复合材料薄壁梁模态的有限元分析

采用有限元软件ANSYS对三闭室复合材料箱型薄壁梁以及复合材料翼型截面薄壁梁进行了模态分析.首先建立了复合材料薄壁梁的有限元模型,然后对这2种不同截面形状的薄壁梁分别进行了模态计算,讨论了铺层角度、长高比、宽高比对三闭室复合材料薄壁箱型梁的模态振型及固有频率的影响,并讨论了铺层角度、长度、铺层数对复合材料薄壁翼型梁的模态振型及固有频率的影响.     

钢管混凝土哑铃型截面构件扭转试验及抗扭刚度分析

分析了钢管混凝土哑铃型截面构件的约束扭转试验及抗扭刚度参数,结果表明,钢管混凝土哑铃型截面构件有较好的扭转弹塑性;增加腹腔宽度可增强哑铃形构件的抗扭性能,增加截面高度对于增强构件抗扭承载力影响不大;哑铃型截面抗扭刚度为钢管、管内混凝土、腹腔混凝土三部分抗扭刚度之和,腹腔混凝土抗扭刚度所占比重较小,可以忽略.     

L形和T形截面柱正截面承载力的研究

本文根据Ｌ形和Ｔ形截面钢筋混凝土压弯构件的试验结果，在证明了试件的横截面符合平截面假定之后，采用我国《混凝土结构设计规范》（ＧＢＪ１０－８９）的钢筋和混凝土的应力－应变关系，用数值积分法编制程序作非线性分析，由该程序所算得的构件承载力和试验的极限荷载有较好的符合。在此基础上提出了钢筋混凝土Ｔ形截面压变构件正截面承载力的实用计算方法。     

用“弦线法”与“优选法”求解切圆截面W_Z的极值

在实际工程中受弯曲构件,其强度与受弯构件截面的抗弯模量W有关。为了提高受弯构件的抗弯能力,其措施较多,但也可在所采用截面形状中切割去一部分截面来达到使截面抗弯模数Wz为最大值。本文讨论用“弦线法”与“优选法”解切圆截面Wz的极值的超越方程。     

T形截面钢筋混凝土受扭构件的抗裂度、强度及刚度(Ⅰ)

前言根据中国建筑科学研究院下达第三批重点科研项目,广西大学土木系是承担钢筋混凝土T形截面和I字形截面受扭构件试验研究的单位之一。本阶段试验探讨T形截面构件的开裂扭矩、腹部配筋构件的极限承载能力和刚度。本文就所做的8根纯混凝土构件、15根只在腹部配筋而翼缘不配筋的构件和3根腹翼皆配筋的构件的试验结果,提出相应的计算式。     

钢筋混凝土构件和框架的优化设计-0.618法

本文采用０．６１８法对钢筋混凝土梁、柱构件进行优化设计，对钢筋混凝土框架 则在给定初始截面的条件下进行内力分析．即首先对梁、柱的逐个构件按０．６１８法 进行优化设计，然后按构件的分类，在同类构件的优化截面中选择一个最优的截面尺 寸联同该类各构件的配筋，再求出所有构件价格的总和，这就是该次的目标函数 值。以此次优化所得的截面尺寸进行内力重分析，再按上述办法进行优化设计：直到 前后两次所得截面尺寸小于允许误差为止。作为说明，本文给出了梁、柱、框架等四 个例题。     

变截面悬臂构件挠度计算的等效柱法

基于最大位移相等原理,应用辛普生积分公式导出了变截面悬臂构件挠度计算的等效柱法,将变截面构件挠度计算的复杂积分运算转化为等截面等效柱的惯性矩计算,力学概念明确.算例表明,等效柱法简便实用,适用性广,精度较高,是变截面构件挠度计算的有效方法.     

超静定的结构中截面变更的影响

在桥樑和房屋等结构中,不论结构物是由钢或钢筋混凝土所制成,它的构件截面在整个体系之内,特别是在一个跨径之内,每每是变化的。设计这种超静定的结构时,一般是根据经验或类似的参考资料和便利于力学计算的要求,先假定构件截面的函数,作力学计算。按照由此算得的内力作出截面设计之后,重新进行力学计算。必要时在再次修改截面之后,仍须复核一次力学计算。这种反复的计算过程,其繁琐费时是为实际工作中的结构力学工程师所深深感到的。因此各方面曾致力于为变截面构件的计算编制实用的表格和实用的计算公式[1],以减轻计算工作。本文也是为减轻这种计算工作的一种尝试。为了这个目的,我们提出这样的问题:假定某一个超静定的结构物,用便利于力学计算的构件截面函数作了第一次力学计算之后,构件的截面变更了。试问能否在第一次计算的基础上求出截面变更所引起的内力数值的变更?研究的结果可以简要归纳成三点:第一,x点的构件截面的变更对于任一截面的内力z的影响,可以用“截面变更对内力的影响线Ψ_z(x)”来表示,从而可以求出在一定的荷载情况下截面的变更对内力z引起的变更△z。第二,确定了各处的构件截面变更之后,可以求出任一内力z的荷载的影响线η_z的变更△η_z。第三,求△z和△η_z都可以利用第一次力学计算中介弹性方程的系数,不必再编排和求介新的弹性方程,仅仅需要求出截面变更所引起的变形数值的变更△δ,而对它的准确度的要求不需要像对δ那样高,因而它的计算可以简便些。     

