充气膜结构零应力态求解

充气薄膜管属于柔性结构,荷载作用下产生的变形,会引起其内压改变,进而导致外围薄膜刚度的变化,对其变形产生重要影响,表现出内充气体压力与外围薄膜变形相互耦合的特点。该文采用有限元方法分析气-膜耦合作用对充气薄膜管动力特性的影响及其随影响因素的变化规律。通过将内充气体看作小扰动线性势流以考虑气-膜耦合作用以及内充气体附加质量的影响;通过建立内充气体的三种等效模型,分别将内充气体作用等效为外围薄膜静力边界条件、考虑内充气体附加质量影响的静力边界条件以及小扰动线性势流体,并将其相应的有限元分析结果进行对比,研究气-膜耦合作用和内充气体附加质量对充气薄膜管自振特性的影响及其随初始内压、长细比、膜厚以及端部约束类型的变化规律。研究结果表明：气-膜耦合作用以及内充气体的附加质量对低阶自振模态没有明显影响;气-膜耦合作用对自振频率有较显著的影响作用,而内充气体附加质量的影响则较小;随初始内压和长细比的增加,气-膜耦合作用对频率的影响体现出因阶次不同而不同的变化规律;气-膜耦合作用对频率的影响随膜厚的增加而降低,随约束程度的减弱而增强。该文的研究成果揭示了气-膜耦合作用对充气薄膜管自振特性的影响规律,有助于深入认识充气薄膜管的动力行为,确保其设计计算的合理性和可靠性。     

基于摄影测量的充气膜结构有限元建模方法

为了对正常使用过程中的充气膜结构进行荷载和动态特性等进一步分析和安全评价,提出了基于摄影测量的在役充气膜结构有限元模型建立方法。首先,采用三维摄影测量法对正常使用过程中的充气膜结构外形进行测量,并利用压力传感器测得相应的充气内压。然后,基于测量的外形及内压,将连续的膜面离散为膜线,并将内压按从属面积分配到相应的节点上,应用引入线性调整理论的索杆体系找力分析理论对膜线的力密度进行计算。随后,基于杆系结构平衡矩阵理论和小变形假定,应用非线性协调矩阵广义逆法,对结构的零应力态进行求解。最后,将得到的零应力态作为初始模型,利用有限元软件对其进行充气数值模拟,得到正常使用状态下的充气膜结构有限元模型。通过ETFE气枕模型的测量试验,验证了所提出的方法。     

冗余并联结构六维力传感器及其超静定静力映射解析分析

提出采用冗余并联结构作为大量程大测力板六维力传感器的弹性体结构。基于整体刚度和变形协调条件,提出一种求解冗余n-SS(n>6)并联Stewart结构六维力传感器超静定受力分析的解析方法,导出了n个分支杆轴向力与六维外力之间的全映射关系。通过解析分析分块矩阵的广义逆,得到了当各分支杆刚度一致或不一致时形式统一的各分支杆轴向受力分析的求解方法。最后,利用数值算例验证了上述两种方法的正确性,并表明采用广义逆矩阵求解冗余并联结构各分支杆轴向力不仅形式简洁,而且易于计算机编程实现,具有重要的应用前景。     

基于零厚度粘聚力单元的钢筋混凝土板在爆炸荷载下的动态破坏过程分析

军火库或危险品仓库存在着偶然爆炸的威胁,而钢筋混凝土是这些建筑物的主要构成材料,因此研究钢筋混凝土结构在爆炸荷载下的破坏过程具有重要意义。该文基于LS-DYNA动力有限元程序,利用任意拉格朗日–欧拉（ALE）方法,以及多物质流固耦合方法对混凝土结构在爆炸荷载作用下的动态破坏过程进行研究。为了更好分析混凝土结构在爆炸荷载作用下的动力响应,采用了考虑应变率影响的钢筋和混凝土材料本构模型,并引入零厚度粘聚力单元来模拟混凝土的动态破坏过程,克服基于侵蚀算法单元删除带来的质量损失问题。该文首先介绍零厚度粘聚力单元模型的生成过程并对比试验结果,验证所建立的零厚度粘聚力单元模型的合理性。其次,对比不同爆炸荷载下基于侵蚀算法以及零厚度粘聚力单元两种不同模拟方法的模拟结果,验证基于零厚度粘聚力单元模拟的优越性。最后基于零厚度粘聚力单元模型,分析不同爆炸荷载对混凝土结构动态破坏过程以及碎片抛射的影响。     

PVDF中空纤维滤膜的形态结构

用Ｌ－Ｓ相转换法制备了聚偏氟乙烯（ＰＶＤＦ）中空纤维不对称滤膜。铸膜液由聚合物、溶剂和添加剂组成。用电子显微镜（ＳＥＭ）考察了聚合物浓度、添加剂用量及种类对膜形态结构的影响。实验结果表明，聚合物浓度对膜形态结构有显著影响，当铸膜液中聚合物浓度较低时，无论用什么种类添加剂，都能形成大、且多的孔，但孔的形状随添加剂不同而异。当恒定聚合物浓度时，添加剂的用量对膜形态结构有很大的影响，但孔的大小及多少与添加剂含量的多少不成正比。     

