横向力作用下的悬臂桁架结构拓扑优化

研究了应力约束下最小重量悬臂梁桁架结构的拓扑优化设计。根据Michell理论,首先用解析方法和有限元方法建立满应力类桁架连续体结构。然后选择其中部分杆件形成离散桁架作为近最优结构,并建立桁架的拓扑优化解析表达式。采用解析方法证明最优拓扑结构的腹杆中间结点在节长的四分之一位置。最后采用解析和数值方法对自由端受集中力和侧边受均布力作用的桁架进一步拓扑优化,确定了桁架的节数和每节的长度,最后得到拓扑优化桁架结构。得到的拓扑优化桁架比工程上普遍采用的45°腹杆桁架的体积少20%以上。     

附集中质量悬臂板基本频率的数值解及其应用

首先导出薄板在附加集中质量时的横向弯曲自由振动方程，应用差分法解出它在三边自由和一边固支的边界条件下的基本频率。进而给出它与悬臂矩形薄板基本频率间的相关关系，除实验验证该关系外，本文还探讨用加速度计测量板材弹性模量Ｅ的途径。     

矩形悬臂板的非线性动力分析

本文针对矩形悬臂板的非线性动力分析这一十分困难的课题，给出了一种分析方法，它不同于以往文献对非线性问题分析采用的近似途径。     

在推力和阻力作用下飞行器横向震动分析

章重点讨论了推力和空气阻力对火箭横向振动频率和振型的影响,分析了在推力和阻力作用下频率降低的原因,给出了推力对振型频率影响的估计式。发动机喷管与火箭固联时的横向运动方程式及其相应的边界条件是分析工作的基础。中得到的主要结论适用于主动加速段、被动减速段和推力与阻力平衡时的巡航段。在小推力和小轴向过载的情况下,各种不同的计算方法所得的结果相差不大。在大推力和高过载情况下,不同的近似解与精确解的差别可能是很大的。     

具有内悬臂的环板在边缘弯矩和线性荷载作用下的塑性极限分析

本文针对不同时承受边缘弯矩和局部线性荷载的具有内悬臂的环板,应用奇异函数法对其进行塑性极限分析,给出极限状态下边缘弯矩与线性荷载集度间所满足的关系式。     

纤维增强复合材料横向弹性常数

本文提出了一个计算单向纤维增强复合材料横向弹性模量和泊松系数的边界元计算模型.泊松系数ν₁₂、ν₃₂、ν₁₃和ν₂₃的计算结果与实验结果吻合得很好.碳纤维增强复合材料横向模量E₂和E₃的计算值也和实验结果完全吻合,而玻璃纤维/环氧横向模量E₂、E₃的计算值却比实测值偏小约10%～25%.予计这是由于本文计算模型未考虑界面层的性能,它对材料的宏观性能产生了较明显的影响.      

正交叠层板横向开裂问题的研究

采用有限子层剪滞模型,并结合线弹性断裂力学,首先研究了正交叠层板在受到沿0o层方向的拉伸荷载作用下,90o层中产生横向初始开裂问题。然后采用坐标变换并结合线性叠加原理,研究了90o层发生横向基体多级开裂问题。求得了与实验结果较吻合的初始破坏应变和裂纹密度,证实了分析方法的正确性和可靠性。     

典型边界条件下加筋矩形板的横向振动特性分析

采用能量法研究典型边界条件下加筋矩形板的横向振动特性。将矩形板、加强筋沿交界面切开,分别采用薄板弯曲理论和欧拉梁理论建立其横向振动的总能量方程,利用第一类切比雪夫多项式构造矩形板的位移试函数,由Rayleigh-Ritz法得加筋矩形板的横向振动特征方程。数值计算结果表明,该方法收敛性好,与有限元软件ANSYS和已有文献的对比显示了高精度,并可以得到任意阶次的固有频率,具有计算简单的特点;最后分析了加强筋位置和加强筋高度对加筋方板无量纲自振频率的影响。     

悬臂弯曲加载方式的应变控制方法研究

本文将COD位移规引进悬臂弯曲加载方式,从而替代传统的应变片实现裂纹前缘的应变控制。借助有限元数值模拟,研究了COD位移规装卡刀口的位置和形状对悬臂弯曲加载试样(GROSS试样)本身对称性的影响。结果表明:COD位移规装卡刀口开度越大,刀口造成的监控点应变非对称畸变越小;而装卡刀口宽度一定时,监控点应变对称性受到的扰动强度随COD位移规装卡刀口尖端角度的减小而降低。考虑到现有COD位移规量程及装卡的稳定性,最终选择实际试样中COD规装卡刀口宽度为10 mm,刀口尖端根部取15°。通过COD规进行应变控制试验时,其装卡刀口相对位移-监控点应变遵从线性关系,因此,这种悬臂弯曲加载方式应变控制方法的改进是合理可靠的,且控制稳定,操作简单。     

连续梁桥悬臂施工阶段箱梁应力测试研究

连续梁桥结构上某一特定点的应力值随着悬臂施工的推进是不断变化的,为给桥梁施工的各个阶段提供准确可靠的测试数据,以保证施工质量和施工安全,需要对桥梁结构进行应力监测。     

受弯充气锥台的褶皱特性分析

充气锥台是空间充气膜结构的主要承载力构件单元之一,膜面褶皱是导致其承载力降低的关键因素。该文基于薄膜理论分析了受弯充气锥台的褶皱特性。借助褶皱的应力判定准则对褶皱特征参数进行了预报,得到了初始起皱位置和起皱力随充气锥台两端半径比的变化规律,并得到了数值分析结果的验证。该文的结果为空间充气薄膜结构的承载能力预报提供重要依...     

