顶板-纵肋焊接细节残余应力的松弛效应

为了准确把握钢桥面顶板-纵肋焊缝位置的真实拉、压状态和应力比对正交异性钢桥面板（OSD）疲劳寿命的影响,通过建立焊接残余应力与车载应力的耦合应力分析模型,构建焊接残余应力和车辆荷载耦合作用下的应力比、等效应力幅等疲劳参数计算方法,形成了焊接残余应力与车载应力的耦合应力精细化计算方法. 以江阴长江大桥为例,应用该方法,开展车辆荷载和残余应力场对疲劳损伤的定量分析. 案例分析表明,焊缝位置残余拉应力在叠加了以拉应力为主的循环车载应力后,纵、横向应力松弛大小均超过车载应力峰值,出现明显的应力松弛现象,而叠加以压应力为主的循环车载应力后,应力松弛效应不明显;与仅考虑车载应力作用下的焊缝位置应力状态相比,考虑焊接残余应力和车载应力耦合作用之后,压应力循环工况焊缝位置疲劳应力状态发生了本质变化,即由不需要进行疲劳验算的压应力状态变为拉应力状态;拉应力循环工况的疲劳状态虽未改变,但该状态下焊缝位置的疲劳寿命由无限变为有限.     

多锥面法兰几何特性对法兰联接应力松弛的影响研究

法兰连接应力松弛,是法兰联接失效的最主要原因,从减小法兰联接应力松弛,避免法兰联接失效的角度,设计一种新型多锥面法兰,并对法兰结构和几何特性进行理论论证和实验研究,证明多锥面法兰实际加工公差是影响多锥面法兰联接松弛的主要内在因素;对多锥面法兰的精度设计、加工和检验有着重要的指导意义.     

有拉-弯耦合效应时复合材料接头的胶层应力分析

本文对存在拉-弯耦合效应(B_(11)≠0)的复合材料反对称正交层合板的胶接接头进行了研究和分析。推导了接头承载时胶层应力的微分方程,并以平衡型接头(E_α=E_1,t_α=t_1)为例,计算和分析了反对称正交铺设层合板在两种不同胶接情况下以及层数变化时,耦合效应对接头胶层应力分布的影响,得出了一些有意义的结论,为工程中复合材料接头的设计提供了参考依据。     

单调轴压荷载下考虑尺寸效应的FRP加固混凝土圆柱应力-应变关系

为了研究尺寸效应对纤维增强复合材料（FRP）加固混凝土圆柱轴压性能的影响,在修正尺寸效应律公式的基础上,推导了反映尺寸效应的FRP加固混凝土圆柱的极限强度计算公式,提出了简化的应力一应变模型,并与收集到的各国试验结果进行了比较。研究结果表明：模型计算结果与试验结果吻合较好;该模型能够反映尺寸效应对极限强度的影响。     

具有Allee效应的捕食者-食饵系统的稳定性分析

研究了具有Allee效应的捕食者-食饵系统稳定性问题。考虑对该系统的捕食者进行捕获,先讨论了正不动点的存在性,而后利用Routh-Hurvitz稳定性条件分析该系统的正不动点的稳定性。最后,数值仿真结果给出了该系统具有复杂的动态行为。     

考虑墩-梁碰撞效应的连续刚构桥系统易损性 与概率地震风险性分析

为研究连续刚构桥主梁与过渡墩碰撞效应对其地震系统易损性和概率地震风险性的影响,以一座主桥跨径为(120+220+120)m的连续刚构桥为研究背景,先通过模拟实际施工过程以获得真实成桥内力状态,然后基于等效荷载法建立考虑该内力状态的动力弹塑性分析模型,再采用Hertz-damp接触模型着重考虑包括主梁与过渡墩碰撞在内的伸缩缝处碰撞效应。选取90条具有速度脉冲的脉冲型近断层地震动沿纵桥向输入,通过时程分析解释了墩梁碰撞过程和破坏机理;采用增量动力分析法,通过考虑桥墩和支座权重系数建立全桥的复合系统易损性曲线,并与一阶界限法串联模型下限和并联模型上限系统易损性曲线进行对比,还将场地危险性函数与易损性函数卷积从而建立概率地震风险曲线,进而考察桥梁系统易损性和概率地震风险性,以及墩梁碰撞效应的影响。结果表明：若忽略过渡墩与主桥梁体的碰撞效应,过渡墩的位移反应将会低估3~5倍,其地震风险性概率低估120%,当地震动强度为0.2g~0.6g时轻微破坏和中等破坏的损伤概率被低估了35%~80%,地震动强度为0.6g~1.5g时严重破坏和完全破坏分别被低估了13%~68%和15%~59%。     

三轴应力条件下粉砂质泥岩分级松弛特性

为研究软岩的应力松弛特性,采用分级荷载的方式对粉砂质泥岩进行三轴条件下的松弛试验。通过对不同围压条件下泥质粉砂松弛特性的分析,发现Burgers模型能够很好的反映出泥质粉砂岩不同应力条件下的松弛特性。研究应力松弛度随各级荷载初始应力水平的演化规律,结果表明:发现各级荷载初始应力较低时,应力松弛度随着各级荷载初始应力的升高而指数型降低;各级荷载初始应力较高时,部分岩样的应力松弛度呈现出略微升高的趋势。     

