Effects of Thermal Loading on the Buckling and Vibration of Ring-Stiffened Functionally Graded Shell

A theoretical method is developed to investigate the effects of thermal load and ring stiffeners on buckling and vibration characteristics of the functionally graded cylindrical shells, based on the first-order shear deformation theory (FSDT) considering rotary inertia. Heat conduction equation across the shell thickness is used to determine the temperature distribution. Material properties are assumed to be graded across the shell wall thickness of according to a power-law, in terms of the volume fractions of the constituents. The Rayleigh–Ritz procedure is applied to obtain the frequency equation. The effects of stiffener's number and size on natural frequency of functionally graded cylindrical shells are investigated. Moreover, the influences of material composition, thermal loading and shell geometry parameters on buckling and vibration are studied. The obtained results have been compared with the analytical results of other researchers, which showed good agreement. The new features of thermal vibration and buckling of ring-stiffened functionally graded cylindrical shells and some meaningful and interesting results obtained in this article are helpful for the application and the design of functionally graded structures under thermal and mechanical loads.     

Ω形膨胀节及U形膨胀节强度和刚度的比较

膨胀节是为补偿因温度差与机械振动引起的附加应力而设置在容器壳体或管道上的一种挠性结构。应用轴对称单元建立相似几何参数的Ω形膨胀节和U形膨胀节的有限元模型,将上述两种膨胀节在內压载荷和轴向载荷作用下的强度和在轴向载荷作用下的刚度进行分析对比,发现按照JB4732-95标准,在承受內压时两种膨胀节的应力强度最大值均出现在倒圆角与筒体直边段相连处,Ω形膨胀节承受內压的能力稍大于U形膨胀节;而在承受轴向载荷时两种膨胀节的最大应力强度都出现在波峰中部,U形膨胀节承受轴向力的能力大于Ω形膨胀节;在同样的轴向力作用下Ω形膨胀节的轴向补偿量更大;而在满足强度要求的条件下U形膨胀节能达到的总的轴向补偿量更大。     

带加劲肋方钢管混凝土柱的静力特性

方钢管内填混凝土柱(CFSTs)在现代建筑中的使用越来越广泛,与钢柱和混凝土柱相比,其材料性能和功效均有所提高。然而,尽管方钢管混凝土柱的屈曲特性优于中空钢管,由于局部屈曲,其外包钢管截面的高厚比仍受到限制。针对外包钢管带加劲肋的方钢管混凝土柱,提出了一些新的加劲肋形式。为评估这些加劲肋对方钢管混凝土柱力学性能的影响,并与传统加劲肋进行比较,该文对4个带不同加劲肋的方钢管混凝土柱和1个无加劲肋方钢管混凝土柱进行了试验。试验研究了材料的抗力、延性和失效模式等力学性能,为了对试样的综合性能进行预测和总结,也从理论上对这些力学性能进行了研究。为了解各参数对力学性能的影响,该文进行了数值模拟和大量的参数研究,相关学者的试验数据验证了数值分析结果的准确性。基于试验结果和以往的研究,提出了截面强度的设计建议。     

双出口新型煤斗设计探讨

双出口的新型煤斗整体呈裤型,外形变化复杂,结构设计的难度相当大,该煤斗设计的关键是要处理好裆部的应力和变形问题,设置中间竖向钢板能很好的起到控制应力和变形的作用。     

箱型支撑结构加筋板布局设计方法研究

针对箱型支撑结构内部加筋板的布局问题,提出了一种基于密度法的高效设计方法。将箱型结构表示为内部布置有平行分布杆的结构,即所谓的纤维模型;采用密度法对承载外壁的材料分布进行优化设计;根据外壁的材料分布情况,确定箱型结构的内部加筋板。引入纤维模型,将三维实体结构拓扑优化设计问题转化为二维板壳结构的拓扑优化问题,计算量小,设计效率高。通过对典型设计实例的设计分析,说明了该方法的有效性。     

偏轨箱形梁横向加强板焊缝设计对主梁承载能力的影响

起重机偏轨箱形梁横向加强板有加强板四周均焊和在受拉翼缘处空开2种焊接方式.以某冷轧带钢厂桥式起重机偏轨箱形梁为例,采用三维有限元法＂板到体子模型＂技术,比较分析了加强板2种焊接方式下主梁的变形、应力分布和承载能力.计算结果表明：加强板在受拉翼缘处空开时,主梁的承载能力比加强板四周均焊时高,且简化了焊接结构与工艺,但主梁刚度比加强板四周均焊时略小.     

弹性边界板结构拓扑优化声辐射

针对拓扑优化方法在减振降噪领域的应用以及板结构在实际应用中所处的环境,采用拓扑优化方法对不同弹性边界刚度的板结构进行拓扑优化分析,计算了不同边界刚度条件下板结构的声辐射情况。根据弹性边界板结构拓扑优化后的结构形式进行加强筋布置,对比于其他的加强筋布置形式进行板结构声学响应计算,得出了不同弹性边界刚度对于板结构拓扑优化结果的影响规律,以及不同板结构的边界刚度对于板结构声辐射情况的影响。板结构的声辐射响应计算结果验证了拓扑优化在减振降噪方面的应用价值。     

上海轨道交通六号线缺索槽形梁试验分析

上海城市轨道交通六号线5标段施工中,由于混凝土振捣导致预应力波纹管破裂而使Wb06～Wb07跨孔梁一侧主梁预应力钢束无法张拉。为尽量减小由此造成的影响和损失,设计单位对该孔梁纵向预应力钢束张拉控制应力进行了调整。为验证变更设计效果,采用类比试验法对缺索梁和正常梁进行应力和应变测试对比分析。结果表明,该孔梁在变更设计的情况下其强度和刚度能满足安全正常工作的要求。