深层混凝土搭板处治路桥过渡段的动力响应

以深层混凝土过渡板处治的路桥过渡段为主要研究对象,评估2种不同路桥过渡段处治方式的动力冲击作用,建立桥头搭板在不同置深情况下的路桥过渡段有限元数值分析模型,研究在车辆冲击荷载作用下路桥过渡段的动力响应及搭板的隔振效果.结果表明,传统的桥头搭板在车辆冲击荷载的作用下,受到的冲击作用明显,深置的混凝土过渡板由于板上土体分散部分的冲击荷载,受到的冲击作用较小,且深置的混凝土过渡板对桥台的影响较小,因此采用深层混凝土搭板处治路桥过渡段时能够提高混凝土搭板的耐久性.     

移动车辆荷载作用下梁桥的冲击系数研究

采用无限自由度弹簧质量模型对梁桥在移动车辆荷载作用下的冲击系数问题进行了研究.分析了不同车速、不同跨径情况下移动车辆荷载对简支梁桥动力特性的影响,揭示了梁桥在移动车辆荷载作用下冲击系数的变化规律.     

均匀冲击荷载作用下重力坝的损伤分析

对于重力坝,远程水下爆炸、大体积山体滑坡等引起的水下冲击波作用可近似视为均匀冲击荷载作用,均匀冲击荷载作用下混凝土重力坝损伤特性较静荷载作用下要复杂得多.本文以非线性显式动力分析程序Abaqus/Explicint为平台,考虑冲击荷载作用下混凝土的高应变率效应,通过建立混凝土重力坝均匀冲击三维模型,对不同冲击荷载下的大坝动态响应进行全性能数值仿真模拟,探讨混凝土重力坝在不同冲击荷载下的损伤.试验结果表明:冲击荷载下大坝损伤模式不仅与大坝自身的动力特性有关,还与冲击能量的大小有关;坝体损伤形式表现为拉伸损伤和压缩损伤,以拉伸损伤为主.     

移动荷载作用下的钢-混简支结合梁动力响应

考虑钢梁与混凝土板之间的滑移,对钢-混简支结合梁的基本动力特性及移动荷载作用下的动力响应进行了试验研究,并将试验结果与理论分析结果及数值分析结果进行了对比分析,结果吻合良好。分析结果表明:由于柔性抗剪连接件的存在,在外荷载作用下结合梁中钢梁与混凝土板之间发生相对滑移,对结合梁的动力响应产生显著影响。     

横向冲击荷载下加筋板结构的动力响应数值分析

以横向冲击荷载下的四边简支加筋板结构为研究对象,建立有限元模型。通过对不同参数下加筋板动力响应时间历程曲线的比较,分别讨论荷载形式、荷载峰值、加强筋体积比、宽高比以及分布形式对整体结构动力响应的影响。研究结果表明：阶跃荷载下加筋板动态响应最为强烈,荷载峰值与加筋板挠度峰值直接相关;加强筋与板的体积比α、加强筋横截面的宽高比β与整体结构的动力响应密切相关;在加强筋与板的体积比α一定前提下,减小加强筋宽高比β的值,更利于提高结构的抗冲击能力。     

运动荷载作用下弹性地基无限长板动力响应

为分析道路结构在交通荷载作用下的变形和应力，提出了运动荷载作用下弹性地基板动力响应的解析方法.该方法基于Winkler地基上无限长的Kirchhoff薄板理论，运用积分变换和三角函数级数展开法求解，分别得到了结构在运动荷载作用下的变形和应力的解析解.通过数值方法分析了板的变形和应力的空间变化规律，并讨论了荷载运动速度、板和地基的物理特性参数对板的变形和应力的影响.研究结果表明，板的变形受荷载运动速度、地基模量和板的厚度影响显著.在荷载速度较大时，板的变形将出现明显波动现象，板的变形随地基模量增大而明显减少.     

冲击荷载下大型LNG储罐混凝土外罐的数值模拟

为获得大型全容式LNG储罐混凝土外罐在冲击荷载作用下的动力响应及其规律,本文基于LNG储罐实际工程,以ANSYS/LS-DYNA有限元软件为分析平台,建立了LNG储罐混凝土外罐在冲击荷载作用下的精细化有限元数值模型。以"战斧"巡航导弹为冲击物,分析了储罐结构的内力、变形及其规律,并总结了冲击荷载作用下结构的失效模式。结果表明:冲击荷载下,本文的数值模拟方法及其适用性通过混凝土靶板冲击试验结果得到验证;罐壁处预应力钢筋的布置可以增强其抗冲击能力;LNG储罐混凝土外罐冲击破坏分为局部凹陷、混凝土表面剥落和击穿破坏三种类型;冲击荷载下储罐穹顶与外罐壁、外罐壁与底板连接处为薄弱位置,为储罐结构抗冲击防御设计提供了依据。     

