杆系机构的可动性和运动分岔分析

考察了杆系机构的可动性和运动分叉点的判别准则,建立了杆系机构的精确运动控制方程.杆系的可动性在数学上被抽象为满足运动连续性前提下的控制方程非零解的存在性判别,从理论上说明了平衡矩阵准则中的机构位移模态数大于零仅是杆系可动性判别的必要条件,但并不充分.基于对协调方程的高阶项分析表明,如果一阶机构变形的残余伸长量与自应力模态构成的向量空间正交,则可动性条件必然满足.证明了线性协调矩阵的零奇异值与机构位移模态的等效关系,解释了其可作为运动分岔点跟踪的理论原因.阐明了机构分岔路径的性质还必须根据高阶协调条件来判定.     

风电机组混合型塔筒静强度分析与模态分析

为了分析新型风电机组塔筒结构的静强度性能和低阶模态频率特性,分别对传统型、加筋型和混合型三种结构塔筒进行有限元建模,对比分析三种塔筒的静强度性能和低阶模态频率.仿真结果表明,混合型塔筒等效应力极值和刚度较传统型塔筒有所增加,低阶模态频率较其他两种类型塔筒有所提高.混合型塔筒在壁厚和材料的约束下具有更好的刚度,其结构使得刚性设计转速有所提高,有利于塔筒刚性模态设计.     

双层环形可展开天线机构设计与力学分析

为解决超大口径可展开天线机构的轻量化、高刚度设计问题,提出一种由弹性铰链驱动的双层环形可展开天线机构.建立天线结构的静力学分析模型,得出结构中杆件与拉索的相互影响关系,推导出对角拉索预紧力的取值范围.基于建立的双层环形可展开天线结构动力学分析模型,对比分析前6阶振动频率及其相应的模态振型,与无拉索相比,通过对角斜拉索刚化可以将结构刚度提高1.2倍.分析结构参数对结构振动频率的影响规律,基于振动频率影响因素的灵敏度分析,得出增加双层环形可展开天线机构中的横杆截面面积和斜拉索的截面积,减小纵杆截面面积是提高双层天线结构振动频率的有效措施.     

用结点系虚功方程式计算结构位移

关于应用变形体系虚功方程式计算杆系结构位移,常见的是积分法和图乘法.本文介绍了一种机械的代数算法,文中对用结点系虚功方程式计算结构位移的基本原理作了论述,并以连续梁和静定刚架为例作了具体算法说明.     

基于机构位移模态子矩阵法的 铰接杆系机构奇异与运动分岔分析

提出通过追踪机构位移模态子矩阵行满秩与否来判断机构运动分岔点的新方法--机构位移模态子矩阵法.该方法将铰接杆系机构的自由节点分为驱动节点和从动节点,对应描述机构构型的变量分别为控制变量和状态变量.建立铰接杆系机构平衡矩阵,由奇异值分解得到整体机构位移模态,定义驱动节点对应的机构位移模态矩阵和从动节点对应的机构位移模态矩阵为机构位移模态子矩阵,当机构位移模态子矩阵出现非行满秩现象时,驱动节点或从动节点获得自由度,机构运动发生奇异.通过单自由度和两自由度机构算例分析证明了此方法的正确性与有效性.     

基于应变模态和贝叶斯方法的杆件损伤识别

提出了一种基于空间杆系结构应变模态和贝叶斯统计方法的损伤识别方法。对于空间杆系结构,认为其杆件只承受轴向应力,因此,由节点位移可得出各杆件应变。文中采用一个转换矩阵来表示这种关系,进而得出应变模态的摄动矩阵。然后,对可能损伤的杆件乘以一刚度系数,由于应变模态误差能用高斯分布近似模拟,应用贝叶斯统计方法便可得到这些参数的概率密度函数。由此函数值的最大化构造目标函数进行优化,通过得到的各参数的最优解就能判断杆件的损伤状况。最后,通过数值算例对该方法进行了验证。     

环形平面空间索桁张力结构的预应力设计

针对大跨度肋环型索桁张力结构在不对称荷载作用下变形较大且易发生整体扭转失稳的弱点，提出了一种新的结构体系--环形平面葵花型空间索桁张力结构. 考虑该结构几何拓扑复杂、多自应力模态与机构位移模态的特点，应用平衡矩阵理论与奇异值分解算法，通过模态矩阵的分解组合方法，给出一种具有一定普遍意义的预应力优化策略，使多自应力模态结构体系的最终可行预应力分布求解得以简便的实现.对3种不同形式空间索桁张力结构算例的可行预应力分布进行了设计. 结果表明，该结构体系具有良好的力学性能；其预应力优化策略算法简便，具有较强的通用性.     

