空间结构在建筑中的应用

本文综合评述了国内外空间结构的发展状况,论述了空间结构的基本概念和分类(包括薄壳、网架、网壳、悬索及膜结构)及优点,并介绍了一些重要的工程实例。最后讨论了空间结构在建筑中应用的发展前景。     

小型非致命火箭防暴弹发动机设计与试验

为实现远距离发射非致命防暴弹,采用理论计算与实验相结合的方法,确定了小型火箭发动机的结构尺寸,对发动机推进剂和延时剂进行了试验,测试了发动机的性能参数。试验表明,小型发动机满足非致命火箭防暴弹战术指标要求。     

水下发动机复合壳体一体化设计技术

介绍了水下发动机复合壳体一体化设计新技术,对其耐外压性能进行了仿真计算,并对发动机尾罩耐压性能和防渗性能进行了试验验证。结果表明,水下发动机可以采用以玻璃钢为主体材料的一体化复合壳体,在有效减小发动机质量和体积的同时实现水下密封,可广泛应用于水下高速航行器设计。     

40CrMnSiB钢圆柱壳体膨胀断裂中间状态回收试验研究

针对回火温度条件对金属圆柱壳体膨胀断裂动态过程的影响问题,设计了冻结回收试验,用于回收处于膨胀断裂状态的金属壳体断裂形貌。以200 ℃、350 ℃、500 ℃和600 ℃ 4种回火温度处理下的40CrMnSiB钢为研究对象,通过冻结回收试验获得了4种回火温度状态下壳体断裂中间状态,分析了不同回火温度对壳体断裂、裂纹萌生、扩展及分布的影响,揭示了回火温度对40CrMnSiB钢圆柱壳体宏观断裂特性的影响规律。研究结果表明：随着回火温度从200 ℃上升到600 ℃,初期受动态塑性及断裂韧性改善的影响,壳体的断裂相关参量变化明显,后期材料动态强度减小造成的影响更突出,断裂相关参量基本不变;在500 ℃回火状态下的壳体断裂应变最大,相对于200 ℃回火状态提高了48.1%.     

微米铝粉氧化铝壳增强及其抗氧化性能

为增加壳核结构微米铝粉的抗氧化性能,利用同步热分析仪在氧气环境中以20℃·min-1的升温速率对4种不同粒度(2.51,5.20,13.35,24.02μm)的微米铝粉缓慢加热至650℃,实现微米铝粉氧化铝壳的增强。用热重分析技术对处理前后微米铝粉缓慢加热条件下的热响应行为进行了研究,并利用扫描电镜,X射线衍射对不同阶段的氧化产物进行分析。结果表明,氧化铝壳增强处理后,微米铝粉的氧化铝壳从无定形态变为γ态,致密性增加,同时,4种微米铝粉样品的氧化铝壳厚度增加到原始厚度的3.3~5.9倍。在保持微米铝粉高活性的条件下,氧化铝壳的相变和增厚使得微米铝粉在低于1350℃的缓慢加热过程中不被氧化性环境氧化,仍保持较高活性,抗氧化性能大幅提高,微米铝粉的缓慢氧化反应机理从阶段性增重的破壳反应机理转变为氧化铝壳增强后的氧化反应抑制机理。     

60mK8型单层球面网壳减震研究

对跨度为60m的K8型单层球面网壳进行了支座减震分析。结合对结构在有控和无控状态下自振特性的分析,阐述了单层球面网壳结构的减震控制原理,并在频遇地震作用下,进行了减震效果分析。     

Buckling of super ellipsoidal shells under uniform pressure

This paper is concerned with the elastic buckling of super ellipsoidal shells under external uniform pressure. The middle surface of a super ellipsoidal shell is defined by the following equation: (x/a)²ⁿ+(y/b)²ⁿ+(z/c)²ⁿ=1, where n is an integer varying from unity to infinity. It is clear from the equation that the range of shell shapes covered sphere (n=1, a=b=c) to cube () and ellipsoid (n=1) to cuboid (n=∞). By adopting a recently proposed solid shell element for the buckling analysis, the critical buckling pressures of thin to thick super ellipsoidal shells are obtained and tabulated for engineers. The shell element allows for the effect of transverse shear deformation which becomes significant in thick shells. Their buckling shapes are also examined. In addition, a simple approximate formula for predicting the critical buckling pressure of thick spherical shells is proposed.     

短程线型单层球面网壳的自振特性分析

采用LANCZOS方法系统地分析了短程线型单层球壳的自振特性,考虑了不同矢跨比、不同跨度、不同屋面荷载、不同的杆件截面面积和不同支座条件等参数的影响,得出了短程线型单层球面网壳结构的自振规律。     

Whole section anchor–grouting reinforcement technology and its application in underground roadways with loose and fractured surrounding rock

Strata control technology for roadways with loose and fractured surrounding rock is one of the most challenging areas in underground roadway support. Based on the case of the serious deformations that occurred in a western main roadway of a Chinese coal mine, this paper analyzes the characteristics and influencing factors of deformation of roadways with loose and fractured surrounding rock. A mechanical model of the roadway’s surrounding rock has been established to study the different forces at play in the plastic zone of the roadway via means of site observation, theoretical analysis, numerical simulation and onsite experiments. Based on the double shell anchor–grouting reinforcement mechanism, whole section anchor–grouting reinforcement technology (WSAGRT) was implemented in the coal mine with the pertinent support parameters optimized by numerical simulation. The results show that the deformation of the rock surrounding the roadway has been held in check effectively, and thus WSAGRT warrants a safer and more effective mining environment.     

空间结构半刚性C型节点优化及转动性能试验研究

提出了一种新型空间半刚性C型节点。为使该节点具有较好的转动能力及耗能能力,基于“强节点、弱构件”的抗震基本原则,提出了“强连接、弱板件”的空间半刚性节点。首先根据规范及理论分析初步确定节点各组件的合理尺寸;然后运用ABAQUS有限元软件建立非线性有限元模型,对节点各组件的尺寸进行优化,确定合理的组件尺寸。通过有限元分析和试验对该节点的性能进行研究。结果表明：该空间半刚性C型节点在弯矩荷载作用下表现出了较好的受弯承载能力和延性;节点刚度及承载力均随锥头侧连接板厚度、前端板厚度的增加而增大。节点锥头部分的材料本构模型选取对有限元分析结果的影响显著,采用三折线模型模拟所得结果更为精确。