T形截面钢筋混凝土受扭构件的抗裂度、强度及刚度(Ⅱ)(续)

前言根据中国建筑科学研究院下达第三批重点科研项目,广西大学土木系是承担钢筋混疑土T形截面和工字形截面受扭构件试验研究的单位之一。在前阶段试验和分析了T形截面受扭构件混凝土和腹部钢筋作用的基础上,又制作16个T形截面钢筋混凝土构件,进行受扭试验,主要探讨翼缘配筋的作用,其中有四个构件,翼缘厚度与腹部宽度相等和接近相等。本试验和[Ⅰ]中的试验用同样的仪器和设备,但     

变截面构件受撞击荷载作用时的动荷系数研究

基于碰撞过程中能量无损失的假设前提下,利用积分法求解了空心圆截面、实心圆截面和矩形截面三种不同截面形式的变截面构件在撞击载荷作用下的挠曲线方程,进而求得撞击荷载以静荷方式作用于撞击处时弹性构件在该处的静位移。并从能量守恒原理入手,用积分法导出了上述三种不同变截面构件受撞击荷载作用下的动荷系数计算公式。这些公式各力学量意义明确,实用性强,可供工程技术人员参考。     

冷弯薄壁卷边型钢构件有限条法屈曲计算误差分析

通过对不同长度C型和Z型截面冷弯薄壁型钢构件进行屈曲临界荷载计算,将有限条法(FSM)计算结果和有限元法(FEM)计算结果进行对比,分析了有限条法计算误差产生的原因;并且归纳了有限条法在冷弯薄壁型钢构件屈曲分析中的适用范围。算例分析表明,有限条计算结果中只有长细比较大且发生一个半波屈曲的情况才与实际相符合。     

大跨度自锚式悬索桥的颤振稳定性研究及风洞实验

研究大跨度自锚式悬索桥钢加劲梁的截面选形、结构动力特性分析、施工及运营状态的气动力性能等问题;以湘江三汊矶大桥为背景,基于多振型耦合颤振的气弹性理论,分析计算自锚式悬索桥的颤振临界风速;探讨截面形式、施工方法等对钢加劲梁的气动参数及颤振稳定性的影响;此外,与该桥的节段模型和全桥气弹性风洞实验的结果进行对比。研究结果表明:自锚式悬索桥的抗风稳定性主要与主梁的施工方法和架设过程有关;桥梁颤振临界风速随着结构体系的转换而变化,其抗风稳定性主要对结构频率比较敏感;该种桥式具有良好的抗风稳定性。     

轴心受压部分加劲板件稳定系数计算方法研究

基于能量法对冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴心受压构件的弹性畸变屈曲应力和半波长进行推导分析,得到相应部分加劲板件的稳定系数建议计算公式.与有限条法计算结果的对比分析表明,建议的部分加劲板件稳系数计算方法具有较高的精度和较好的通用性.在此基础上,通过简化分析给出了轴心受压构件部分加劲板件考虑畸变屈曲和局部屈曲的协同稳定系数计算方法.算例分析以及国内外的相关实验结果的验证表明,建议方法能够更好地考虑轴心受压开口截面构件畸变屈曲和局部屈曲对于构件极限承载力的影响,承载力计算结果相对于我国现行《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018—2002)更加准确,适用性更强.     

一种水上电动飞机支撑结构分级优化方法

针对某水上电动飞机浮筒支撑杆稳定性和装备预留空间的问题,分别从拓扑,尺寸,形状3个方面进行分析,设计一种轻量化且有良好气动外形的支撑结构.首先在已有飞机载荷与设计区域大小的情况下,基于拓扑优化方法对支撑架的包络空间进行迭代计算,得到最优传力路径,获取合理的节点位置和杆件连接方式.其次在ANSYS和iSight中采用多岛遗传算法对杆件截面尺寸参数进行联合优化,得到各个截面的最优尺寸,最终获得的结构形式既满足强度要求,且与原结构重量相比减轻了13.6％;最后通过"翼型"整流罩结构的使用减小杆件的阻力值,降低桁架结构对飞机气动性能的影响.新方案旨在为水上飞机支撑架设计提供一种新思路,也为相似的类桁架结构优化提供理论依据和技术支持.     

