单点加载翼缘纵向变厚度工型截面简支梁变形解析解法

目的研究采用纵向变厚度(LP)钢板作翼缘的翼缘纵向变厚度工型截面简支梁的变形,推导单点加载时其变形计算公式,解决该类梁的弹性变形问题.方法运用基于变形体虚功原理的单位荷载法和直接积分方法推导不同跨度、截面尺寸和翼缘厚度变化率下跨中挠度计算公式,并讨论剪切变形的影响;运用通用有限元软件ANSYS的BEAM188和SHELL181两种单元进行对比验证.结果考虑剪切变形的理论计算结果与BEAM188单元计算结果相差不超过0.5%,与SHELL181单元计算结果相差最大为3%,计算结果十分接近,验证了理论解的正确性.结论与传统等厚度工型截面梁相比,采用此种翼缘变厚度工型截面梁,使构件截面设计更加合理,在承载力相同的情况下,可大大减少钢材用量;且可降低剪切变形影响;建议采用此种翼缘纵向变厚度工型截面梁行结构优化设计.     

园柱螺旋弹簧计算法

一、前言受轴向力或扭力矩作用的螺旋弹簧应用甚广,在计算这种弹簧的变形与应力时,一般都作了一系列假设,因此计算的结果带有一定的近似性,这些假设主要是:(1)假设弹簧的螺旋升角很小,因此轴向力对弹簧钢丝所起的弯曲作用以及扭力矩对弹簧丝所起的扭转作用能忽略不计;(2)假设弹簧的变形是完全自由的,即其端面不作强迫固定;(3)应力计算时可以应用直梁的计算公式,只要引入修正系数。实践证明:上述各假定是切合实际的,例如实用的弹簧螺旋升角都不大,特别是受拉的弹簧各圈是并合的,同时端面完全强迫固定的情况也是少见的。因此在上述假设下得到     

无粘结部分预应力纤维聚合物筋混凝土梁试验

目的研究无粘结CFRP筋部分预应力混凝土受弯构件的受力性能,荷载作用下CFRP筋应力增量、受弯构件变形以及裂缝分布特征.方法设计制作4根简支试验梁,梁中以CFRP筋作无粘结预应力筋、普通钢筋作非预应力筋,对试验梁在两点进行分级加载,根据各梁试验结果对这类梁的受力性能展开研究.结果试验梁的裂缝分布比较均匀,且主要集中在纯弯曲段;混凝土的开裂对梁的变形及CFRP筋应力增量影响不大,而非预应力钢筋屈服后,试验梁变形及CFRP筋应力增量明显增大,且CFRP筋极限应力增量受综合配筋指标影响显著;提出了以综合配筋指标为自变量的无粘结CFRP筋极限应力增量计算公式.结论无粘结CFRP筋部分预应力混凝土受弯构件有良好的力学性能,试验结果为开展这类梁的设计研究提供了理论依据.     

考虑几何非线性效应的大柔性太阳能无人机静气动弹性分析

大柔性太阳能无人机在气动力的作用下产生较大的弯曲变形,引起气动载荷的重新分布及作用方向的改变,线性理论难以获得足够的精度。基于共旋转有限元理论,推导了几何非线性空间梁单元的切线刚度矩阵和内力求解格式,几何精确的描述了无人机机翼结构的几何非线性弹性变形;编写了空间共旋坐标有限元求解代码,利用计算流体力学软件FLUENT计算气动力,构造了流固耦合求解器;研究了类"太阳神"布局太阳能无人机几何大变形下的静气动弹性响应问题。研究结果表明:无人机受载变形后导致升阻比降低,翼尖弯曲变形为展长的13%时,升阻比降低4.2%,滚转力矩导数增加了300%,偏航力矩导数增加了350%;几何非线性效应改善了气动载荷在展向的分布,有利于机翼结构设计。研究工作对大柔性太阳能无人机的设计具有一定的参考意义。     

基于塑性理论的钢箱-混凝土组合梁抗弯强度计算

为研究钢箱-混凝土组合梁的结构性能,分析其强度的主要影响因素,利用截面数值积分方法,考虑材料非线性,对钢箱-混凝土组合梁受力全过程的行为进行了理论分析,分析结果与试验结果基本相符;基于塑性理论提出了梁抗弯强度实用计算公式,计算结果与试验结果吻合良好;利用计算公式对钢箱-混凝土组合梁顶板、底板、腹板厚度、混凝土强度等主要参数对梁的抗弯强度的影响进行了分析,结果表明,钢板厚度变化对梁的强度的影响强弱依次为：底板〉腹板〉顶板,提高混凝土强度可以明显提高梁的强度。     

