采用夹层板理论推导预应力混凝土夹芯保温屋面板开裂荷载及挠度的 …

本文在三块预应力混凝土夹芯保温屋面板进行抗弯实验的基础上，采用夹层板理论对其在弹性状态下进行理论分析和研究，从而推南板的开裂荷载及挠度的解析表达式，最后，与实验结果进行比较，吻合较好，为预应力混凝土夹芯保温屋面板的设计，开发等实际应用提供理论依据。     

I 型夹芯金属夹层板振动特性数值仿真分析

随着船舶结构设计技术的发展，轻型结构形式得到越来越多的重视。I 型夹芯金属夹层板是轻型结构的典型代表，对I 型夹芯金属夹层板架振动特性开展研究可为船舶减振防护设计提供指导。以某中型豪华邮轮的甲板板架为对象，结合豪华邮轮甲板板架特点，应用有限元法分析I 型夹芯结构金属夹层板架的模态和速度导纳特性，分析夹层板各设计参数的变化对典型位置处速度导纳的影响规律，可为I 型夹芯金属夹层板在船舶减振防护设计中的替代设计和应用提供参考。     

Ⅰ型夹芯金属夹层板振动特性数值仿真分析

随着船舶结构设计技术的发展,轻型结构形式得到越来越多的重视。Ⅰ型夹芯金属夹层板是轻型结构的典型代表,对Ⅰ型夹芯金属夹层板架振动特性开展研究可为船舶减振防护设计提供指导。以某中型豪华邮轮的甲板板架为对象,结合豪华邮轮甲板板架特点,应用有限元法分析Ⅰ型夹芯结构金属夹层板架的模态和速度导纳特性,分析夹层板各设计参数的变化对典型位置处速度导纳的影响规律,可为Ⅰ型夹芯金属夹层板在船舶减振防护设计中的替代设计和应用提供参考。     

预应力钢纤维混凝土空心板受力性能的ANSYS分析

本文运用ANSYS软件对预应力钢纤维混凝土空心板受力性能进行了分析,文中讨论了计算时要解决的一些关键问题,对所得结果分析表明,钢纤维的添加可以有效改善板的受力性能。     

方孔蜂窝夹层板在爆炸载荷下的吸能特性

通过有限元数值模拟方法,对方孔蜂窝夹层板在爆炸冲击载荷下的变形机理和吸能特性进行了分析。在单位面积质量以及夹层板芯层薄壁间距、高度给定的情况下,通过对不同夹芯层相对密度下夹层板的吸能率以及上、下面板最大变形的比较,得出了最优的夹芯层相对密度。在此相对密度下,夹芯层吸能率最高,下面板变形最小,夹层板的抗冲击性能最优。同时还讨论了夹层板芯层薄壁间距、厚度、高度以及面板厚度对其各部分吸能率的影响,以得到最优化的夹层板结构。     

蜂窝包装材料及其构件

所谓蜂窝材料,指的是一种蜂窝状结构的夹芯制成的夹层板。夹层板的种类很多,譬如瓦楞纸板就是一种夹层板,它的夹芯是瓦楞型纸芯,呈波纹状,在夹芯的两面粘贴纸板,而蜂窝纸板则是以蜂窝状纸芯作为中间夹层,两面粘贴纸板。     

基于裂纹开裂角度的夹层板层间开裂

以聚氨酯弹性体钢夹层板为研究对象,对黏弹性夹芯夹层结构三点弯曲实验卸载后裂纹会沿层间方向继续扩展这一现象进行研究。开展了不同硬度夹芯的双悬臂梁(Double Cantilever Beam,DCB)实验和单悬臂梁(SLB)实验,测得了临界应变能释放率。在假设裂纹张开角度在开裂过程中不变的前提下,推导了临界应变能释放率的计算公式。并计算了软夹芯试件和硬夹芯试件的临界破坏的裂纹长度。结果表明,虽然存有一定的局限性,但是裂纹张开角度能够描述黏弹性夹层结构的层间裂纹扩展,获得的结果能够描述聚氨酯弹性体钢夹层板的层间延迟破坏的特点。     

缝纫泡沫夹层结构弯曲性能研究

本文对缝纫泡沫夹层复合材料进行了理论分析和三点弯曲实验研究.讨论了缝纫夹芯剪切模量的计算方法和计算公式.实验表明缝纫提高了泡沫夹层板三点弯曲破坏载荷.针对实验结果研究了材料性能和试件几何的关系,给出了缝纫泡沫夹层板破坏模式的判别公式并基于经典夹层梁理论建立了初始破坏载荷预估方法,预估值和实验值符合较好.     