海底油气管线冲刷段的弹性屈曲分析

文中探讨了海底埋设油气管线冲刷段的弹性稳定分析方法,提出梁壳模型,考虑截面扁平化效应,运用弹性稳定理论导出了冲刷段的弹性屈曲控制方程,并给出了平衡路径数值分析算例,为进一步分析管线的弹塑性屈曲奠定基础。     

负载下焊接加固铁塔角钢轴压构件的受力性能

为研究不同加固截面形式、初始负载大小对铁塔轴压角钢焊接加固后受力性能的影响,选择了方形和L形两种加固截面形式,在4档不同初始负载下进行了焊接加固角钢的轴压单调加载静力试验,得到了焊接加固后角钢的荷载位移曲线、极限稳定承载力和破坏模式.针对试验试件建立了有限元模型,进行了考虑焊接间接热力耦合方法的数值模拟计算.对比试验和数值计算结果表明:两种加固截面破坏模式为整体弯曲失稳;相对于方形加固截面试件,L形加固截面试件对于热输入的影响更加敏感,延性较差;当初始负载名义应力比不超过0.3时,可以忽略初始负载大小对加固后角钢轴压构件极限稳定承载力的影响.     

双V形三维构件张拉结构的矩阵分析与预应力优化研究

张拉结构是由不连续的受压构件和连续的受拉绳索组成的特殊结构体系,含有三维受压构件的张拉结构利用三维受压构件代替一维杆,增加了结构的稳定性与可控制性,是张拉结构发展的新趋势.利用取自正四面体四条斜边组成的双V形受压构件,以及纵向和环向绳索制得张拉整体结构模型,并用矩阵平衡法进行分析.建立矩阵时将传统杆索结构中只考虑杆轴向压力的平衡矩阵扩展到考虑三维构件弯曲的空间铰接体系复合平衡矩阵;再根据平衡矩阵理论以及奇异值分解理论得到该模型的自应力模态.在优化过程中,绳索受拉条件与力的均匀性作为优化目标,运用人工鱼群算法对构件预应力进行优化.结果证明结构的稳定性良好,绳索与受压构件拉压合理,以及对不同类别预应力分别进行均匀性优化的结果更好更具有针对性.     

基于激光测距的双机器人管道测绘方法

为解决传统天然气管道测绘设备只能测绘直管道且测绘距离近的问题，提出基于激光测距的双机器人管道测绘方法.管道分为水平直管道段、90°水平弯管道段、上/下坡管道段和复合管道.方法中两机器人从管道入口处开始交替匀速前进，直至离开管道，通过解算机器人获取的距离数据，得到每段运动中管道段的三维模型，最后进行拼接，完成对整条管道的测绘.实验结果表明，本方法实现了对不同管道的测绘，并有效提升了管道测绘的距离，2000m距离误差在4m内，误差率约为0.178%.     

管道穿越土质边坡斜竖井设计参数的确定方法

基于边坡稳定性分析理论,提出一种管道井式穿越黄土冲沟边坡确定设计参数的新方法.该方法首先通过对边坡稳定性进行分析,寻找出边坡潜在最危险滑动面的形状及位置,然后由此结果确定管道斜井或竖井的安全井口位置、井长或井深、水平巷道长度和斜井极限倾角等设计参数,并给出井口与边坡坡肩安全距离、斜井倾角、井长等设计参数的计算公式.研究结果表明:只要管道穿越斜井或竖井布设在边坡潜在最危险滑动面之外,并充分考虑施工影响,则管道工程的施工时边坡的稳定性影响较小;新方法简捷实用,可用于油气管线穿越各类土质边坡或冲沟时确定设计参数.     

氯盐侵蚀环境下圆形截面混凝土构件服役寿命 分析与配合比选择

氯离子侵蚀混凝土结构,导致混凝土过早发生破坏,其原因之一是在进行结构满足耐久性设计时忽略了结构的外形和扩散维数对氯离子扩散的影响。基于钢筋脱钝的临界氯离子浓度,提出了圆形截面氯离子侵蚀的耐久性服役寿命计算方法。开展了耐久性正交实验,通过服役寿命定量计算,可以对圆形截面构件混凝土的配合比进行设计与选择。通过算例分析混凝土构件的服役寿命,结果表明圆形截面构件相对于矩形截面构件具有更好的耐久性,在混凝土结构耐久性设计时,采用圆形截面构件可以增加满足耐久性的混凝土配合比方案,减小混凝土配置难度,降低建造成本。