圆柱形试样多点测量方式加载同轴度的通用计算方法

对圆柱形对中传感器试样横截面圆周弯曲应变的分布进行了理论分析,导出了最大弯曲应变的表示通式,使多点测量方式的加载同轴度达到了理论上的统一表达。分别提供了表示最大弯曲应变方位角、净试验机最大弯曲应变和净试样弯曲应变的通式。指出了国外文献关于净试验机弯曲分量表示式的错误。     

多步非稳态载荷下钢轨滚动接触应力和弹塑性变形分析

采用弹塑性有限元法,分析了多步非稳态载荷下钢轨滚动接触应力和变形。多步载荷指的是钢轨同时受到机车和车辆车轮的反复作用或多趟列车通过钢轨。通过在钢轨表面重复移动Hertz法向压力分布和切向力分布来模拟车轮的反复滚动作用。材料循环塑性本构模型采用考虑材料棘轮效应的Jiang-Sehitoglu模型。分析结果表明:在非稳态载荷作用下,钢轨接触表面产生不均匀塑性变形而形成波状表面;多步载荷对钢轨残余应力影响不大;随着机车车轮通过次数的增加,钢轨残余剪应变、表面材料位移、波深和残余累积等效塑性应变将增大,在机车车轮通过之后,随着车辆车轮通过次数的增加,前三个量将减小,而残余累积等效塑性应变继续增大,但其增大的速率变小。随着机车和车辆车轮反复滚过钢轨,钢轨残余剪应变、表面材料位移和波深变化速率即棘轮率呈衰减性。     

地震作用下钢筋混凝土安全壳的SCA可靠性分析

以秦山核电站的钢筋混凝土安全壳为工程背景，分析了结构在地震作用下的可靠度并给出其年破坏概率。安全壳结构模型为壳体有限单元组成的结构系统，系统可靠度分析的稳定构形法（简称ＳＣＡ）被用来求结构系统的破坏概率。通过随机振动分析，将结构所受地震作用等效为沿壳体分布的静态力。单元极限状态分别考虑混凝土压碎和钢筋屈服两种情况。最后的数值结果证明秦山核电站安全壳具有足够的抗震安全性。     

基于数字图像分析的薄板成形应变场测量方法

对薄板成形应变场传统的测量方法进行了研究。指出了其不足和误差的来源,提出了数字图像分析法测量薄板成形中的应变场,对测量原理,新的测量方法对传统方法的改进,以及如何降低误差进行了介绍,指出数字图像分析法的前景,提出了改进意见。     

摄动DQ法分析板的大挠度热弯曲

本文给出了求解板的大挠度热弯曲问题的摄动DQ法。该方法由二阶摄动得到板的大挠度热弯曲问题的一组线性摄动方程后运用DQ法进行求解,具有良好的计算精度和计算效率。     

碳纤维布约束混凝土柱的非线性分析

用分级加曲率、逐步数值积分的方法计算缠绕碳纤维布(CFS)的混凝土柱的截面弯矩—曲率(M-f)关系曲线及其在轴压力和水平力共同作用下的水平力-柱顶位移(P-δ)曲线;编制了CFS约束混凝土柱在轴压力和水平力共同作用下的非线性全过程分析程序。电算得到的8根CFS约束混凝土柱和1根普通混凝土柱的P-δ曲线与试验结果吻合较好。通过非线性分析,研究了CFS约束程度、轴压比对CFS约束混凝土柱屈服后变形能力的影响,分析结果与试验结果在概念上一致。     

GPS高层建筑物常荷载振动测试的小波分析

具有高采样率的GPS接收机的出发,使得GPS技术可以用于大型工程结构（如：大桥,高塔和高层建筑物等）的动态位移监测,其突出优点是GPS可以直接测定工程结构的绝对位移以用于结构的动力特性评估。但应用GPS技术也有其弱点和不足,譬如GPS技术本身的各类误差影响源,必须有效地消除。对于高层建筑的动力特性研究,由于GPS基线可以尽可能地设置得短些,所以其关键的误差影响源于多路径。本文主要研究深圳地王大厦常荷载条件下结构振动GPS测试的有关问题,由于常态下振动的幅值只有1－2毫米,被其它影响源所掩盖,一般难以识别。本文采用小波分析法进行处理,可以有效地识别和提取微小振动,取得很好的效果。     

薄板成形极限图(FLD)的多项式拟合分析

基于多项式拟合的基本原理以及相关性与方差的综合分析,探讨了成形极限散点与高次多项式之间的相关特性以及表面工程主应变极值点FLD0与拟合曲线的关系。在所得的拟合曲线基础上配合数理统计与概率理论分析,拟合曲线的上下置信函数可以成为描绘成形极限曲线(FLC)的重要依据,也可以为FLD0值的区间估计提供可靠科学的置信分析。     

On-line measurement of plastic strain ratio of steel sheet using resonance mode EMAT

We have developed an on-line system for the measurement of plastic strain ratio of steel sheet using a thickness resonance EMAT that measures the thickness resonance frequencies of three different modes of bulk ultrasonic waves. The effective size of the EMAT is small, about 20 mm in diameter. A good correspondence was obtained between the in-plane average Young's modulus measured by this method and the in-plane average plastic strain ratio measured by tensile testing, with a standard deviation smaller than 0.04 in units of plastic strain ratio. The effects of temperature, lift-off, tensile stress, speed of the moving sheet and zinc coats were experimentally and theoretically analyzed. We show that none of them have a sizable effect on the measurement accuracy.