玻璃纤维夹芯材料力学性能与阻尼特性分析

对大跨度建筑用复合金属屋面板的玻璃纤维夹芯材料的力学性能进行了试验测定。测得了玻璃纤维棉层压方向和顺纹方向的拉压强度、弹性模量和泊松比等基本力学参数,结果表明层压方向和顺纹方向的力学性质不相同。采用振动梁法进行了阻尼特性试验,得到了材料损耗因子的值,并根据试验数据拟合出了玻璃纤维棉损耗因子-频率的曲线,在测试频率范围内材料的损耗因子值为0.5左右,表明该材料为高阻尼材料。进一步以一块玻璃纤维夹芯复合金属板为算例,采用模态应变能法对其阻尼特性进行了数值分析。玻璃纤维夹芯复合屋面板的各阶模态损耗因子在0.3～0.5左右,表明玻璃纤维夹芯复合金属板具有较高的结构阻尼,在大跨度结构风振计算中将玻璃纤维夹芯复合金属屋面板看作刚性板是不正确的。     

复合材料夹层板弯曲修正的Reissner理论

本文对大高度、软夹芯的复合材料夹层板的弯曲问题,提出了一种新的修正的Reissner理论。该理论对Reissner的线性特性进行了非线性修正;引入夹芯弹性支撑作用对变形与应力的修正。修正项由Reissner理论结果确定,并最终归结为求解Reissner理论问题,使计算更精确而应用亦较方便。      

Kevlar纤维缝纫泡沫芯材复合材料力学性能研究

基于热压罐成型工艺,制备了kevlar纤维缝纫泡沫芯材复合材料夹层板,并通过扫描电镜观察了胶膜中的树脂在kevlar纤维束之间的浸润状态,为工程化应用提供参考.选取未缝纫泡沫夹芯复合材料和碳纤维预浸料缝线缝纫泡沫芯材复合材料夹层板为对比试样,实验研究了kevlar纤维缝纫泡沫芯材复合材料夹层板的平压、剪切和侧压力学性能,并考察了缝纫针距、行距的变化对其力学性能和破坏模式的影响.研究表明:在真空压力下,胶膜中的树脂与kevlar纤维浸润良好;对泡沫芯材进行kevlar纤维缝纫增强后,其力学性能显著提高,并改变了夹层板的破坏机理.实验范围内,随着缝纫密度的提高,平压强度和模量增大;夹层板剪切性能和侧压性能受缝纫密度的影响较大,在缝纫参数(缝纫行距×针距)为10 mm×10 mm时,增强效果较佳,其剪切强度和侧压强度分别提高了44%和21%,剪切模量和侧压模量分别提高了34%和127%.     

高层建筑中预应力砼开沿板的分析与设计

本文结合实际工程，对市场建筑中无粘结预应力混凝土板－柱、墙结构的整体受力分析与设计、预应力混凝土大开洞板的有限元分析与设计方法做了较为深入的探讨，以便为今后的同类工程提供借鉴。     

分布载荷作用下简支功能梯度夹层板的弯曲分析

研究了四边简支具有功能梯度芯材的夹层板在分布载荷作用下的弯曲问题。基于Reissner假设, 根据功能梯度材料的本构方程得出了应力、位移及内力的表达式, 得到功能梯度夹层板的平衡方程; 针对四边简支的边界条件, 通过将挠度 w 与横向剪力 Q_x、Q_y 用双三角级数展开的方法, 求解平衡方程。采用本文方法分别求解了均布载荷作用下、芯材弹性模量线性变化的功能梯度夹层板与芯材为均质各向同性材料的夹层板的弯曲挠度, 并通过与经典解及有限元解进行比较, 证明了本文方法的正确性。     

岩棉夹芯金属屋面板的阻尼性能研究

岩棉夹芯金属板广泛应用于大跨度屋盖结构中,其弱刚度和阻尼性能会改变屋面脉动风荷载特性并影响屋盖结构的风振性能,但目前在设计中还鲜有考虑。对岩棉夹芯材料的拉压强度、弹性模量和泊松比等基本力学参数进行了测试。采用振动梁法进行了岩棉夹芯材料的阻尼性能试验,根据试验结果拟合得到了其损耗因子-频率曲线。进一步对一块0.4m×2m的典型跨度岩棉夹芯屋面板的阻尼特性进行数值分析,运用模态应变能法计算出该屋面板各阶模态下的损耗因子。结果表明,岩棉夹芯金属屋面板的模态损耗因子可高达0.5,其中垂直屋面板主振型的最小损耗因子都接近0.2,说明屋面板的阻尼效应在结构风振分析中不容忽视。     

