门式刚架轻型房屋钢结构端板连接的有限元与试验分析

结合门式刚架轻型房屋钢结构中普遍应用的端板连接方式 ,本文对梁柱节点和梁拼接节点进行了试验和有限元分析 ,对外伸式端板连接的承载力和转动刚度特性进行了研究 ,讨论了我国现行规范关于外伸式端板连接的设计方法中存在的问题 ,同时给出了改进建议 ,特别是提出了在建立钢结构节点刚度分类标准方面应该注意的问题。根据比较分析的结果 ,本文还提出了一种新的外伸式端板连接螺栓拉力分布模型及相应的设计方法 ,试验证明 ,该方法在保证安全可靠的前提下 ,能够更好地符合螺栓端板连接的实际受力状态 ,发挥螺栓和端板的承载能力     

钢材强度对梁柱组合节点性能影响的有限元分析

随着高层钢框架结构梁柱构件逐渐向高强材料、组合受力方向发展,在梁柱组合节点中,钢材强度对节点性能和混凝土楼板组合作用的发挥有显著影响。基于对组合节点的有限元分析,着重比较了在钢材强度提高时,组合作用对节点承载力的影响程度和影响方式的变化。分析结果表明,组合节点的弹塑性极限承载力会随着钢材强度提高而提高,延性有一定的降低,混凝土楼板组合作用的影响相应减小,节点以正弯矩侧混凝土被压溃为失效标志。     

一种中压直流短路故障下不间断运行的MMC-SST拓扑及控制

多端口固态变压器是多电压形态多电压等级的交直流混合电网的核心设备,模块化多电平(modular multilevel converter,MMC)型固态变压器(solid state transformer,SST)具有中压直流端口,可接入中压直流配电网,构成多区域交流配电网的柔性互联,提升区域网络间功率灵活调节能力。而采用传统的MMC-SST拓扑及控制,中压直流线路短路故障会引起低压端口供电中断。文中提出一种混合型MMC-SST的拓扑及控制,其具备中压交流、中压直流和低压交直流端口,通过控制使其具有中压直流短路故障耐受能力,同时故障期间保持中压交流和低压端口的不间断功率交互,从而提升低压用户供电可靠性。分析MMC-SST在正常运行和中压直流故障不间断运行控制下内部能量平衡机理,提出中压直流短路故障下电容电压平衡及不间断运行控制策略,实现MMC-SST中压直流短路故障时不间断稳定运行。通过理论分析,仿真与物理动模实验,验证了所提拓扑及控制的可行性及有效性。     

北京将台花园拱壳杂交钢结构的动力稳定性分析

北京将台冬季花园采用复杂的杂交结构体系,其中屋面网壳部分可以视作拱壳杂交结构.近年来世界各地地震的频发使得空间结构的动力稳定问题亟待解决.本文对冬季花园建立了修正的有限元模型,通过不同峰值加速度地震作用下的非线性动力时程分析,研究了该模型在一条天然地震波作用下的动力稳定性能.结果表明,结构的动力稳定临界荷载超过了规范规定的最大值,可以认为结构的动力稳定性良好.     

高强度钢材轴心受压钢柱整体稳定性能的缺陷影响研究

为研究高强度钢材轴心受压构件的整体稳定受力性能,了解构件的几何初始缺陷和截面残余应力对其屈曲强度和失稳变形的影响,以及与普通强度钢材轴压杆相比高强度钢材柱的整体稳定性能对缺陷敏感性的变化,采用有限元方法进行数值模拟计算,通过变换几何初始缺陷系数、残余应力数值大小和钢材强度等参数,对计算结果进行对比分析。研究结果表明,随着钢材强度的提高,高强度钢材轴压杆的整体屈曲强度对初始缺陷的敏感性明显降低,特别是对残余应力分布的敏感性;此外,初始缺陷的影响还与构件的长细比有直接关系。研究工作进一步揭示了高强度钢材轴压柱整体稳定性能的特点和优势。     

