薄壁钢板自冲铆接受剪性能及承载力计算方法研究

为将机械工程领域中效率与自冲化程度高的自冲铆接应用于冷弯薄壁型钢结构,对51组薄壁钢板自冲铆接进行了受剪性能试验。研究了钢板厚度、厚度比及铆钉长度对其受剪性能和破坏机理的影响规律,拟合出了钢板组合厚度与铆钉长度间的经验公式;分析了现有自冲铆接受剪强度计算方法和各国规范中自攻螺钉连接受剪承载力计算方法的适用性;基于试验和分析结果,提出了薄壁钢板自冲铆接受剪承载力计算方法。结果表明：钢板厚度和板厚比分别是影响受剪性能与破坏机理的关键因素,铆钉长度对受剪性能影响较大且存在较优长度,其可通过拟合出的经验公式快速确定;针对不同破坏模式提出的自冲铆接受剪承载力计算方法,与现有方法相比更适用于设计,且其精度更高、稳定性更好。     

2008奥运会羽毛球馆弦支穹顶结构模型动力特性试验及理论分析

对2008奥运会羽毛球馆弦支穹顶结构1∶10模型进行了动力特性的试验研究与理论分析。计算得出了模型不同施工阶段的频率值及振型;采用环境激励和正弦激励两种方法对模型的不同施工阶段进行了动力特性测定试验;阐述了试验的原理、过程及结果。研究表明:结构频率密集、周期较长、以竖直方向振动为主,振型大部分为正对称或反对称形态;结构阻尼比在0.02~0.03范围之内;理论计算结果与试验结果吻合较好。本文所得结论对2008奥运会羽毛球馆的设计、施工及今后相同结构设计具有参考意义。     

2008奥运会羽毛球馆新型弦支穹顶结构模型静力试验研究

制作了2008奥运会羽毛球馆1∶10缩尺模型,采用ANSYS数值模拟加载和模型试验加载两种方法,研究了模型在成型前单层网壳态自重作用下、施工张拉过程中、成型后设计荷载作用下和三倍荷载作用下,并直至加载破坏等各阶段的力学性能。将ANSYS数值模拟加载和模型试验加载结果进行了对比分析,获得了模型的构件内力、节点位移、支座水平位移的变化规律,得到了代表整体稳定性能的极限承载力的理论值和试验数据。研究了活荷载不对称分布对结构整体稳定性的影响,得到了模型整体失稳的破坏形态。研究表明,结构在低荷载下,理论值与试验值吻合较好,但在超载状态下两者偏差显著增大。主要因为在高应力状态下,弦支穹顶结构初始缺陷对结构性能影响开始显著,而数值模拟很难囊括各类初始缺陷的影响,导致试验所得整体稳定性低于数值模拟结果。另外,弦支穹顶整体稳定性对活荷载的不对称分布敏感,ANSYS得到的具有初始几何缺陷非线性稳定系数比实际结构高40%,设计和施工中应充分考虑,最终     

基于Von Mises应力的预应力钢结构拓扑优化设计

为预应力钢结构设计获得最优拓扑构型和索力值, 以结构拓扑和索力值为设计变量, 以Von Mises应力为约束条件, 建立了以结构质量最小为目标函数的数学优化模型.在求解方法上, 首先以结构储存应变能最小 (刚度最大) 确定施加在结构上的索力值, 然后采用渐进结构优化法删除低Von Mises应力单元实现结构的拓扑优化以减轻结构质量.算例结果与相应体系受力性能相吻合.     

矿区绿化存在的问题及对策探讨

绿化给矿区增添绿色，使环境优美宜人。优美的生活和工作环境能使人心情舒畅，精力充沛地投入到生产工作之中，提高生产效率和产品质量，更有效的保证安全生产。     

脉动风荷载作用下弦支穹顶结构的疲劳分析

大跨空间结构在风等交变荷载作用下,结构的应力循环交替变化,可能形成结构的疲劳损伤。通过对2008奥运羽毛球馆采用总寿命法进行疲劳分析,结合疲劳分析的基本理论,运用雨流计数法,统计出了应力循环历程,采用Miner线性累积损伤理论,得到了结构在荷载过后的疲劳损伤程度,找到了疲劳危险区域,得出了一些结论。     

桥梁的健康研究

为深化对桥梁性能、质量和维护问题的认识，提出了桥梁健康的概念，分析了桥梁设计、施工、使用阶段影响桥梁健康的主要因素。根据这些影响因素的特征，提出了桥梁健康研究应该注重的基本思路和主要方法，包括系统化研究、不确定性研究、全寿命分析、健康优化研究等。文中提出的桥梁健康的有关理论对桥梁设计、施工和使用都有一定的参考价值。     

基于应变能的预应力平面实体结构拓扑优化设计

研究了预应力平面实体钢结构拓扑优化设计问题。建立了以索力值和结构拓扑为设计变量,以结构储存应变能为约束条件,以结构重量最小为目标函数的数学优化模型。在求解方法上,首先以结构储存应变能最小(刚度最大)确定施加在结构上的索力值,然后采用渐进结构优化法(ESO方法)删除低应变能的单元实现结构的拓扑优化并减轻结构重量。算例结果与相应体系受力性能的结论相吻合,表明本文所提出的优化方法是可行的。     

改进免疫克隆选择算法的多目标轨迹优化

针对机械臂的时间最短、轨迹最平滑、能量消耗最小等多目标下的轨迹优化问题,提出一种改进免疫克隆选择的多目标轨迹优化的方法。改进的算法采用tent混沌序列初始化种群,提高初始化群体的多样性和均匀性;引入自适应变异,改善算法的全局搜索能力和局部搜索能力;增加模拟二进制交叉操作,增强种群中个体之间的信息交流;采用递减消亡操作,既保证种群的多样性,避免出现局部最优,又避免在最终解集中出现不可行解。以PUMA560为仿真对象进行实验仿真,结果表明该改进算法可以得到分布均匀性较好的Pareto最优解集,是一种有效的多目标轨迹优化的方法。