双分板式楼梯在冲击荷载作用下的反应

以双分板式楼梯为例,通过分析其不同位置在承受静荷载和冲击荷载作用下的位移和等效应力研究其在冲击荷载作用下的动态响应。结果表明,其在冲击荷载作用下的动挠度和等效应力都要大于静荷载,其在承受冲击荷载作用时的危险位置为梯段板与梯梁相交部位及荷载施加部位附近。     

含有初始挠度的加筋板结构非线性动力屈曲数值分析

基于含有初始挠度的四边简支加筋板模型,数值模拟其受面内冲击荷载作用的动力屈曲行为。提取不同初始挠度幅值、加强筋体积比、加强筋截面宽高比以及分布形式下的动力响应时间历程结果,绘制出基于B-R准则的P-Y曲线,讨论各种参数对加筋板整体结构抗屈曲能力的影响。分析表明:不同的荷载参数,加筋板的动力屈曲行为有显著的不同;加筋板的动力屈曲对初始挠度幅值非常敏感,而加强筋参数对加筋板结构动力屈曲的影响有规律可循。     

重载动力荷载下水泥砼路面的力学响应分析

为研究动力荷载下水泥砼动力响应的规律,在修筑的试验路段上,以重型运输车辆为加载设备,通过在混凝土板中埋入应变传感器,获得行驶车辆荷载作用下板内测量应变,分析实际车辆荷载作用下水泥混凝土路面板内的应变状态,对动态多联轴车辆荷载作用下的路面板内的力学响应做初步探讨。     

冲击荷载下的新浇混凝土损伤特性及强度试验研究

以新浇混凝土养护过程会受到各类工程振动的作用与影响为工程背景,结合静载试验与冲击动载试验,得出冲击荷载影响下新浇混凝土的强度随龄期的变化规律。通过基于Weibull分布的统计损伤模型得出混凝土关于龄期的动态损伤本构模型。采用SHPB压杆装置进行混凝土试件破坏试验,得出在混凝土不同龄期的冲击动载下,混凝土抗压强度与静载下抗压强度的比值均为2:1左右;随着龄期的增长,混凝土试件受冲击破坏的破碎程度越来越小。采用SHPB压杆装置对不同龄期的混凝土做加载损伤试验,得出了冲击荷载下混凝土最薄弱龄期区段及其强度降低率达到峰值的龄期。     

一般均质地面承载力现场试验

为了评判施力盘作用下地面的承载安全,进行了一般均质地面承载力静态与动态荷载现场试验.采用平板载荷静态加载方法进行了模拟施力盘静态荷载的平板载荷试验,根据相似准则π定理进行了缩比施力盘动载试验.在现场试验的基础上研究了静载条件下沉降量随时间变化的S-t曲线,不同尺寸承载板在相应载荷作用下的地面土体沉降量之间关联关系的P-S/D曲线及动、静荷载下载荷与沉降量关系的P-S曲线以及动静载荷对比的P-S曲线.分析结果表明:对于进行现场试验的均质地面,S-t曲线表明静态加载方法合理;P-S/D曲线在极限载荷内呈线性比例关系;动载下的沉降量S远远小于静载条件下的沉降量S,动载下的土体变形刚度较静载下的变形刚度高,瞬间动态荷载造成的地面沉降可忽略.     

45号钢在往复冲击载荷作用下的塑性变形

摘要：采用钢球冲击45号钢盘,观测了在不同接触条件、冲击次数及载荷条件下钢盘表面的塑性变形情况．发现在低冲击次数条件下,使用低黏度油的凹坑深度与干接触相近,但在高次数冲击条件下,冲击深度与干接触条件下相比大幅度变浅．而高黏度油条件下的凹坑深度一直最浅．在其他条件相同时,冲击深度随载荷的增加而增加．冲击时,由于凹坑中心产生的热量不断向边缘传递,使凹坑边缘形成凸起即形成所谓彩虹环．彩虹环随润滑油黏度的增加及载荷的增加而高度增加．润滑油的使用可以降低材料表面的塑性变形和磨损．对于干接触条件,凹坑内部发生微细颗粒碎化．而油润滑时凹坑内部出现微裂纹．微细颗粒碎化及微裂纹的程度均随冲击次数和载荷的增加而增加．     

混凝土单轴动态抗拉特性的试验研究

在应用过程中,混凝土结构肯定要受到动态荷载的作用,而混凝土材料的动态力学特性与静态情况下有非常大的区别.为了考察动态荷载作用下混凝土的抗拉特性,本文应用MTS试验机,对C40混凝土在应变速率为10-5/s～10-2/s范围内进行单轴动态拉伸试验,系统研究了不同应变速率下混凝土的抗拉强度、弹性模量、峰值应变等抗拉力学特性,并分析了应变速率对混凝土抗拉强度、弹性模量等的影响规律.试验结果表明:混凝土抗拉强度、弹性模量会随应变速率的增加而增加,泊松比离散性比较大,规律不明显,动态受拉应力应变曲线与静态相似.这些成果可以为混凝土的结构设计提供技术参数.     

