蜂窝夹层结构等效弹性常数的多步三维均匀化数值计算分析

基于三维均匀化方法并结合有限元技术,计算三维蜂窝夹层板的等效弹性常数。首先把三维蜂窝夹芯看成由实体与空洞两相材料组成的复合材料结构,建立单胞有限元模型,计算宏观等效弹性常数,通过与其它计算方法相比较,验证了三维均匀化方法的有效性;在此基础上考虑上下面板,运用直接、二次及多步均匀化方法计算三维蜂窝夹层板的整体等效弹性常数,并与工程计算方法比较,结果表明三维均匀化方法的可靠性。     

管板计算简化法

本文介绍一种管板计算简化法。该法基于弹性基础上圆板的理论,而其强度计算公式形式类似普通圆平板,该结构系数与圆平板相比,虽不是常数,但可通过数学同归等方法,得到其与管板的管子加强系数K之间的关系曲线,从而求得该系数,这可使强度计算大为简化,此法公式简明,计算步骤简单,供设计工作者分析,估算管板厚度之用。     

热载下钢筋混凝土矩形简支薄板的自由振动

为了得到工程结构中热载作用下钢筋混凝土矩形薄板的自由振动规律,基于刚性板和小挠度理论,按照iliushin小弹塑性理论和Hognestad等建议的混凝土本构模型,建立了混凝土薄板下应力-应变的非线性弹性本构方程,推导了热载作用下钢筋混凝土矩形薄板的动力方程.利用Galerkin原理,得到了四边简支钢筋混凝土矩形薄板在温度均匀变化时的非线性动力方程及其解析解.结果表明:板的材料弹性常数、几何尺寸(长宽比)、相对厚度和温度对薄板的固有频率具有一定的影响.     

板边约束对矩形薄板热屈曲影响的研究

考虑梁的弯曲刚度和扭转刚度的不同,可将板边看成不同的约束形式。基于板的小挠度弯曲理论和材料的线弹性模型,推导了均匀变温作用下矩形薄板的热屈曲微分方程,讨论了板的材料常数、长宽比、宽厚比对临界屈曲变温的影响,并比较板边不同的约束形式对薄板热屈曲的影响,从而为工程结构中受到较大变温作用的矩形薄板的抗屈曲设计以及与薄板相关的梁的设计提供了理论依据。     

板边约束对矩形薄板热屈曲影响的研究

考虑梁的弯曲刚度和扭转刚度的不同,可将板边看成不同的约束形式。基于板的小挠度弯曲理论和材料的线弹性模型,推导了均匀变温作用下矩形薄板的热屈曲微分方程,讨论了板的材料常数、长宽比、宽厚比对临界屈曲变温的影响,并比较板边不同的约束形式对薄板热屈曲的影响,从而为工程结构中受到较大变温作用的矩形薄板的抗屈曲设计以及与薄板相关的梁的设计提供了理论依据。     

FRP筋混凝土板冲切承载力计算方法

基于临界剪切裂缝理论,提出FRP筋混凝土板冲切承载力的计算方法. 该方法考虑拉伸刚化效应的混凝土拉伸应力-应变关系,利用截面分析法确定FRP筋受弯构件的弯矩-曲率关系. 根据混凝土板的变形假定、弯矩-曲率关系以及板的平衡方程,确定FRP筋混凝土板的需求曲线. 收集文献中试验数据对该计算方法进行验证,并将其与其他计算模型进行比较分析. 参数分析结果表明：随着混凝土强度与柱头尺寸的增加,FRP筋板承载力名义应力相应降低,混凝土板的延性呈现增长趋势;随着配筋率与厚度的增加,板冲切承载力的名义应力增大,配筋率与厚度的增加会导致板延性降低,因此在设计中应充分考虑板厚与配筋率对FRP筋混凝土板延性的影响.     

超薄水泥混凝土路面设计理论与方法

超薄水泥混凝土(Ultra-Thin Whitetopping,UTW)路面由于其板厚和平面尺寸的特殊性,尚无一套适宜的路面结构设计方法.在对UTW路面结构荷载应力和温度应力利用有限元法进行计算分析的基础上,提出了UTW路面设计理论与方法.采用贝克曼梁或落锤式弯沉仪(Falling Weight Deflectometer,FWD),测定旧沥青路面表面回弹弯沉,计算综合回弹模量,来评价旧沥青路面承载能力,并推荐控制标准值为当量回弹模量宜大于188 MPa.路面板的疲劳断裂是UTW路面的主要破坏模式,据此提出以控制行车荷载反复作用在板内所产生的荷载疲劳应力不大于混凝土弯拉强度作为路面板厚度设计的标准.确定了结构设计参数及路面板厚度计算方法.     