矩形等截面直梁的预弯曲变形研究

中应用弹塑性变形理论,对矩形等截面直梁构件预弯曲变形进行了探讨,推导出的计算公式实用,方便,能有效地指导生产,为优质,快速生产预弯曲等直构件提供了依据。     

基于广义梁理论的非线性材料薄壁受压构件屈曲荷载计算方法

提出适用于非线性材料的广义梁理论屈曲荷载计算方法,并对不锈钢薄壁受压构件屈曲荷载进行计算验证。通过定义材料非线性应力应变关系和瞬时弹性模量,对传统线弹性广义梁理论进行修正,建立非线性材料薄壁构件受压屈曲荷载计算方法,推导不锈钢薄板受压局部屈曲、冷弯薄壁不锈钢卷边槽形柱畸变屈曲及箱形不锈钢长柱弯曲屈曲荷载计算公式,并与既有试验数据对比。经验证,线弹性分析方法不适用于不锈钢材料;提出的修正GBT法具有较高精度,且本构关系采用变形法则结果偏于安全,可用于不锈钢等非线性金属材料薄壁构件受压屈曲荷载的确定,为研究和设计提供理论指导。     

夹层梁纯弯曲正应力理论公式推导与实验分析

在材料力学实验中引入夹层梁纯弯曲实验,运用材料力学的理论方法对夹层梁弯曲正应力理论计算方法进行推导．通过采用电测法测量指定截面上的弯曲正应力,将实验值与理论计算值比较．经过比较可知,夹层梁纯弯曲时满足平面假设条件,理论计算公式可行．     

用弯曲成形磨具研磨抛物面的方法

用弯曲成形法制作磨具是抛物面零件高速研磨的新方法。其原理是材料力学中梁的弯曲变形理论。为提高计算精度,直接求解梁弯曲变形的非线性方程1/p=N(x)/EJ,根据欲加工非球面的母线方程,选择特定的加载方式和大小,并适当调节梁的截面的几何尺寸,可使梁的变形曲线与非球面的母线方程一致,这样用变形后的梁作成磨具,加工出的曲面就是所要求的非球面。根据理论分析与计算,进行磨具设计及方案优化,制做了一种适合凸抛物面零件研磨加工的磨具,该磨具结构简单,制做成本低,适用范围广,便于操作,成形精度高。研磨实验结果表明,采用弯曲成形法设计的磨具能够进行研磨加工抛物面的零件,研磨塑料工件廓形平均误差达到0.0521mm,研磨金属材料工件廓形平均误差达到0.0279mm。     

矩形截面深梁的一个新理论及其应用

综合考虑梁截面转动、相邻截面剪切变形和横向压力等影响推导出弯曲矩形截面深梁的新理论。作为算例,应用虚拟功的互等法具体求解了在均布载荷作用下两端简支深梁的弯曲问题,给出了这种情况的数值计算结果,与ANSYS有限元结果进行了对照,验证了该新理论的正确性。     

基于弹塑性变形理论的船体面板滚弯成形作业时间估算方法

为了准确估算船体面板滚弯成形作业时间,通过分析在滚弯过程中船体面板的弹塑性变化和滚弯成形后的最终状态,建立了滚弯成形最终状态下船体面板滚弯成形作业时间估算模型.与实测数据对比分析结果表明,基于弹塑性变形理论的总进给距离与实测进给距离无显著性差异,通过作业时间估算模型得出的理论作业时间与实测作业时间也无显著性差异而且相对误差都在10%以内(平均相对误差为5%).因此,基于弹塑性变形理论的船体面板滚弯成形作业时间估算模型合理且符合作业实际状况.     

基于欧拉与铁摩辛柯理论的简支梁挠度分析

欧拉理论在计算梁挠度时只计入了弯矩引起的变形,铁摩辛柯理论考虑了剪切变形引起的梁的附加挠度.为了分析它们对简支梁挠度的影响情况,给出了其主要推导过程和挠曲线方程,同时结合弹性力学解进行数值对比分析,得到不同跨高比下两种理论对梁挠度的影响程度和基本应用范围.     