混凝土动态受压力学特性的试验研究与数值分析

采用MTS液压伺服系统对C30、C40两种混凝土进行了不同应变速率下的单轴抗压试验,系统研究了应变速率对混凝土抗压强度、弹性模量及应力应变曲线的影响,给出了描述混凝土在应变速率影响下的抗压强度变化的表达式;并应用有限元法,对简支梁进行了结构动力响应分析,结果表明:两种强度混凝土的抗压强度、弹性模量随着应变速率的增加呈明显增加的趋势,混凝土在动态荷载作用下的应力应变曲线与静态荷载下的应力应变曲线具有很好的相似性;同时,动态荷载作用下,梁中应力发生重分布,应变速率对混凝土结构的动力响应具有显著的影响,需要在混凝土结构设计中充分重视荷载动力效应的分析.     

结构动态非概率可靠性预测模型

研究了当载荷区间变量随时间变化且结构强度区间变量随时间退化情况下的结构动态非概率可靠性问题,给出了结构强度退化的变化区间及其均值、离差的计算表达式;根据应力-强度干涉理论和区间理论,建立了在结构强度随时间退化时,结构所承受的载荷分别为阶梯型、等幅交变型和任意时变型3种情况下的结构动态非概率可靠性预测模型,并通过3个算例说明文中所建模型的合理性．     

Method for Calculating the Ultimate Strength of Pitting Corrosion Ship Structural Plates Under Combined Loads

联合载荷作用下点蚀船体板的极限强度计算方法研究

滑林^1,2,吴梵^1,2,牟金磊^1,2,马晓龙¹

（1. 海军工程大学 舰船与海洋学院,武汉 430033;

2. 海军舰艇技术鉴定船体结构强度校核中心, 武汉 430033）

创新点说明：

1）结合实船（舰艇）点蚀勘验数据,提出了点蚀矩阵的概念,建立了点蚀分布的数学模型,为全面开展点蚀相关研究提供了新的途径;

2）采用新的灵敏度计算方法开展了点蚀特征（分布,点蚀深度及蚀坑半径等）对船体板极限强度的贡献值计算;

3）提出了刚度缩减因子的概念,并拟合出了点蚀损伤船体板极限强度的计算评估公式。

关键词：船体结构;点蚀损伤;极限强度;联合载荷;灵敏度分析

     

Energy dissipation rate: An indicator of coal deformation and failure under static and dynamic compressive loads

Dynamic disasters in Chinese coal mines pose a significant threat to coal productivity. Thus, a thorough understanding of the deformation and failure processes of coal is necessary. In this study, the energy dissipation rate is proposed as a novel indicator of coal deformation and failure under static and dynamic compressive loads. The relationship between stress-strain, uniaxial compressive strength, displacement rate, loading rate, fractal dimension, and energy dissipation rate was investigated through experiments conducted using the MTS C60 tests(static loads) and split Hopkinson pressure bar system(dynamic loads). The results show that the energy dissipation rate peaks are associated with stress drop during coal deformation, and also positively related to the uniaxial compressive strength. A higher displacement rate of quasi-static loads leads to an initial increase and then a decrease in energy dissipation rate, whereas a higher loading rate of dynamic loads results in larger energy dissipation rate. Theoretical analysis indicates that a sudden increase in energy dissipation rate suggests partial fracture occurring within coal under both quasi-static and dynamic loads. Hence, the energy dissipation rate is an essential indicator of partial fracture and final failure within coal, as well as a prospective precursor for catastrophic failure in coal mine.     

Design Optimization of CFRP Stacking Sequence Using a Multi-Island Genetic Algorithms Under Low-velocity Impact Loads

A method to improve the low-velocity impact performance of composite laminate is proposed, and a multi-island genetic algorithm is used for the optimization of composite laminate stacking sequence under low-velocity impact loads based on a 2D dynamic impact finite element analysis. Low-velocity impact tests and compression-after impact(CAI) tests have been conducted to verify the effectiveness of optimization method. Experimental results show that the impact damage areas of the optimized laminate have been reduced by 42.1% compared to the baseline specimen, and the residual compression strength has been increased by 10.79%, from baseline specimen 156.97 MPa to optimized 173.91 MPa. The tests result shows that optimization method can effectively enhance the impact performances of the laminate.