等厚圆弧对称无铰拱的形常数

在水工建筑物中，常遇到诸如门洞形等由等厚圆弧对称拱与杆件组成的结构。当采用“位移法”分析这些结构内力时，必须先求出拱及杆件的形常数与载常数。关于拱的形常数在我国已出版的书刊中标注不一，给工程设计带来很大困难，影响进度和质量。鉴于此，笔者推导了等厚圆弧对称无铰拱的形常数公式。公式推导采用“力法”。基本体系为两个悬臂曲梁。在建立求解未知力的联立方程时，利用结构的对称性，弹性中心等概念，使副系数为零，将三元一次联立方程简化力一元一次方程。整个推导过程简单明白。在使用公式时，需注意一点，就是勿将拱座发生单位对称位移时的抗挠劲度公式与其反对称位移的抗挠劲度公式相混淆。     

一种2自由度柔顺移动并联机构研究及其在对接装置上应用

利用伪刚体模型研究了柔性曲梁的弹性回复力和刚度特性,推导出了柔性曲梁的直线刚度表达式,其结果表明通过改变曲梁的预变形量可以改善曲梁的刚度特性,使其具有近似线性化刚度特点。利用该特点,提出了一种双曲梁支链结构形式。结合伪刚体模型和螺旋理论,探讨了该双曲梁支链的自由度和运动特性,进而设计出了一种2自由度柔顺移动并联机构。根据机构运动特点,推导出了其简化运动学和动力学方程,给出了并联机构平台的工作空间和刚度性能,对并联机构平台的极限扭转力矩进行了研究,并制作了柔顺移动并联机构实物样机,对其运动特性进行了试验验证。最后,将2自由度柔顺移动并联机构应用于无人艇水样对接装置设计,利用ADAMS仿真了对接过程,结果表明,该装置能在有较大的径向平移偏差和角度偏差的情况下,完成公头和母头的柔顺对接。     

复合材料曲梁结构弯曲失效分析

使用Solid Composite单元建立了有限元模型,对复合材料曲梁结构在弯曲载荷下的层间拉伸及剪切应力进行了分析,并预估了破坏载荷。通过试验对比,分析结果与试验结果符合性较好,证明该方法能够较为准确的分析复合材料层间失效情况,可以应用于复合材料结构的工程设计之中。     

基于精确几何的曲梁分析新方法

在前期研究的直梁的独立覆盖分析方法基础上,提出曲梁的独立覆盖分析方法。采用实体分析模式,只需使多项式覆盖函数中的某些项不参与计算,就能模拟梁的基本假设,从而避免了推导曲梁控制方程及相应数值计算公式的复杂性。借助随中面参数方程变化的局部坐标系,并计算该坐标系的局部坐标和方向余弦关于整体坐标的导数,就能实现精确几何描述下的曲梁分析。采用常曲率的一段圆形曲梁和变曲率的一段椭圆形曲梁的算例,验证了方法的可行性。研究方法为曲梁和下一步的曲壳分析提供了全新的途径,也是除了等几何分析方法之外的实现几何保形性的新方式。     

简支曲梁结构的大变形及吸能分析

目的 通过对简支曲梁缓冲器的非线性大变形及能量吸收特性的理论研究,为其缓冲设计与应用提供理论参考。方法 基于Euler–Bernoulli梁理论,以曲梁的曲率半径及截面角为基本参数推导简支圆形曲梁大变形控制方程,考虑压板作用下曲梁的多种变形情况给出曲梁的大变形及变形能的解析表达,进而计算不同外力及初始安装角下缓冲器的变形情况及变形能,并与数值计算结果进行对比。结果 理论计算结果与数值解高度吻合,表明计算方法的可靠性,缓冲器的缓冲系数取决于曲梁材料、初始曲率半径及安装角度,与其数量无关;当初始安装角为 时,缓冲器的最小缓冲系数可取到6.12。结论 所讨论曲梁缓冲器具有明显的非线性大变形特性和良好的缓冲吸能特性,能够替代传统缓冲材料,方便地用于运输系统的缓冲设计中,给出了简支曲梁缓冲器的基本设计方法。     

预应力圆弧曲梁振动微分方程推导及求解

曲梁的动力特性是曲梁结构设计所关注的重要内容。为了研究预应力圆弧曲梁的振动特性,以振动状态下的预应力圆弧曲梁微段为研究对象,考虑预加力对微段弯矩的影响,根据达朗贝尔原理推导了预应力圆弧曲线梁的振动微分方程并对方程进行求解。导出了预应力简支圆弧曲梁面内振动的一阶自振频率解析式。通过有限元数值解与本文解析解的比较,验证了所提出解析公式的正确性。     

办公楼预应力曲梁设计中几个问题的探讨

某商用办公楼,共24层,每层都有如图1所示的对称的2根曲梁(曲梁形状为圆弧形,半径9.4m,曲梁对应圆心角为68°),原设计的钢筋混凝土曲梁截面为1100mm×1200mm。由于曲梁所在空间为各层的综合大厅,要求降低梁高。将曲梁设计成劲性混凝土曲梁和预应力混凝土曲梁两种方案。1方案选择将曲梁设计成劲性混凝土曲梁,由于加入劲性钢骨,增加了曲梁的整体刚度,改善了变形,可满足降低梁高的要求;但为满足“强柱弱梁”的抗震及节点弯矩传递要求需用劲性柱。劲性混凝土施工工艺复杂,进度慢且造价较高。将曲梁设计成预应力混凝土曲梁,对曲梁施加预应力后,产…     

对称荷载下水平曲梁计算与配筋程序

本文讨论工程中常见的水平曲梁的计算原理和计算模型，给出了计算程序。     

预应力混凝土曲线连续刚构桥梁悬灌施工中线型控制方法

研究了预应力混凝土曲梁桥悬灌施工中线型控制方法。在考虑了不同时间悬灌混凝土梁段徐变变形的条件下,提出了在两种坐标系中悬臂灌筑主梁时各梁段线型调整参数的计算公式。介绍了用所建立的方法对南昆铁路板其二号大桥实施线型控制的效果：既保证了合拢精度,又达到了成桥线型与目标线型的吻合。