固定式换热器管板计算程序(BASIC语言)

<正> 前言在管壳式换热器设计中,管板的强度计算是比较复杂的。龙其对于k>1或搭焊型管板是难以实现手算的。鉴于目前微型机比较普及,故采用BASICⅡ语言编制了本程序,供参考。程序的数字模型是由“规定”[1]C.4中给定的。一、功能程序可以对固定式换热器搭焊型管进行强度设计,或对现有管板进行强度校核。进行强度设计时,需要输入管板的厚度取值范围,进行应力校核时需要输入管板实际厚度(不包括附加量)。经计算后将打印出管板各点在各种工况下的应力值,管子应力及拉托应力。同时打印出管板在危险工况下的应力分布曲线。     

稳态热传导下功能梯度材料实心圆板的热响应分析

利用推广后的Main和Spencer功能梯度板理论,研究了横观各向同性功能梯度实心圆板在非均布温度场作用下的热弹性问题。采用该理论中的位移展开公式,在板厚度方向上考虑热传导引起的稳态温度场,材料常数和热传导率沿板厚方向可以任意连续变化。基于三维弹性理论,最终得到了功能梯度实心圆板在温度场作用下的热响应解答。通过数值算例分析,验证了该方法的正确性,另外还讨论了边界条件、材料梯度变化程度和板厚径比对功能梯度实心圆板热弹性响应的影响。     

基于背腔的矩形板的声振耦合分析

运用模态综合方法,推导了基于封闭矩形腔体的弹性板的自由振动解;利用数值方法,验证了理论模型的正确性;分析了影响耦合板腔耦合系统的的关键结构参数,弹性板的厚度和腔体的深度对板振动的影响.数值计算表明:弹性板的厚度和腔体的深度两参数的增加都能够有效降低系统的耦合程度,在板腔耦合系统的强耦合区,腔体的深度比板厚度对耦合频率的影响较大,在弱耦合区域,两参数的影响趋于相同.     

管壳式换热器中换热管与管板的活性连接技术

介绍了管壳式换热器中换热管与管板的一种活性连接技术.从预紧比压、填料层厚度,材料性能等方面对该技术进行分析,分别对软填函密封、O型圈密封、V型圈密封等结构进行了耐压实验研究.实验结果表明,预紧比压是决定密封效果的关键因素,填料层的厚度及填料的材料性能对其也有很大的影响.使用本技术的管壳式换热器具有耐压能力强,密封效果好等优点,可在实际生产中推广及应用.     

基于渐进均匀化理论的复合材料力学性能预测

为了更好地预测复合材料的力学性能,以碳纤维增强木质复合材料为研究对象,建立了渐进均匀化理论的分析模型.利用小参数将宏、微观两尺度进行耦合,将以小参数渐进展开的力学变量代入单胞控制方程,最终推导出复合材料等效弹性模量的求解方程.采用ANSYS软件建立了复合材料的单胞模型,并在周期性边界条件下对弹性模量进行了预测分析.结果表明,与一般工程经验相比,渐进均匀化理论对复合材料的预测精度更高,且预测结果在一定范围内与物理实验结果吻合良好,验证了此理论的有效性.     

Ultralight X-type lattice sandwich structure (II): Micromechanics modeling and finite element analysis

The methods of homogenization and finite elements are employed to predict the effective elastic constants and stress-strain responses of a new type of lattice structure, the X-structure proposed by the authors in a companion paper. It is shown that in most cases the predictions by the equivalent homogenization theory agree well with the experimental and 3-dimensional finite element calculated results. The theoretical and numerical study supports the argument that the X-structure is superior to the pyramid lattice structure in terms of mechanical strength. Supported by the National Basic Research Program of China (“973” Project) (Grant No. 2006CB601202), the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 10632060, 10825210), the National “111” Project of China (Grant No. B06024) and the National High-Tech Research and Development Program of China (“863” Project) (Grant No. 2006AA03Z519)     