索穹顶结构初始状态确定与成形过程分析

在研究索穹顶结构的零应力状态、施工初始几何状态基础上,着重分析了索穹顶结构的施工成形过程几何形状和单元内力变化规律,揭示索穹顶结构的初应力产生机理以及施工过程中体系的变化特征.由于索穹顶结构成形过程涉及机构运动和单元内力分析、机构位移和弹性变形耦合,采用常规的有限元方法不能求解,而非线性有限元力法是一种有效的计算方法.结果表明,在索穹顶结构成形过程中,从开始很长时间内所有单元内力均处于较低水平,此时结构是一种机构状态,节点位移主要是刚体位移.当所有索进入工作状态时结构的体系从机构转变为具有一个自应力模态的、可刚化的稳定体系,各单元的内力迅速增大.说明了索穹顶结构的成形过程,也是预应力生成的过程.     

一种3-RPS并联平台机构偏转能力的分析

基于3-RPS并联机构的位置反解,在考虑杆长、运动副转角及杆间干涉等约束的情况下,利用搜索法求得了机构动平台相对于定平台运动的姿态工作空间（即偏转能力）,研究了动平台姿态工作空间与垂直于定平台的向移动位置空间的关系,并分析了机构主要结构参数对动平台偏转能力的影响。     

航空发动机静子支承刚性的一种传递矩阵算法

本文建立了航空发动机静子支承刚性的一种传递矩阵算法.该方法不仅可以计算出发动机静子支承刚性,也可以计算出发动机主支承到发动机安装节的传递函数.发动机静子支承刚性是发动机整机及转子系统动力特性分析所必须的数据,通常由实测法获得,然而在不具备实测条件时,一种较有效的解析方法是必要的.本文对一实际发动机静子系统进行了分析计算,在实测飞机上发动机安装节处的动柔度矩阵的基础上,分析得出静子支承刚性和主支承到安装节的传递函数.     

关于《水工混凝土结构设计规范》轴心受压和小偏压构件相关问题的探讨

在电力行业标准DL/T 5057-1996《水工混凝土结构设计规范》的修订过程中,发现中外混凝土结构设计规范受压构件承载力计算公式的安全度设置水平存在较大差距.结合水工混凝土结构设计规范修订工作的需要,从相当安全系数的角度,对国内外混凝土结构设计规范中的轴心受压和小偏心受压构件承载力计算公式的安全度设置水平进行了分析和比较,提出了水工混凝土结构设计规范轴心受压和小偏心受压构件承载力计算公式的改进建议,可供水工混凝土结构设计规范修订时参考.     

大跨度钢结构的抗连续性倒塌设计

为了实现大跨度钢结构的抗连续性倒塌设计目标,从结构体系布置的角度出发,对不同形式的大跨度钢结构,提出抗连续性倒塌设计的实用方法与措施：即对连续多榀平面桁架等平面结构体系,增设横向联系梁;对环向布置的结构体系,增设环形联系梁;对弦支预应力结构,拆分传力路径。关于抗连续性倒塌分析方法,根据不同的体系特点,说明了静力线性法、...     

在役钢筋混凝土结构的耐久性与概率寿命

针对大气环境下的混凝土结构（构件）,提出了基于钢筋锈蚀和承载力极限状态的混凝土结构（构件）耐久性可靠度计算与概率寿命估计方法给出的算例计算表明,该方法对在役钢筋混凝土结构的耐久性计算是可行和适用的。     

网架结构初步设计中杆件类型选择的神经网络方法

网架结构初步设计因为需要结合工程经验和个人直觉而非常难以计算机化，用神经网络可以克服结构初步设计计算机化的这些困难，实现初步 设计的集成计算机智能系统，对结构工程的选型、分析、设计、决策和管理的智能化具有重要的意义。提出了基于神经网络的网架结构初步优化设计的基本原理和步骤，根据网架结构的特点，确定了截面尺寸这一简单而又实用的优化目标，并将结构构件的一些简单特征（如杆长及受力特点等）作为神经网络的输入信息，通过对一正交正放网架结构的杆件规格和截面尺寸的优化选择，说明了所选网络参数的可行性以及该方法的有效性。     

