考虑黏弹性的簧片单元力学性能分析

为提高空间可展簧片铰链的运行稳定性和可靠性,研究了材料黏弹性对其弯曲折叠过程中的应变能、临界弯矩和稳态弯矩的影响.利用广义Maxwell黏弹性模型建立了考虑黏弹性的簧片单元力学模型,采用数值模拟方法探究了外界温度、折叠速率、Prony常数、松弛时间对簧片单元应变能、临界弯矩和稳态弯矩的影响规律.结果表明:在折叠过程中,随着Prony常数,松弛时间和折叠速度的减小,簧片单元应变能、临界弯矩和稳态弯矩均有所减小.随着温度的增加,簧片单元应变能、临界弯矩和稳态弯矩均呈现不同程度的减小.在装载过程中,簧片单元的稳态弯矩和应变能随着装载时间的增加而减小并趋于稳定.本研究对于提高空间可展结构的设计可靠性提供了一定的依据.     

层合复合材料簧片单元弯曲力学性能

为提高空间可展铰链的运行稳定性和可靠性,减轻结构质量,研究了碳纤维增强层合复合材料簧片单元的弯曲性能.以衡量簧片驱动能力的应变能、稳态弯矩以及簧片自锁能力的屈曲临界弯矩为力学性能指标.分析了可折叠自展开的簧片单元在弯曲折叠过程中,复合材料铺层角度、铺层厚度和簧片截面半径对各性能指标的影响.研究结果表明:随着复合材料铺层角度的增加,簧片驱动能力增强,但其自锁能力基本不变;随着复合材料铺层厚度和截面半径的增加,簧片的驱动能力和自锁能力均增强;随着材料铺层角度、截面半径的增加,簧片的横截面出现截面变形现象且伴随微小回弹.研究结果对于空间簧片式铰链驱动性能的改进具有一定的参考价值.     

带状簧片弯曲折叠力学性能敏感性分析

针对空间可展的金属带状簧片弯曲折叠时的弯矩和应变能响应,引进主次因素度分析、Sobol敏感性理论,对簧片的力学性能受自身几何参数影响进行了敏感性分析,并采用Isight软件的数值方法进行了结果验证.综合比较了几何参数对力学性能指标的影响程度,总结了主次因素度分析、Sobol敏感性理论和数值计算3种方法的优缺点.研究结果为指导实际簧片结构设计和参数优化设计提供了一定的参考和依据.     

基于形状记忆聚合物的智能簧片结构的有限元分析

为了研究基于形状记忆聚合物(shape memory polymer,SMP)新型簧片的形状记忆行为以及金属材料对SMP簧片的增强效应,首先,基于三维SMP应力-应变-温度关系,编写了可供ABAQUS调用的用户材料子程序(user-defined material mechanical behavior,UMAT),开发出可用于三维复杂应力状态下SMP结构的有限元计算方法.然后,利用该方法对SMP簧片结构正向和反向弯曲变形的形状记忆行为(高温加载、降温固形、低温卸载和升温恢复)进行了仿真.最后,模拟和分析金属材料增强的SMP复合簧片结构的折叠过程.结果表明:SMP簧片在正向和反向折叠变形后,通过温度的控制能够自动展开,因此,能够有效解决传统簧片结构中的驱动复杂和过冲震动的问题;金属增强的SMP复合簧片的失稳弯矩和平稳弯矩被明显提高,金属增强效果从强到弱的顺序依次是:合金钢、铸钢、灰铸铁和硬铝合金.     

多跨连续梁桥顶推施工双导梁的优化分析

为了合理选择多跨混凝土连续梁桥顶推施工中前后双导梁的长度、单位荷载集度及抗弯刚度等参数,以三跨等跨混凝土连续梁桥为例,构建主梁-双导梁的计算简化模型. 利用位移法建立节点平衡方程,推导出各个节点的内力解析表达式. 分别研究不同导梁参数对支点最大负弯矩和跨内最大正弯矩的影响,揭示了在顶推施工过程中主梁内力的变化规律. 以实桥数值算例为例,提出合理、严谨的导梁参数优化计算方法,获得最优的导梁参数. 基于不同的前后导梁长度,分析不等跨连续梁桥的内力变化规律. 研究结果表明,等跨连续梁桥中不同导梁长度会影响顶推阶段,对于不等跨连续梁桥更加复杂. 在不等跨连续梁桥中,后导梁长度对支点最大负弯矩的影响较小,前导梁长度对支点最大负弯矩的影响较大. 实桥算例中导梁的最优长度比、单位荷载集度比及抗弯刚度比分别为0.78、0.14及0.39,提出的导梁参数优化计算方法简单,可以对不同的截面形式进行优化.     

