船用钢与复合材料混合连接结构设计优化研究

钢与复合材料混合连接作为一种新型的轻量化连接形式,能够在减轻船体结构重量的同时保证良好的力学特性。结合有限元方法和力学试验,研究复合材料上层建筑与钢质主船体之间的连接结构,即无碱玻璃纤维增强蒙皮与巴萨木构成的夹层板与钢板之间的混合连接结构,对其宏观承载能力、几何特征以及微观材料特性、应力分布进行系统分析,结果表明应用优化设计的混合连接形式能减重约45%。优化几何特征可以有效缓解应力集中,优化后结构的应力水平约为原始构件的12%~38%。因而这种连接形式和设计优化方法对船舶轻量化设计有一定的指导意义。     

螺栓拧紧力矩对复合材料多钉连接结构疲劳寿命的影响

螺栓拧紧力矩对多钉连接结构疲劳寿命的影响不可忽视,但考虑螺栓拧紧力矩的复合材料多钉连接结构疲劳寿命预测方法却很少,提出一种复合材料多钉连接结构疲劳寿命预测方法,综合考虑螺栓与层合板的各种损伤情况,可以准确预测复合材料多钉连接结构的疲劳寿命以及损伤演化情况。采用T300/BMP-316复合材料层合板与TC4钛合金螺栓组成的复合材料多钉连接结构对所提方法进行了验证,疲劳寿命预测结果与试验值对数误差为4.36%,且破坏模式与试验结果吻合。通过对螺栓拧紧力矩的影响规律进行探究,发现随着螺栓拧紧力矩的增加,疲劳寿命先增加后减小,存在最佳拧紧力矩。从损伤演化云图中发现当拧紧力矩小于最佳拧紧力矩时,损伤扩展不能得到有效抑制,会导致疲劳寿命降低;反之当拧紧力矩大于最佳拧紧力矩时,试验件会形成初始损伤,导致疲劳寿命降低。在工程应用中,选择结构的最佳拧紧力矩进行装配,可以有效提高结构疲劳寿命。     

油膜润滑轴承的稳定性分析方法

稳定性分析是轴承计算中最重要的问题，本文对目前轴承的稳定计算的方法加以总结，提出对稳定性分析的见解，以便在工程计算和分析中参考。     

含有界面裂纹颗粒纤维混杂复合材料的刚度性能研究

本文应用等效夹杂法，首先求得了没有界面裂纹时，这种材料的刚度性能；然后将界面裂纹作为一种特殊的夹杂，分析了这种裂纹对材料刚度性能的影响，最后就本文的结果和已有的结果进行了比较。     

复合材料天线罩螺栓连接结构损伤失效分析

针对复合材料天线罩螺栓连接结构的损伤失效问题,采用试验和渐近损伤分析方法对复合材料天线罩螺栓连接结构的损伤失效进行了研究,分析了螺栓连接结构在等效风载压力和拉力作用下的失效过程和失效强度,并对天线罩连接结构折角位置玻璃钢蒙皮的过渡方式对其力学性能的影响进行了分析。试验和数值研究结果表明,连接结构试件的初始破坏均表现为玻璃钢蒙皮与泡沫芯材间的层间开裂,初始开裂载荷为0.7倍左右的结构失效载荷,玻璃钢蒙皮采用隔层断开过渡的加工工艺可显著提高天线罩连接结构的强度,数值预测的结构失效强度与试验结果吻合较好。     

一种简便的复合材料旋转壳稳定性的计算方法

应用无矩理论求解前屈曲内力,利用能量分析计算复合材料旋转壳稳定性,能量积分采用数值积分,提出了求解临界载荷的实用计算方法,并给出算例。     

一种简便的复合材料旋转壳稳定性的计算方法

应用无矩理论求解前屈曲内力,利用能量变分法分析计算复合材料旋转壳稳定性,能量积分采用数值积分,提出了求解临界载荷的实用计算方法,并给出了算例     

三维编织复合材料加筋壳体的稳定性研究

采用单胞几何模型(也称纤维几何模型)计算了编织复合材料的力学参数,并把其作为输入数据用来建立结构的有限元模型,进一步研究四向三维编织复合材料加筋壳体的稳定性问题,分析了结构编织参数对加筋壳体稳定性的影响．结果表明,合理选择结构的编织参数可以有效改善三维编织壳体的稳定性.     

复合材料层板分层引起刚度降的估算

采用准三维有限元法分析了复合材料的刚度下降，得到了刚度下降率随分层长度的增长曲线规律，结果与Ｏ’Ｂｒｉｅｎ相一致。     

复合材料叠层及加筋旋转壳稳定性有限元分析

本文用有限元法研究了复合材料旋转壳及其离散纵向加筋情况的稳定问题。在SABA族元素[1]的基础上,把复合材料各向异性的弹性性质考虑进去,把纵向筋条处理成为空间梁,计入梁偏心的影响,由梁的基本弹性和几何刚度矩阵出发,经过一系列变换,推导出与SABA元素相协调的新的弹性和几何刚度矩阵,从而较为精确地得到了复合材料叠层及加筋的稳定性分析结果。算例与现有的一些解析解及实验结果吻合良好。     