空间飞行器杆系结构金属接头的有限元分析

讨论了复合材料杆系结构中金属接头几何造型特点,以图形软件为基础,从数据库中提取相贯曲线及其参数,最终形成金属接头的有限元模型。根据其所受载荷特点,进行了有限元分析,解决了某空间飞行器支架结构复合材料杆系金属接头的强度和变形的计算问题。实践证明,该建模方法简捷、准确,用户只需要修改若干基本参数,便可以直接生成的金属接头结构的有限无模型,为金属接头的优化设计奠定了基础。     

加筋水泥刨花板受弯构件的长期性能及其应用

本文介绍加筋水泥刨花板受弯构件的长期载荷试验,根据试验结果指出:加筋水泥刨花板受弯构件的变形-时间曲线与受弯木构件类似,都能依此确定长期强度极限,加筋水泥刨花板受弯构件的长期强度极限可取为0.5倍短期强度极限;加筋水泥刨花板受弯构件的长期变形超过短期变形2倍以上,因此应该按正常使用极限状态进行设计。应用加筋水泥刨花板受弯构件的试点工程证明,这种构件在设计荷载(约为破坏荷载的0.15倍)作用下,使用正常。     

预应力索-桁架结构拓扑优化设计

对包括索力值、构件截面尺寸和结构拓扑的预应力索-桁架结构优化设计进行研究.以应力为约束条件,建立以结构质量为目标函数的数学模型.在求解方法上,首先建立求解索力值和构件截面尺寸的线性规划模型;证明了在每个迭代步中,该模型的最优解至少使得1个构件截面尺寸为零,并通过删除零力杆实现结构的拓扑优化设计.算例结果与相应体系理论相吻合,表明本文所提出的方法有效,可为预应力索-桁架结构提供合理的布局.     

粘贴片材加固中的局部粘结锚固破坏研究

粘钢加固或纤维增强材料加固钢筋混凝土结构构件是一种广泛采用的技术,用于改造或增强现存的损伤或强度不足的结构构件.加固构件常发生局部粘结锚固破坏,着重研究局部粘结锚固破坏机理及影响因素,并采取桁架机制和梁机制导出粘贴片材的合理锚固长度.     

在役混凝土桥梁结构耐久性评估方法

对在役混凝土桥梁结构的耐久性进行评估是评价其工作性态是否满足设计要求的关键所在.将桥梁结构划分成桥梁结构、桥梁构成、桥梁构件3个层次，提出了桥梁构件划分方法与耐久性关键构件抽样法，并按照不同构件的耐久性劣化影响因素的差异选取了相应的包括构件环境作用因素指标在内的构件耐久性考核指标，从而建立了在役混凝土桥梁结构耐久性的3层次多指标的评估模型.并定义了桥梁结构全寿命周期的5个耐久性典型状态，以5个典型状态来评估桥梁现有耐久性水平，3个层次均划分为5个模糊等级，对应于完好、较好、较差、差、危险5个耐久性状态.基于模糊数学理论，将定性指标给予定量化，采用最优区间型隶属度函数确定构件的耐久性考核指标对各个模糊等级的隶属度，用可信度与频数统计（CMFS）方法确定权重，用综合隶属度评分法进行等级评定.基于以上分析，总结出在役混凝土桥梁结构耐久性评估流程，用Matlab语言编制了评估程序，用该程序对浙江省4座在役混凝土桥梁进行耐久性评估，评估结果与实际情况十分吻合.基于该程序开发的《公路混凝土桥梁耐久性评估软件系统1.0版》，已通过浙江省交通厅的鉴定并初步运用于浙江省公路桥梁管理系统，效果良好.     

型钢混凝土框架静力非线性分析塑性铰参数研究

SRC构件具有比普通RC构件更高的承载力和极限变形能力.但由于SRC构件塑性铰属性参数较难确定,使该结构很难直接应用静力非线性方法进行分析,而是转化为等刚度的RC构件进行计算.从理论上给出了SRC框架压弯构件PMM铰N-Mx-My相关面的形成方法,提出了型钢混凝土构件弯矩-曲率曲线的确定及将其转化为杆单元塑性铰弯矩-曲率关系的方法,并得到了塑性铰区长度的计算方法.应用确定的铰属性参数对两跨三层SRC框架进行了静力非线性分析,结果与振动台试验吻合较好,表明这种铰属性参数用于SRC构件静力非线性分析是合适的.最后通过与具有相同刚度的RC框架计算结果对比分析,表明采用这种刚度相等的RC构件进行计算低估了SRC框架的抗震能力.