形状记忆合金受弯杆的力学性能分析

以Brinson本构模型为理论依据,推导出任意截面形状的SMA杆在弯矩作用下横截面上的应力分布及马氏体百分数随截面高度变化的理论计算公式;对循环弯矩作用下杆件的耗能能力进行了分析,建立了完整的计算理论;并就等直矩形截面杆利用Matlab编制的程序进行了数值计算,得出了截面边缘最大应力和应变与外荷载弯矩的关系曲线、应力及马氏体百分数在截面高度上的分布曲线、耗能量与截面高度的关系曲线、耗能量与边缘最大应变的关系曲线,而且对这些曲线进行了讨论,认为SMA材料可以在结构振动被动控制中耗散由于弯矩荷载而引起的能量.     

AZ31镁合金动态再结晶临界应变和稳态应变

采用热拉伸实验测定AZ31镁合金的应力-应变曲线,依据加工硬化率理论,得到热变形过程中AZ31镁合金发生动态再结晶的临界应变和稳态应变,确定临界应变、稳态应变与塑性变形工艺参数的关系.结果表明:热变形温度和应变速率是影响AZ31镁合金动态再结晶的主要因素,提高变形温度和降低应变速率都有利于降低AZ31镁合金的临界应变和...     

两步单参数法研究预应力度对弯箱梁桥的影响

为了研究预应力度对弯箱梁桥的影响,以桥长、圆心角和预应力度为参数建立了180个二等跨连续弯箱梁桥模型,采用两步单参数拟合法进行数据处理,拟合出极限状态下控制截面上的应力、单位位移与圆心角、桥长和预应力度的显示函数关系.提出了弯箱梁桥截面上预应力度的计算公式,并选定了2个指标A、Δ来表征弯箱梁桥结构反应受预应力度影响趋势及程度。     

预应力组合梁负弯矩作用下梁端转动能力研究

对组合梁施加体外预应力,可有效提高截面的开裂弯矩,然而预应力的施加降低了板件的屈曲临界应力,减小了截面的转动能力.考虑局部屈曲的影响,对体外预应力组合梁进行了有限元非线性稳定分析,计算结果与试验实测值吻合,通过改变截面参数对27组组合梁在不同综和力比,不同翼缘宽厚比,不同腹板高厚比,不同剪跨比下的转动能力进行了计算,研究了影响转动能力的长细比参数,回归计算转动能力、计算参数和计算公式.研究表明:文中提出的长细比参数和公式与模拟结果相关程度高,形式简单,可以用来计算I、Ⅱ类组合梁的转动能力.     

预应力组合梁在负弯矩作用下的塑性铰长度研究

为了研究体外预应力组合粱在负弯矩作用下的塑性铰长度,采用悬臂梁模型,运用有限元方法对截面支撑条件、跨高比及几何性质对塑性铰长度等参数的影响进行了分析.分析结果表明,组合梁在负弯矩作用下的力学性能受稳定控制,其支座单边塑性铰长度约为0.5倍铜梁腹板高度,并不随截面几何性质、加载方式等的改变而明显变化.     

Energy Dissipation Analysis of Bended SMA Bar in Isothermal State

The theory calculation formula is deduced about stress distribution in cross section and changesin Martensite percentages with the section height of randon seetion shape bar raider the action of the bending mo-mere ucording to the Brinson‘ s Constitutive Relation. The bar‘s energy dissipution capability under circulation of bending moment was analyzeal and the caleulation theory was set up. By using MATIAB program trod the numerieat calculation for uniform rectangle cross section bar, the relationships among the maximal stress and strain oncross section edge with bend load, the stress and Martensite percent‘ s with cross section height, the energy dissi-pation eapability wit cross section height, and the energy dissipaion eatabitity with maximal strain on eross see-lion edge are gained, also those curves are distilled. It is put forward that the SMA material can be used for passive structure vibration control to dissipate energy of bend load.     