碳纤维蜂窝夹层结构动特性分析

对碳纤维蜂窝夹层结构的动力学问题进行了深入分析。将碳纤维网格表面等效为正交异性薄板,铝蜂窝夹芯按蜂窝实际受力情况和尺寸大小等效为三维正交异性体,并考虑到为了防止失稳破坏而进行的蜂窝局部加密、碳纤维表板加厚及结构局部加强。所建模型经复杂结构有限元方法分析,结果和试验相吻合,表明等效模型是合理的,方法是正确的。     

考虑芯层横向变形的粘弹性复合材料夹层板结构的声振特性分析

夹层板结构具有很高的比强度和比刚度。若芯层采用粘弹性阻尼材料，夹层板结构还具有良好的隔振和隔声特性，因此在工程结构中得到广泛应用。以往的夹层板理论大多忽略了芯层的横向正应变和横向正应力，在分析芯层较厚的夹层板或者夹层结构的高频振动问题时由于不能体现芯层的横向压缩变形，往往显得不够合理。针对这一不足，构造了一个复合材料夹层板单元：夹层板的上下面板采用基于一阶剪切变形理论的Mindlin假定以及层合板理论进行分析；采用文献[6，7]中提出的Timoshenko层合厚梁理论构造了单元每边的转角和剪应变场，消除了Mindlin板单元当板厚变小时的剪切锁死问题；假定芯层的位移沿厚度方向线性变化，并用上下面板的自由度表示，最终形成以上下面板自由度表示的系统总的运动方程。该单元不仅考虑了芯层的横向剪切变形，还考虑了芯层的横向压缩变形。数值计算结果表明：无论对于静力问题、动力问题还是声辐射等问题，考虑芯层的横向压缩变形是合理的，也是有必要的。     

结构参数对CFRP蒙皮-铝蜂窝夹层板低速冲击性能的影响

针对碳纤维增强树脂复合材料（CFRP）蒙皮-铝蜂窝夹层结构,使用半球头式落锤冲击试验平台进行了低速冲击载荷下蜂窝芯单元尺寸对夹层板冲击性能影响的试验探究,并基于渐进损伤模型、内聚力模型和三维Hashin失效准则,在有限元仿真软件ABAQUS中建立了含蒙皮、蜂窝芯、胶层的CFRP蒙皮-铝蜂窝夹层板精细化低速冲击仿真模型,仿真结果与试验结果吻合较好。利用该数值模型进一步探究了蜂窝芯高度、蒙皮厚度和蜂窝芯壁厚等结构参数对于蜂窝夹层板低速冲击吸能效果的影响。结果表明:增大铝蜂窝芯的单元边长,会减小蜂窝夹层板的刚度,提升夹层板的吸能效果;芯层高度对夹层板的刚度及抗低速冲击性能影响较小;增大蜂窝夹层板的蒙皮厚度,可以提高夹层板的刚度,但会降低夹层板的吸能效果;增大蜂窝芯的壁厚,可以提高夹层板的刚度和抗低速冲击性能。      

V-型皱褶夹芯板与隔声性能实验

设计并制作了5个不同几何特征参数和构型的皱褶芯材夹层板试验件，采用混响室一消声室法进行了标准隔声试验。通过对比试验，分析了褶皱芯材夹层板的隔声性能的基本规律，给出了隔声性能与其特征参数及构型之间的基本关系。试验结果表明；复合材料皱褶芯材夹层板的隔声性能随高度和面密度的增加而提高；复合材料皱褶芯材夹层板的隔声性能不完全服从质量定律；重量相同时．板的构型对其隔声性能有很大影响；在低、高频段，双层芯材垂直叠放夹层板的隔声性能比单层芯材夹层板好。     

复合材料夹层壳振动分析的高阶剪切变形理论

本文提出了计及复合材料面板横向剪切变形的夹层壳高阶位移模式,该模式满足夹层壳上、下表面剪应力为零的条件,并以此推导出夹层壳自由振动的有限元方程,讨论了夹层壳的夹芯及面板的阻尼特性,给出阻尼矩阵的形成方式,将数值计算与实验结果进行了对比,最后给出了阻尼比Ψ随夹芯厚度h_c、剪切模量G和阻尼损耗因子β的变化曲线.     

混凝土双向板单向布置预应力钢筋的力学性能研究

介绍了单向布置预应力钢筋的混凝土双向板在荷载作用下的应力、应变。通过理论分析和有限元计算结果的比较,深入了解了两种预应力钢筋布置方式对预应力混凝土双向板工作性能的影响。结合相应指标的对比分析,从工程安全性和经济性的角度考量单向布置预应力钢筋代替双向布置预应力钢筋的可行性。