结构简化弹塑性撞击分析模型及新型防撞吸能器初步试验研究

通过引入防撞吸能器的力-位移关系,建立了用于结构防撞设计的简化弹塑性撞击分析模型。同时对新型蜂窝状加气混凝土吸能器开展了系列静压试验,结果表明该吸能器具有良好的塑性变形吸能特性。通过改变水灰比、骨料配比及模具的形状与大小,可制作不同强度及不同几何构型的蜂窝状加气混凝土吸能器。对安装该吸能器的结构模型进行了撞击试验,实测的结构振动响应与简化弹塑性撞击分析模型的仿真结果吻合良好,从而验证了所提出的简化撞击分析模型的有效性。进一步的撞击能量转移及结构振动响应分析表明:吸能器强度越大,则撞击持续时间越短,而直接作用在结构上的撞击能量越大;撞击过程中结构的动力响应主要受吸能器的强度及结构自身刚度的影响;采用拟静力法分析撞击过程中结构的位移响应时需考虑合适的放大系数。     

框架结构地震反应的弹塑性时程分析

叙述了时程分析方法的原理，并用该方法计算了钢筋混凝土框架结构的弹塑性地震反应。通过按照时程分析法原理用MATLAB语言进行计算机编程，得出了结构的地震反应时程曲线。     

框支梁(托梁)的斜截面强度及裂缝原因分析

本文对某高层办公楼两根框支梁(托柱转换大梁)的侧表面出现的斜裂缝,通过现场检测和弹塑性有限元分析,讨论了裂缝发生的原因,校核了梁的斜截面强度,对比分析了结构处于弹性与弹塑性阶段截面的应力分布差异,分析了腰筋对梁抗剪强度的影响,还对比分析了按普通构件配筋得出的斜截面强度的安全余量,最后对该种类型构件强度设计提出改进建议。     

Prediction of wrinkle tendencies in explicit sheet metal-forming simulations

In large-scale numerical simulations of sheet metal-forming processes there is a need for assessing wrinkle formation tendencies at early stages of the computations. An algorithmic procedure for early prediction of wrinkles is presented, that makes use of the continuum mechanical behaviour of elastoplastic structures near buckling. The procedure has been implemented into an explicit finite element code and the performance is demonstrated on some example problems. © 1997 John Wiley & Sons, Ltd.     

罕遇地震作用下框架-核心筒结构弹塑性反应分析

采用有限元软件进行单向、双向罕遇地震作用下框架-核心筒结构弹塑性时程分析,通过单向、双向罕遇地震作用下结构响应对比,分析了双向罕遇地震作用对结构顶点位移、层间位移角、楼层相对扭转角及相对加速度的影响;通过改变地震波输入角度,考察了其对结构响应的影响。结果表明:单向、双向罕遇地震作用下的结构层间位移角曲线较为相似,但是双向罕遇地震作用下的结构层间位移角明显较单向作用下的大;地震动特性对楼层扭转角的影响较为显著,一般相对扭转角最大值均出现在结构的顶层;楼层响应相对加速度最大值一般出现在结构底部1/5~3/5结构高度内或结构的顶部;地震波输入角度对结构响应的影响较大。     

混凝土弹塑性损伤帽盖模型参数确定研究

摘要:基于连续损伤力学和塑性力学理论形成的弹塑性损伤帽盖模型是一个高级混凝土本构关系模型,但模型涉及的参数过多却给运用造成了不便。本文对模型参数进行详细解释基础上,采用已有的混凝土材料试验数据给出了其子午线强度参数、帽盖参数、脆性损伤和延性损伤参数取值,大大方便了工程运用。最后以单轴拉伸和单轴压缩为例数值演示了模型基本力学特性。     

水平弹性支承圆弧钢拱的平面内极限承载力研究

支承于其他结构构件上的拱的支座约束可以用拱脚处的水平弹簧进行等效替代。利用ANSYS有限元程序,在考虑了几何缺陷、残余应力和材料非线性的基础上,采用大挠度变形理论对水平弹性支承拱进行了研究,分析了其极限强度和失稳特征。针对工字形截面,研究了不同荷载工况下支座刚度对拱的承载力的影响,得到了两者之间的变化关系和极限状态下支座位移的计算公式。使用已有的两铰圆弧拱设计公式对弹性支承拱进行了验算,并提出了实用的简化设计准则。     

Identification of Elasto-Plastic Constitutive Parameters by Self-Optimizing Inverse Method: Experimental Verifications

In this paper, the Self-Optimizing Inverse Method (Self-OPTIM) has been experimentally verified by identifying constitutive parameters solely based on prescribed boundary loadings without full-field displacements. Recently the Self-OPTIM methodology was developed as a computational inverse analysis tool that can identify parameters of nonlinear material constitutive models. However, the methodology was demonstrated only by numerically simulated testing with full-field displacement fields and prescribed boundary loadings. The Self-OPTIM is capable of identifying parameters of the chosen class of material constitutive models through minimization of an implicit objective function defined as a function of full-field stress and strain fields in the optimization process. The unique advantages of the Self-OPTIM includes: 1) model independency that is expected to open up a wide range of applications for various engineering simulations; 2) capabilities of parameter identification based solely on global measurements of boundary forces and displacements. In this paper, the Self-OPTIM inverse method is experimentally verified by using two different shapes of specimens made of AISI 1095 steel: 1) dog-bone and 2) notched specimens under a loading and unloading course. Parameters of a cyclic plasticity model with nonlinear kinematic hardening rule and associated flow theory are identified by the Self-OPTIM. Multiple tests and the inverse simulations are conducted to ensure consistent performance of the Self-OPTIM. The identified parameters are successively used to reconstruct the material response.     

设置BRB桥梁排架墩基于位移抗震设计方法

基于“保险丝”和“损伤控制”的抗震设计理念,提出在桥梁双柱式排架墩中通过设置屈曲约束支撑(BRB)以提高其横桥向抗震性能的构想。首先从获得“抗震能力”的角度对设置BRB桥梁排架墩的抗震设计参数进行系统性分析,推导出与剪跨比和墩柱间距与直径(边长)比相关的BRB核心段最大和最小长度取值范围|再从求解“地震需求”角度建立了设置保险丝的(SDOF)主结构体系弹塑性反应谱基本方程,分析该体系的非线性地震反应一般规律|然后,基于体系的“抗震能力”和“地震需求”,发展了设置BRB的桥梁排架墩基于位移的抗震设计方法,并结合一个具体桥梁排架墩实例说明建议设计方法的可行性。     

长周期结构弹塑性时程分析的地震波选取

长周期结构在大震作用下进入弹塑性状态,结构刚度退化,周期延长,地震波对应的反应谱与规范反应谱在长周期段的拟合程度对结构的安全性判 断有较大影响。提出长周期反应谱拟合系数作为长周期结构在弹塑性时程分析中地震波选取的依据,通过六千多条强震记录的统计分析,得到不同场地条件 下适用于长周期结构弹塑性时程分析的地震波库,保证所选取地震波对应的反应谱与规范反应谱在3~6s段统计意义上相一致。