Flexible bending of aluminum profiles with polyurethane pad

Weightreductionofautomobilesisaneffectivewaytodecreasebothfuelconsumptionandcaremis sions,whichareconsideredmaincausesofnaturalre sourcesexhaustionandglobalwarming.Tubesandhol lowprofilescanoffergeometricandweightadvantages.Comparedwithamassiveparttheweig…     

正弯矩区组合扁梁承载性能分析

钢-混凝土组合扁梁中的钢梁内嵌于混凝土楼板之中,最大限度地降低了结构的高度,增强了结构的防火能力．作为框架梁使用时,在竖向荷载作用下,跨中处于正弯矩区;水平荷载作用下,梁的一侧为正弯矩,男一侧为负弯矩．因此,明确正弯矩区组合扁梁的受力性能是进行结构分析的基础．对正弯矩区组合扁梁的抗弯刚度和承载力进行了理论分析,并通过简支梁的试验来验证理论分析结果的合理性,研究结果表明,组合扁梁抗弯承载力的理论值和试验值吻合良好,而刚度的理论值较为保守,主要原因是分析中没有考虑预制混凝土板对刚度的贡献．     

两端任意约束的弹性支撑梁在移动荷载下的动力响应

为研究任意边界条件连续梁的动力响应问题,建立了两端任意约束中间弹性支撑梁的力学模型,给出了求解其振动频率的方法,并采用振型叠加法推导了其在移动荷载作用下的动力响应的理论解.通过编写相应的MATLAB计算程序进行求解,结合算例用所提出的理论方法得到的结果与有限元方法进行对比,验证了方法的正确性与精度以及适用范围.分析了边...     

考虑剪切变形影响的桩基m法计算理论

考虑桩基的剪切变形影响,利用单广义位移深梁理论,建立了桩基m法的计算方法,导出了水平位移、转角、弯矩和剪力的初参数表达式和无量纲参数函数的统一表达式,根据桩底边界条件建立了初参数解的计算公式;给出了无量纲参数函数随换算深度和弯剪刚度比的变化图形。研究表明,换算深度小于3.0时,弯剪刚度比对无量纲参数函数影响较小,换算深度大于4.0时,弯剪刚度比对无量纲参数函数影响的趋势非常明显,桩基剪切变形的影响程度与桩的边界条件有关。算例结果表明,桩身的剪切变形有增大桩顶水平位移、提高弯矩零点位置、改变弯矩分布特征、扩大桩侧土压力大小等影响。     

一种新型连续钢—砼组合梁的试验研究

本文对采用预制钢筋砼板和现浇层砼共同形成翼缘这种新型连续钢—砼组合梁进行了试验研究。阐述了这些试验梁的基本性能,内力重分布过程和破坏形态。对支座截面和跨中截面的极限抗弯强度计算方法提出了建议。本文还对这种连续梁的使用极限状态进行了讨论且得到了能满足使用阶段要求的支弯座矩调幅系数最大值。     

预应力混凝土斜拉桥箱梁剪力滞规律

为了揭示斜拉桥箱梁应力分布情况,对某单索面预应力混凝土斜拉桥箱梁沿纵桥向剪力滞效应的分布规律进行了研究.结果表明:单索面斜拉桥施工阶段不同的位置应采取不同的剪力滞系数进行平面杆系有限元分析,悬臂端索力作用点处该位置用轴力作用的剪力滞系数反映实际受力;索力之间的梁段在索力作用点处,根据弯矩轴力比确定的剪力滞系数反映实际受力;在索力作用点之间跨中的梁段,用弯矩作用的剪力滞系数反映实际受力,索力作用点与跨中之间的梁段,可采用线性插值求得截面剪力滞系数.