验结果与室内拉拔试验结果较为吻合,证明数值模拟木锚杆拉拔过程的可行性和科学性;木锚杆浆体界面剪应力沿锚固段分布不均,主要集中在锚固段顶端和末端的0.1m范围内,末端界面剪应力呈增大的趋势与其变径的结构特征有关,其变径的特点在一定程度上提高了木锚杆的抗拔力;变径木锚杆同时具有拉力型和压力型锚杆的特征,径向具有剪胀作用;锚固影响因素中锚孔直径、锚固长度对木锚杆抗拔力影响显著,而锚杆直径对其影响相对较小;提出了木锚杆极限抗拔力计算公式。     

竹筋实木组合空心柱的制作与力学性能试验

木材是一种绿色环保建材,木建筑中结构柱使用原生态长和粗的原木取材难、价格昂贵,为解决目前原木尺寸小、抗压强度低、使用受到限制等问题,本文提出了一种竹筋实木组合空心柱,解决了小木头不能用作结构柱的问题,把零碎的木块和竹筋进行结合竹木组合柱试验模型,试验采用结构尺寸和特性基本一致的3个实木柱和3个竹筋实木组合柱,进行了加载受压性能对比试验,得到了两种不同结构板的破坏形态、极限承载力。试验研究结果表明:两种结构柱均发生材料破坏,竹筋组合柱比实木组合柱抗压强度提高11.6%,该研究成果对于竹筋实木组合柱结构设计和木结构工程中的应用提供了一定参考。     

钢筋混凝土柱动力滞回性能两尺度数值模拟

为提高钢筋混凝土柱在快速循环加载下的动力滞回性能数值模拟计算效率并反映局部破坏特征,对通用有限元分析程序ABAQUS进行二次开发,编写了适用于三维纤维梁单元的混凝土和钢筋本构模型程序,在实现纤维梁单元和实体单元界面连接变形协调的基础上,建立了由三维实体单元和纤维梁单元组成的两尺度有限元模型。为了比较计算精度和效率,分别建立了试件的三维纤维梁单元模型和三维实体单元模型。分别对3种模型进行往复荷载作用下考虑混凝土材料应变率效应的钢筋混凝土柱动力滞回性能数值模拟,将两尺度模型的计算结果与试验结果进行比较。结果表明:所开发的材料本构模型程序以及两尺度模型能较好地反映钢筋混凝土柱在快速循环加载下的承载能力及滞回性能;所建立的两尺度模型既可节约计算成本,又能实现钢筋混凝土柱试件关键部位的精细化分析。