惯性矩二次变化变截面梁柱几何非线性分析

为研究考虑剪切变形的变截面梁杆结构几何非线性问题,应用Timoshenko梁理论,采用位移、转角独立插值的方法,获取考虑剪切影响的惯性矩二次变化变截面梁单元的形函数;从严格的虚功增量方程出发,建立同时考虑轴力、剪切、弯曲效应及其耦合项的平面变截面梁柱单元几何非线性增量平衡方程,得到惯性矩二次变化变截面梁单元大位移切线刚度阵;与经典算例进行对比,验证了本文方法的精确性与有效性．     

双柱立式数控滚齿机热变形规律

研究滚齿机热变形对滚齿切削点位置偏差及齿向偏差的影响,是提高滚齿切削精度的重要方法之一.在金属材料热膨胀原理、构件轴线可伸长理论及温度分布不均匀梁的Euler-Bernoulli和Kirchhoff平截面假定理论基础上,提出了针对双柱立式数控滚齿机的床身与立柱弯曲热变形的一种计算新模型,并提出了基于变形微元与隔离体法的滚齿机立柱轴向变形与弯曲变形的耦合理论.经比较本文提出的热变形理论及实验测试数据,两者相对误差低于5%,表明该方法对双柱立式数控滚齿机结构优化、切削点位置偏移量预测及补偿具有指导意义.     

浅埋偏压隧道洞顶上覆岩体安全厚度的确定

借助结构稳定理论中在均布荷载与集中力作用下的梁模型,建立了梯形荷载作用下的简支梁模型,并计算其挠曲线方程。将浅埋偏压隧道近似看成受梯形荷载作用下的简支梁,利用计算出的挠曲线方程计算出简支梁最大弯矩;由应力计算公式和强度条件,在弯曲应力不大于容许弯曲应力的条件下,可得到洞顶上覆岩体最小安全厚度。在浅埋偏压隧道开挖前,可通过最小安全厚度的计算判断设计的上覆岩体厚度是否符合安全要求,以避免工程事故的发生。     

预弯组合梁截面抗弯承载力计算方法的再研究

为简化现行标准中预弯组合梁抗弯承载力计算方法,基于塑性理论,对塑性抗弯承载力计算方法进行推导,并从安全性出发,最终提出了一种预弯组合梁的抗弯承载力简化计算方法.采用该简化计算方法、现行标准的弹塑性计算方法及塑性计算方法分别对7根试验梁的抗弯承载力进行计算,采用通用有限元软件Abaqus对预弯组合梁进行非线性有限元分析,...     

测量微米级薄膜厚度与弹性模量的一种新方法

提出一种决定镀在玻璃板上的薄膜力学性能的新方法。根据复合材料力学,建立了弯曲条件下复合梁的分析模型,并导出了相应的应变响应关系。用此模型测出了微米级薄膜的厚度和弹性模量。     

劲性梁-钢管砼柱不穿心节点钢管壁受力与梁端变形特点

主要针对梁端传递弯矩、不同加载方式、管壁厚度等对钢梁不穿心的劲性梁-钢管混凝土柱节点的节点区钢管壁受力特点的影响,以及劲性梁梁端的变形特点进行试验研究.试验结果表明,节点区钢管壁的局部变形随梁端传递弯矩的增大而增大,施加弯矩时的初始轴压越大,变形越大.但梁端传递弯矩对节点区的影响只局限于局部,节点区的轴压承载能力和工作性能基本不受影响.     

预应力T形梁产生变形的原因及防治措施

由于预应力等因素的影响,后张预应力混凝土T梁在张拉阶段会产生一定的反拱和侧弯现象;存梁期混凝土的徐变效应将加剧T梁的变形,变形值可能超过规范规定的限值.如对其不加控制,将给后续的施工带来困难和安全隐患.本文从设计和施工两方面系统地分析了变形产生的原因,并结合具体工程进行了力学分析,对存梁期徐变效应的作用进行了计算.最后提出控制T粱变形的方法,这对今后桥梁的设计与施工均有一定的借鉴作用.     

简支深肋组合扁梁抗弯刚度

通过试验和ANSYS有限元数值模拟的方法研究了简支深肋组合扁梁的受力性能和受力过程中截面的应力、应变的分布规律,并通过材料力学理论和结合试验量测结果对梁截面的抗弯刚度及简支梁的平均刚度进行了分析。验证了简支深肋组合扁梁的弹性受力分析中采用的平截面假定的合理性,并提出了简支梁深肋组合扁梁抗弯刚度的计算方法。