木壳屈曲约束支撑低周反复加载试验研究

为了提高胶合木框架结构的抗震性能,对4根不同构造形式的木壳屈曲约束支撑（timber buckling-restrained braces,简称TBRB）进行低周反复荷载试验,分析了木壳屈曲约束支撑的破坏形式、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线及延性等抗震性能。试验结果表明：试件的破坏形态主要为钢内芯拉断、钢内芯局部屈曲和木材局压破坏、胶合木开裂和钢内芯多波屈曲;所有试件的滞回曲线基本上呈梭形,耗能良好,初始刚度较大,低周反复荷载下支撑刚度退化明显;经内衬钢板和端部加强的木壳屈曲约束支撑的耗能能力、延性、极限承载力均优于其余3种构造,但对初始刚度影响不大。研究结果表明,内衬钢板和端部加箍的木壳屈曲约束支撑可实现更好的抗震性能,具有良好的实践性,可为胶合木框架结构抗震设计提供参考。     

基于Hyperworks的斜撑对机柜抗震性能影响的研究

针对通信机柜在抗震实验测试中时常出现柜体倾斜、框架焊接处断裂等不合格的情况,研究了斜撑对机柜抗震性能的影响。采用Pro/E软件建立了机柜模型,利用Hyperworks软件对某19 inch标准室内通信机柜进行模态分析和结构响应谱分析,模拟了斜撑连接方式以及斜撑摆放位置对机柜抗震性能的影响。实验结果表明:在不影响通信设备安装的情况下,如果斜撑结构是一定的,那么焊接比螺栓连接的抗震性能好,斜撑长边连接机柜的高比斜撑短边连接机柜的高对机柜抗震性能提升的影响更大。     

CFRP筋预应力粗纤维混凝土梁抗震性能的试验研究

基于碳纤维增强塑料筋(Carbon fiber reinforced plastic, CFRP)预应力粗纤维混凝土梁的低周反复加载试验,对其受力过程、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、刚度退化、耗能能力等抗震性能进行较为深入的研究与分析.研究表明,预应力FRP(fiber reinforced plastic)筋能明显提高试件梁的承载力,中等预应力度的CFRP预应力粗纤维混凝土梁有较好的抗震性能和延性.并用ANSYS软件进行模拟分析,计算值与试验结果吻合良好.     

古建筑榫卯节点抗震性能试验

为保护古建筑,采用低周反复加载试验方法,基于故宫太和殿某开间梁柱尺寸,制作了1∶8的缩尺比例的4梁4柱模型,考虑榫卯节点形式为燕尾榫,进行了低周反复加载试验,研究了古建筑榫卯节点的抗震性能.通过试验,获得了榫卯节点的M-θ滞回曲线,分析了节点的骨架曲线、耗能能力、刚度退化及延性性能,归纳了节点恢复力拟合曲线计算公式.结果表明,古建筑榫卯节点的M-θ滞回曲线以Z形为主,具有明显的捏拢特性;随着节点转角增大,其骨架曲线趋于平缓,体现了良好延性;节点承载力较小,耗能能力及刚度随着转角增大而降低.     

两端弹性约束时点焊箱型薄壁构件的翘曲扭转特性研究

主要研究了在两端受到弹性约束时,点焊双帽箱型横截面薄壁构件的扭转特性,并得到一些有用的结论:当对杆端的翘曲进行约束时,剪力主要会通过构件中部的焊点来承受;扭转刚度比会随着焊点间距的增加而增加;扭转刚度与截面形状(有焊点边长与无焊点边长的尺寸比b/a)有关,具有焊点的边长大于没有焊点的边长的构件时,其扭转刚度较大。另外,刚度比与弹性翘曲约束系数具有一定的关系,弹性约束系数越大,其刚度比也越大。在对实际点焊薄壁结构进行设计时,圣维南扭转刚度和翘曲扭转刚度是点焊薄壁构件的两个重要指标,对它的研究会对此类构件的设计和利用打下理论基础。     