汽轮机螺栓应力松弛行为预测的研究

根据高温下金属应力松弛的基本特征,建立了预测应力松弛行为的动力学方程式,该表达式可根据某初应力下的松弛试验结果预测不同初应力时的应力松弛行为。多种材料试验数据的验证结果表明,本文采用的预测方法合理,提出的动力学方程式具有广泛的适应性以及良好的拟合和预测精度,便于工程应用。利用该方程式,还分析讨论了不同初应力下的材料松弛塑性应变速率随时间的变化及其趋势比较,其规律与现有的研究结果保持一致。     

考虑松弛的沥青混合料疲劳损伤累计模型研究

根据应变控制疲劳试验的受力特点,通过分解沥青混合料应变,控制疲劳试验输入和输出响应,分析沥青混合料应变控制疲劳试验过程中的松弛现象.基于损伤力学和粘弹理论,分析由应力松弛引起的疲劳损伤和演化规律,建立考虑应力松弛沥青混合料疲劳损伤累计模型.相同条件下一组大样本疲劳试验结果与模型计算结果的对比表明,提出的损伤演化模型不仅拟合效果良好,且揭示沥青混合料在重复载荷作用下初期模量衰减的粘弹非线性本质,有利于沥青混合料疲劳研究和寿命预测.     

考虑残余应力的焊接节点疲劳寿命有限元分析

为研究残余应力对焊接结构疲劳性能的影响,基于热力耦合计算方法建立了热弹塑性有限元模型,模拟T型节点焊接全过程及焊后热处理的温度场与应力场。基于扩展有限元法建立T型焊接节点断裂力学数值模型,将焊接应力场作为初始条件引入模型并分析其对疲劳裂纹动态扩展行为的影响。结果表明,未考虑残余应力时,焊接节点疲劳裂纹向焊缝两端均匀发展,裂纹扩展形式与试验结果不符;焊后热处理可以显著降低焊接产生的高拉伸应力和压缩应力,但对疲劳寿命的增幅较小,仅为6.1%;考虑残余应力后疲劳裂纹扩展路径与试验更为接近,焊接结构有限元模拟应考虑焊接残余应力对疲劳裂纹扩展路径的影响。     

计入构件形变影响的超声波测量应力方法

根据弹塑性力学的基本原理,分析了材料在弹性应变范围内受单向应力情况下应变对超声波传播时间的影响,提出了经应变修正的超声波测量应力模型.采用基于超声波纵波回波信号的声时测定方法测试了立方体试样在无应力和有应力状态下的时间变化量,数据的重复测量误差仅为0.01%.实验证明了超声波测量应力模型的正确性和声时测定方法的可行性.通过对应变的修正,能够很好地反映出由应力引起波速变化所造成的时间变化量随应力变化的关系.     

滚珠型弧面分度凸轮机构的预紧分析

滚珠型弧面分度凸轮机构在预紧状况下工作,预紧改变了机构的传动性能,预紧量决定了预紧力.针对单圆弧和双圆弧2种滚道截形的弧面分度凸轮,分析了调整中心距和增大滚珠直径2种预紧方法对凸轮机构压力角的影响;从分析机构弹性变形出发,讨论分析了预紧过程中每个构件的变形以及预紧调整量与预紧力、变形量的关系;结果表明:在预紧量一定的情况下,在整个分度期内产生的预紧力是变化的,预紧量和预紧力为非线性关系.分析对机构的安装、凸轮的设计和制造具有指导意义.     

自增强残余应力松弛的灰色优化模型研究

深入研究了基于灰色系统理论的自增强残余应力松弛的预测方法,剖析了灰色预测GM(1,1)模型应用的局限性及其改进方法,根据自增强残余应力松弛的特点,建立内压循环下自增强残余应力松弛规律的灰色优化模型(GOM).并将模型预测值与GM(1,1)模型和试验拟合曲线方程预测值相比较,结果表明:该模型精度较高,预测误差较小,预测结果与试验数据基本吻合,可作为自增强残余应力松弛规律的预测模型.     

格莱圈密封性能非线性有限元分析

为了研究气缸密封件的性能以及失效情况,运用有限元分析方法对格莱圈弹性体进行分析.利用有限元分析软件建立了格莱圈有限元分析模型,通过建模、划分网格、加载、求解以及后处理等步骤,对其在不同压缩率、不同气压时密封面接触压力分布规律进行探讨分析,确定格莱圈易失效位置,分析压缩率和气压对格莱圈密封面最大接触压力的影响.结果表明:在位移云图和接触压力云图中,格莱圈密封面最大接触压力随压缩率和气压的增加而增加;格莱圈的方型圈与缸套的接触压力最大,且最大接触压力明显大于通入气体的压力,故格莱圈不易失效;气缸在实际气压0.4MPa和8%压缩率的情况下能正常工作,为评定缸阀一体化气缸的可靠性提供了参考.     

Pore pressure fluctuations of overlying aquifer during residual coal mining and water-soil stress coupling analysis

Three test models and a simulation model were constructed based on the prevailing conditions of the Taiping coalmine in order to analyze pore pressure fluctuations of an overlying aquifer during residual coal mining. As well, the relation between pore pressure and soil stress was evaluated. The model tests show the vibrations of pore pressure and soil stress as a result of mining activities. The simulation model tells of the response characteristics of pore pressure after mining and its distribution in the sand aquifer. The comparative analysis reveals that pore pressure and soil stress vibration are activated by unexpected events occurring in mines, such as collapsing roofs. An increased pore pressure zone always lies above the wall in front or behind the working face of a mine. Both pore pressure and vertical stress result in increasing and decreasing processes during movements of the working face of a mine. The vibration of pore pressure always precedes soil stress in the same area and ends with a sharp decline. Changes in pore pressure of sand aquifer are limited to the area of stress changes. Obvious changes are largely located in a very small frame over the mining face.