地震作用下桩锚组合结构加固边坡稳定性分析----灾后重建专刊

对于一些性质复杂,滑坡推力巨大的边（滑）坡,单一的抗滑结构对其整治已显得无能为力,于是各种组合抗滑结构应运而生,然而目前对采用组合防治结构加固边坡稳定性的研究又十分稀缺。因此,本文以桩锚组合结构加固边坡为例,运用极限分析上限定理,推导出了地震作用下桩锚组合结构加固边坡中抗滑桩所需提供抗力的计算公式以及该加固边坡的屈服加速度计算公式,并提出了永久位移的预测方法,为地震带边坡防治结构的设计提供理论依据。通过对桩锚组合结构加固的实例边坡的计算分析,得到了在确定的锚索布置条件下,抗滑桩所需提供抗力和边坡屈服加速度与地震系数、抗滑桩布置位置、边坡特性和坡体材料特性等因素相关关系的一系列研究结果,揭示了地震作用下桩锚组合结构加固边坡的稳定性。     

部分端板连接梁柱组合节点有限元分析

对静力荷载下部分端板连接工字型截面梁柱组合节点的有限元模型进行分析,通过变换参数,得出了楼板配筋率、钢筋强度、梁柱钢材强度、钢梁高度、端板厚度、端板高度等参数的变化对节点工作性能的影响规律.     

薄壁钢混凝土组合结构节点非线性有限元分析

在已有的薄壁钢—混凝土组合结构节点试验研究的基础上,研究了薄壁钢—混凝土组合结构节点的非线性力学性能.基于材料非线性及几何非线性,应用ANSYS有限元软件建立有限元模型并模拟了薄壁钢—混凝土组合结构节点受力过程,计算结果得到了试验结果的验证.对薄壁钢—混凝土组合结构节点进行了参数分析,得到了影响节点极限弯矩的主要因素,所得结果可为相关理论分析及工程应用提供借鉴和参考.     

基于特征结构分析法的静态电压稳定的判别

介绍了应用特征结构分析法的静态电压稳定类型的判别方法，应用这种方法能够很好地判别系统在某种状态下起主导作用的不稳定因素．     

变刚度多稳态复合材料结构设计与性能分析

通过研究复合材料层合板结构局部纤维角变化的理论模型与刚度变化的关系,设计2种变刚度多稳态复合材料层合板结构. 对变刚度多稳态复合材料结构进行建模,运用Matlab求出不同的平衡方程解,得到变刚度多稳态复合材料结构的稳态构型. 制备相应的实验试件,测量变刚度多稳态复合材料结构不同稳态转变时的力学性能,通过有限元软件Abaqus模拟变刚度多稳态复合材料结构的降温冷却过程,得到平衡稳定状态的数值解. 结合理论、数值与试验,分析变刚度多稳态复合材料结构的稳态构型、稳态转变最大载荷及载荷-位移曲线的变化规律.     

单层单跨组合梁钢框架刚度的分析

为研究竖向荷载作用下单层单跨组合梁钢框架的刚度,将组合梁钢框架中的梁简化为阶梯形变截面梁,进行参数确定;应用试验值验证ANSYS有限元程序分析组合梁钢框架的可行性,利用此程序进行组合梁钢框架的非线性分析,确定了组合梁钢框架在竖向荷载作用下的负弯矩区长度参数,从而建立了该组合梁刚度计算模型.采用等效原理,确定出竖向荷载作用下单层单跨组合梁钢框架的等效刚度计算公式,给出工程设计时刚度取值的建议,并与有限元分析结果进行了对比.结果表明:理论分析和推导与ANSYS有限元分析结果吻合很好.     

基于传递矩阵法的串联隔震体系稳定性分析

针对串联隔震体系稳定性问题,利用传递矩阵法建立其临界荷载控制方程,并探讨了参数变化对临界荷载的影响.对单个叠层橡胶支座进行力学分析,建立其稳定性分析的场矩阵,进而利用传递矩阵法建立串联隔震体系稳定性分析的场矩阵,推导出临界荷载的控制方程.计算两种不同型号串联隔震体系的临界荷载,重点探讨叠层橡胶支座和地下室悬臂柱参数变化对串联隔震体系稳定性的影响.结果表明,叠层橡胶支座参数对串联隔震体系稳定性影响要比地下室悬臂柱明显,串联隔震体系的临界荷载值可用单个橡胶支座的临界荷载值近似等效.     

板锥网壳结构的等代空间杆系法

提出了一种新的板锥网壳结构计算方法——等代空间杆系法,通过能量法和等效刚度矩阵法确定等代杆件的等效面积,把板锥单元等代为腹杆和下弦杆系,与钢上弦杆(或包括钢下弦杆)构成为具有两种不同材料杆系组成的等代双层网壳,然后按空间桁架位移法计算其内力与位移．该法计算简便并具有一定的计算精度,可用于板锥网壳结构的初步设计．     

高填路堤复合地基稳定性分析

本文分析了现在广泛应用于复合地基稳定分析的Ｐｒｉｅｂｅ方法和Ａｂｏｓｈｉ方法,指出了它们的优点和固有缺陷,指出应用有限元方法计算土条底部应力进行极限平衡稳定分析,特别是高速公路复合地基稳定分析的优点。然后对复合地基参数指标取不同数值的情况进行了稳定性计算,分析了复合地基各种参数指标对其稳定性的影响。     

工字形截面楔形单元弹性稳定单元刚度矩阵的推导与探讨

推导了工字形截面薄壁楔形构件的稳定计算中的单元刚度矩阵，通过分析对比得出在楔形构件的稳定计算中，如果是弯扭失稳，则必须采用楔形单元矩阵。本文推导出的楔形杆件在任意荷载下的弹性稳定单元刚度矩阵，可用其直接形成总刚度矩阵，解算楔形杆的稳定问题。