弹性均压槽空气静压轴承静特性的影响因素分析

为了研究影响弹性均压槽空气静压轴承静态特性的因素,基于气固耦合原理,建立弹性均压槽空气静压轴承的耦合控制方程,采用有限差分对控制方程进行离散求解,分别研究供气压力、均压槽宽度和节流孔直径对弹性均压槽空气静压轴承静态特性的影响。结果表明:供气压力、均压槽宽度和节流孔直径对弹性均压槽空气静压轴承承载力和刚度的影响较大,供气压力越大,轴承的承载力和刚度也越大,但刚度最大时的工作气膜间隙越小;均压槽宽度越大,轴承刚度最大时的工作气膜间隙越大;节流孔直径越小,轴承刚度越大。实验结果和理论计算结果基本一致,验证了数学模型和理论方法的正确性。     

岸桥斜撑的抗震拓扑优化

斜撑的布置方式对岸桥的抗震能力影响很大,为此提出一种基于拓扑优化的岸桥斜撑设计方法。将岸桥的上部门框和下部门框定义为斜撑拓扑优化的设计域。根据岸桥结构的特点定义岸桥的抗震性能要求,以斜撑的塑性变形、主体结构的弹性变形为约束,建立岸桥斜撑抗震拓扑优化的数学模型。为提高斜撑的抗压承载能力和耗能能力,将屈曲约束支撑应用到岸桥斜撑的设计中。采用非线性优化求解器对所提出的数学模型进行求解。将优化后的岸桥结构在OpenSees中建模,分析岸桥在地震作用下的弹塑性变形情况。结果表明:基于屈曲约束支撑的岸桥斜撑拓扑优化方法,可得到符合岸桥抗震性能要求的斜撑布置方案。     

高速斜撑式超越离合器楔合性能影响因素分析

针对某型高速斜撑式超越离合器在使用过程中存在楔合失败、楔合响应慢等问题，基于ADAMS建立该离合器的动力学仿真模型，分析了斜撑块与内、外圈的摩擦因数、弹簧等效力矩、负载等效质量、阻尼、接触刚度对离合器楔合性能的影响，结果表明：负载、接触刚度对离合器楔合性能影响较大，摩擦因数、弹簧等效力矩、阻尼对离合器楔合性能影响较小。     

斜齿轮及断齿故障下时变啮合刚度计算与齿间载荷分配研究

斜齿轮副啮合刚度计算和齿间载荷分配是其动力学分析和强度计算的基础。针对斜齿轮啮合刚度近似代替法的准确性问题，结合斜齿轮线长度接触变化规律、单齿单位长度啮合刚度抛物线模型和ISO6336-1标准，建立了斜齿轮啮合刚度计算准静态弹性模型，并与基于准静态刚性模型的近似代替法、ISO6336-1标准进行了对比研究。结果表明，单对齿最小刚度与最大刚度比值α_k=0.55时的准静态弹性模型计算结果与ISO标准结果一致性较好，准静态刚性模型计算结果与ISO标准结果误差较大。分析了几何参数对斜齿轮综合啮合刚度和载荷分配系数的影响规律，针对斜齿轮典型断齿故障，讨论了不同断齿形式和断齿尺寸对啮合刚度和载荷分配系数的影响变化，为其故障动力学研究提供基础。     

PM流量控制器节流液体静压轴承静动态特性分析

将PM流量控制器用于无周向回油槽四腔向心静压轴承,建立了PM流量控制器静压轴承数学模型,重点研究分析了轴承结构参数及PM流量控制器参数对静压轴承特性的影响。研究结果表明:轴承轴流封油边系数越小、周流封油边系数越大,轴承油膜刚度和承载力越大,初始油膜间隙增大,油膜刚度减小;润滑油动力粘度较大且初始油膜间隙较小时,油膜刚度和承载力较大;液阻比越小,比流量越大,油膜刚度越大;供油压力越大,油膜刚度、承载力和流量越大。同时基于线性化下液体静压轴承系统的传递函数,利用Matlab Simulink软件在时域和频域内分别研究了静压轴承系统的动态特性。研究结果表明:在阶跃载荷作用下,随着供油压力和比流量的提高,过渡过程时间越短,静压轴承系统的动态特性越好;在正弦载荷作用下,提高供油压力、比流量都会使轴心偏移量的稳态幅值减小,油膜动刚度增大,且供油压力较比流量对系统频率特性的影响显著。