非晶颗粒态玉米淀粉的结构特征

采用扫描电子显微镜、光学显微镜、X射线衍射等分析测试方法,以原淀粉为参照,对非晶颗粒态玉米淀粉的颗粒形貌、颗粒大小和结晶程度进行详尽地现察和研究,结果发现,在非晶化处理过程中发生了从内向外爆裂式膨胀而形成大小、深度、位置不同的爆裂孔,并有少量的淀粉颗粒碎片粘附在颗粒的表面上,非晶颗粒态淀粉仍然能够保持颗粒外形,颗粒大小比原淀粉有所增加,不再具有原淀粉颗粒结晶性,整个颗粒呈现无定形结构。     

非对称膜及其复合膜结构参数对气体渗透影响的研究

本文建立并完善了非对称膜及其复合膜结构参数对气体渗透影响的数学模型，以氢气，氮气为渗透气体，借助计算机，通过数学模型考察了膜结构的７个参数对气体渗透率和气体选择性的影响。     

框架-剪力墙-薄壁筒斜交结构分析的状态空间法

采用沿高度方向连续化的方法,建立了框架-剪力墙-薄壁筒斜交结构协同分析的连续化计算模型.将沿结构高度方向的坐标模拟成时间坐标,导出了问题的状态空间表达式,用状态空间理论的方法求出了状态向量表达式,由结构的边界条件可求出初始状态向量,从而得到了结构各单元的侧移与内力.给出了数值算例,并与其他算法的结果进行了比较.这种结构计算方法计算量小,精度较高,便于应用,能方便地推广应用于变截面建筑结构.     

尼龙1010—聚四氢呋喃多嵌段共聚物的聚集态结构研究

用缩聚法制成尼龙1010-聚四氢呋喃多嵌段共聚物(简称PA-PTMG)。经元素分析、抽提分析、红外光谱(IR)1H-NMR等实验,结果表明所得共聚物的嵌段比和投料比吻合,嵌段效果好。应用广角X射线衍射(WAXD)(常温和变温)发现这种共聚物在常温时不是通常人们所认为的由一相晶相一相非晶相所构成,而是除结晶区以外有两种非晶区,即PA晶区、PA非晶区和PTMG非晶区。升温以后两非晶峰逐渐形成统一的非晶散射峰。给出了嵌段共聚物的形态示意图,探讨了温度对结构的影响以及分子量对结构和力学性能的影响。     

薄膜体系找形设计中二次找形方法的提出及其力学原理

介绍了利用非线性有限元法进行薄膜体系找形分析的相关理论和相应的有限元计算公式,在此基础上提出了二次找形的概念,指出只有通过二次找形后得到的曲面才是在工程实践中能够真正实现的形状,并通过理论和工程算例证明了本方法的正确性和有效性。     

管理信息系统结构划分的可拓算法

通过建立Ｕ／Ｃ矩阵的关联矩阵，对Ｕ／Ｃ矩阵的一致性检验、完备性检验和无冗余性检验等，用定量分析方法来实现。给出了Ｕ／Ｃ矩阵求解的可拓算法。最后，给出子系统划分的关联矩阵分析法，使ＭＩＳ的功能／数据分析过程可由计算机来实现     

改进动力松弛法在膜结构找形中的应用

该文针对动力松弛法中阻尼参数的取值提出了简便计算方法,通过算例分析,证实了提出的阻尼计算方法和结构的临界阻尼相接近。针对建筑师对膜面造型的变化要求,对动力松弛法进行改进:根据对典型马鞍面的轮廓分析,以改变膜曲面造型为目标,通过引入函数f(L)=(d/L)~α修正了动力松弛法中节点刚度的取值。改进后的动力松弛法可以依据建筑师的不同要求,通过调整参数α来得到不同的不等应力膜面,大大扩展了经典动力松弛法的适用范围。     

某框支砌体结构火灾倒塌事故的模拟与分析

火灾下建筑结构的倒塌是整体结构系统的力学行为。由于整体结构火灾试验难度较大, 数值模拟是研究整体结构火灾行为的重要手段。该文采用考虑高温作用的纤维梁和分层壳模型以及生死单元技术, 对一实际框支砌体结构的火灾倒塌事故进行了分析, 模拟了整体结构在火灾作用下的倒塌过程, 指出了引起结构火灾倒塌的关键原因, 并根据数值分析结果对火灾下抗连续倒塌设计提出了改进建议。     

系统刚度可靠性分析的加速算法

针对结构系统刚度可靠性研究匮乏的现状,将数值分析与递推公式相结合,提出了刚架结构刚度连续变更方法,建立了刚度连续可靠性分析模型。在结构拓扑不断变更情况下,实现连续变更结构的位移极限状态函数的连续生成,避免了总刚反复组装、求逆,简化了识别系统主要失效模式方法,并与我国建筑结构设计规范相吻合。为结构系统刚度可靠性分析提供了一种有效的加速算法。算例验证了方法的正确性。