密肋复合墙板的刚度计算

通过对密肋复合墙板构造的分析，按照混凝土体积不变的原则将墙板等效为正交各向异性的纤维加强复合材料，建立墙板的力学模型，经二次单向纤维加强，给出墙板的弹性常数计算公式，同时通过试验分析了影响刚度的主要因素及其取值范围，提出墙板弹性刚度的实用公式，计算结果与试验值吻合较好．     

Stability analysis of dielectric elastomer film actuator

Dielectric elastomer (DE) is the most promising electroactive polymer material for smart actuators. When a piece of DE film is sandwiched between two compliant electrodes with a high electric field, due to the electrostatic force between the two electrodes, the film expands in-plane and contracts out-of-plane so that its thickness becomes thinner. The thinner thickness results in a higher electric field which inversely squeezes the film again. When the electric field exceeds the critical value, the dielectric field breaks down and the actuator becomes invalid. An elastic strain energy function with two material constants is used to analyze the stability of the dielectric elastomer actuator based on the nonlinear electromechanical field theory. The result shows that the actuator improves its stability as the ratio k of the material constants increases, which can be applied to design of actuators. Finally, this method is extended to study the stability of dielectric elastomers with elastic strain energy functions containing three and more material constants.     

不同壁厚钢管混凝土短柱轴压性能试验研究

为研究不同壁厚钢管混凝土短柱轴压力学性能,制作了10组不同壁厚的钢管混凝土短柱试件进行轴压性能对比试验.试验结果表明,钢管混凝土轴压短柱壁厚效应的本质是核心混凝土的围压效应.在弹性变形阶段,随着钢管壁厚增加,轴压短柱弹性极限承载力增加,试件弹性极限承载力与钢管壁厚呈线性关系.在塑性变形阶段,随着钢管壁厚增加,轴压短柱塑性变形模型增加,钢管混凝土短柱塑性变形模量与钢管壁厚呈线性关系,试件呈现理想塑性状态时的钢管壁厚约为5 mm.通过对几种典型轴压承载力计算公式进行试验验证,得出欧洲和日本标准能够较好预测不同壁厚钢管混凝土短柱试件的弹性极限承载力.     

用有效活载挠度确定钢筋混凝土桥面铺装层的厚度

本文将桥梁铺装层及桥梁结构简化为弹性层状体系的力学模型 ,利用有效活载挠度作为设计弯沉值 ,计算了桥面柔性铺装层的厚度范围 ,供生产实践及相应规范指定参考。     

钢骨-方钢管自密实高强混凝土短柱的轴压承载力

采用统一强度理论对轴心受压钢骨-方钢管自密实高强混凝土短柱的核心混凝土、钢管以及型钢钢骨在三向应力状态下的轴向极限承载力进行了分析;通过引入考虑厚边比影响的等效约束折减系数和考虑尺寸效应影响的混凝土强度折减系数,将方钢管对混凝土的约束等效为圆钢管对混凝土的约束,从而推导出钢骨-方钢管自密实高强混凝土短柱轴压承载力的理论计算公式;将该公式的计算结果与试验结果和已有公式的计算结果进行比较,各结果吻合良好。结果表明：该公式有很强的适用性,对发挥材料潜力、节约材料具有实际意义,并且为此类结构的研究提供了重要的依据。     

铝/钢双金属管电磁缩径数值模拟

为指导实际双金属管精确成形工艺,基于LS-Dyna对铝/钢双金属管电磁缩径连接进行了结构场-电磁场耦合的有限元数值模拟,研究了内外管壁厚比值、内外管间隙、放电电压以及芯模对成形质量的影响规律.结果表明:内外管壁厚比值过小易引起内外管连接不紧密,比值过大易导致内管凹陷和外管开裂;随着放电电压增大或内外管间距的减小,外管缩...     

A new method of estimating the equivalent elastic modulus of RCCD

Based on the composite material mechanic theory,the analysis method for the equivalent elastic moduli which are parallel and vertical to the construction interface of RCCD is studied in this paper.The differences between the equivalent elastic moduli which are vertical to the construction interface of RCCD gotten from different methods are discussed in detail.The variation range of the equivalent elastic modulus which is vertical to the construction interface of RCCD is studied based on the principle of minimum complementary energy and the principle of minimum potential energy.The effect of the related influential factors on the equivalent elastic modulus is analyzed.The estimation formula of the equivalent modulus which is vertical to the construction interface of RCCD is proposed.The feasibility of the approach proposed in this paper is analyzed through an example.