相位误差对OFDM无线图像传输系统的影响

正交频分复用(OFDM)技术应用于无线图像传输可解决由于图像数据量大带来的传输效率问题,但系统子载波相位误差影响着OFDM图像传输质量.首先推导出一种相位误差存在时MPSK信号误符号率近似式,然后,利用该近似式对带有相位误差的MPSK调制OFDM图像传输系统的性能及图像接收质量进行了研究.结果表明,子载波相位误差会对OFDM系统性能产生显著的影响,且当MPSK相位误差增大至π/M(M为MPSK调制电平数)时,增加信噪比已无助于OFDM图像质量的改善     

Q460C高强度钢材焊缝连接循环加载试验研究

为研究高强度钢材Q460C焊缝连接在地震作用下的反应,对11个Q460C焊缝连接试件进行了8种不同加载制度的单调和循环加载试验,分析比较了不同加载制度下的应力-应变关系,研究其本构模型、力学性能、破坏模式、变形和延性特征以及损伤退化特性,并和母材的性能进行了对比。利用Ramberg-Osgood公式对其循环骨架曲线进行了拟合,确定了拟合计算式中的待定参数;通过试验标定了循环荷载作用下本构模型的参数,采用有限元程序ABAQUS利用混合模型对上述循环加载试验进行了较为准确的有限元模拟。研究结果表明：所有加载制度下试件最终均在焊缝和热影响区交界面拉断,这和焊缝连接处的应力集中有关;与母材单调拉伸性质相比,焊缝连接试件延性下降显著,说明焊接过程对钢材有严重影响,应采取措施避免破坏发生在焊缝区域。     

铝合金网壳结构中新型铸铝节点受力性能试验研究

为研究某植物园铝合金网壳结构中新型铸铝节点的受力性能,进行了3个足尺节点试件的加载试验,考察了3种典型受力情况下铸铝节点的受力性能和破坏机理。试验结果表明,该铸铝节点平面外的抗弯刚度较大,但平面内的刚度较小,且属于半刚性连接节点;螺栓孔处截面是节点的薄弱部位;铸铝节点本身的破坏形式为脆性断裂破坏,延性较差,节点破坏前无明显征兆。同时,还对该铸铝节点在上述3种荷载作用下的受力性能进行有限元分析,并与试验结果进行对比。结果表明,有限元与实测结果吻合较好,验证了有限元模型的准确性和可靠性;同时,有限元结果给出了节点在荷载作用下的应力整体分布状况及随加载过程的变化趋势。基于试验和有限元分析结果,建议在铸铝节点设计中考虑采用合适的安全系数,避免突然破坏。     

焊接圆钢管残余应力试验研究

为研究焊接圆钢管的纵向残余应力分布规律,采用分割法对9个不同截面尺寸、不同钢材强度、不同加工工艺的试件进行了测量。基于测量数据,得到了不同尺寸试件的全截面残余应力分布和拉、压残余应力的大小,研究了圆钢管径厚比、钢材强度、热镀锌处理对残余应力的影响以及测量过程中人为误差对测量结果的影响。试验结果表明,高强度钢材焊接圆钢管的残余应力分布较均匀,热镀锌处理降低了圆钢管的最大残余拉应力;采用分割法测量时人为操作产生的误差很小。最后,提出了完整的适用于焊接圆钢管截面的残余应力分布模型,并进行有限元模拟,与试验结果吻合良好,为进一步对焊接圆钢管整体稳定进行有限元分析提供参考资料。     

初始负载下焊接加固工字形截面钢柱受力性能试验研究

为研究初始负载对焊接加固后钢柱的受力特性的影响,进行了加固钢柱的轴压静力试验,试验包括3个不同初始负载下焊接加固的钢柱和1个作对比的未加固钢柱。被加固钢柱均为工字形双轴对称截面,加固方式为翼缘外侧对称贴焊钢板全长加固。钢柱端部约束采用单刀铰支座实现钢柱绕弱轴的转动。研究了负载下加固前后轴心受压钢柱的腹板的应变分布变化、加固焊接引发的变形、失稳破坏形式和稳定承载力,并对试验结果和规范计算结果进行了对比。结果表明:焊接加固过程使得冷却后钢柱腹板的应变增大,截面发生应力重分布。试验中最大初始负载相当于未加固钢柱稳定承载力的71.7%,而加固后钢柱稳定承载力没有明显降低。钢柱加固后的稳定承载力和残余变形受初始负载和初始几何缺陷的影响。