预应力腹板开洞钢-木组合梁抗弯性能研究

【目的】为了研究体外预应力腹板开洞钢-木组合梁在四点弯曲静载作用下的变形和受力性能。【方法】通过有限元软件ABAQUS建立三维实体模型,研究预应力钢绞线布置形式和洞口形状等参数对组合梁刚度、变形和承载能力的影响规律和程度。【结果】结果表明：设置预应力钢绞线可以显著提高组合梁的刚度和承载力,使折线型的初始刚度和屈服承载力分别增强41%和25%,直线型效果次之;未设置预应力的组合梁跨中洞口处容易发生应力集中和较大变形;洞口形状影响洞口区域应力重分布情况,长方形洞口底部两侧容易出现塑性铰,正方形洞口这种现象得到部分改善,圆形洞口底端钝角容易发生应力集中和变形。【结论】选择合适的预应力钢绞线布置形式和洞口形状可以显著提高腹板开洞对钢-木组合梁刚度和承载力,减少变形程度。     

栓钉推出试验及有限元仿真研究

【目的】钢-混组合梁借助栓钉实现相互连接，栓钉能抵抗钢梁与混凝土之间的纵向分离，也可传递纵向剪力，是研究两者组合在一起的重点。【方法】本研究使用ABAQUS有限元分析软件对栓钉进行仿真研究，在已有的单层栓钉推出试验的基础上，有限元仿真结果与试验结果吻合较好。在有限元较精确的情况下进行参数化数值分析，研究混凝土强度、栓钉极限抗拉强度对栓钉抗剪承载力的影响。【结果】由计算结果可知，栓钉抗剪承载力随混凝土强度及栓钉极限抗拉强度的增大而提高，并对试验结果与有限元结果进行分析。【结论】在提高混凝土强度时，超过C50混凝土强度对栓钉抗剪承载力提高较小，要考虑其经济性。在提高栓钉极限抗拉强度时，为了满足混凝土与连接件共同工作的情况，要与相应混凝土强度等级相适应，避免一方先行被破坏。     

基于ANSYS的抽油机游梁支承结构分析与改进

【目的】抽油机游梁支承结构对作业过程的安全性、可靠性及使用寿命显得尤为重要,本研究通过分析与改进抽油机的游梁支承结构,为抽油机设计人员对该结构的设计提供参考。【方法】本研究在对抽油机的结构、几何、运动、速度、工况及受力等进行分析的基础上,对游梁支承的关键部位轴承座进行三维模型建立、力学计算模型分析,并对其进行有限元分析与结构改进。【结果】对改进前后的轴承座进行比较可知,最大总变形量降低了25.4%,最大等效应力下降了29.3%,从应力云图可以看出,结构局部改进后,轴承座加强筋周围的应力集中现象也得到一定缓解。【结论】通过对轴承座结构进行局部结构的改进,能提高轴承座的强度和刚度,增强结构的稳定性。     

深中通道某异形钢箱梁横向分块施工受力分析

【目的】为论证施加压重荷载方案的可行性，以深中通道某工程为研究背景，研究各施工阶段下梁块线形和应力情况。【方法】采用Midas Civil板单元建立钢箱梁横向分块安装有限元模型，分析箱梁吊装到临时支撑、施加压重荷载两个施工阶段，钢箱梁纵缝处的位移及主要构件的应力情况。【结果】结果表明，D、E段钢箱梁分块吊装到临时支撑后，钢箱梁横向分块后箱梁接缝处存在位移差，位移差最大值分别为5.9 mm、8.9 mm，且都发生在跨中截面处；施加不同的压重荷载后，纵缝处的最大位移差绝对值减小85%、79%，且理论位移差皆不超过2 mm；顶板、底板、腹板的应力分布规律基本一致，且应力值均不超过80 MPa。【结论】横向分块施工方案安全合理，研究成果可为同类型桥梁横向分块施工提供参考。     

高层建筑筏板基础共同作用的监测与分析

【目的】为了研究高层建筑对筏板基础的影响，对筏板基础沉降、钢箔应力和基底反力变化规律展开讨论。【方法】以郑州某实际工程为分析案例，利用现场的实测数据对筏板基础沉降、钢筋应力和基底反力的变化趋势进行讨论分析。【结果】研究发现：基础沉降值与上部荷载的变化成正比，沉降曲线呈下凹形，筏板基础中间的沉降量明显高于两边的沉降量；上部荷载增加，基底反力增大明显，对基底的反力测点分析发现角部比边部和中部的反力大；随着上部荷载的变化，钢筋顶层应力较底层变化更为迅速，分布在边部的钢筋应力较中部更大，筏板边部钢筋应力大于中部钢筋应力。【结论】该研究可以为后续深入研究高层建筑对筏板基础的变形影响提供一定参考。     

反复加卸荷作用下两种岩石的变形与声发射特征研究

【目的】为了研究反复加卸荷作用下不同类型围岩在隧道施工及运营过程中的变形与破坏特征。【方法】选取花岗岩和砂岩试样进行等荷载反复加卸荷试验。【结果】研究结果表明：当应力水平低于裂缝损伤应力时，滞回曲线在循环过程中由疏至密；当应力水平高于裂缝损伤应力时，滞回曲线并不会表现出明显的密集特征；当应力水平低于裂缝损伤应力时，在第一次加卸载过程中损伤已基本形成，花岗岩发生的声发射事件有限，而砂岩声发射事件稀少，并在后续循环累积过程中损伤明显减少；当应力水平超过裂缝损伤应力时，两种岩石在循环加卸荷过程中会逐次产生明显的损伤，且应力水平超过裂缝损伤应力越高，损伤增长速度越快。【结论】循环荷载的增大会促进花岗岩内部裂纹的扩展，导致声发射事件变得活跃，而砂岩只有在应力水平提高至93%时，声发射事件才表现出明显间歇性增长规律。     

强震区高边坡稳定性及支护方案的数值模拟

【目的】了解地震作用对边坡稳定性的影响。【方法】研究选择尼泊尔某高速公路路堑边坡作为研究对象，针对强震地区地震荷载作用条件下，采用有限元方法，就高速公路路堑高边坡的稳定性和位移变化情况，进行了模拟计算。【结果】高边坡的稳定性随地震强度的增加而降低、高边坡的位移随地震强度的增加而变大。另外，还就削坡+锚杆支护或削坡+锚杆+土钉的边坡治理方案进行了对比，通过改变锚杆角度等工程设计要素进行数值模拟计算分析，提出了更加合理的边坡治理方案。【结论】对强震地区类似的高边坡稳定性研究具有一定的参考作用。     

土钉墙与单支点桩板支护程序设计及经济性对比

使用Matlab编制了土钉墙支护和单支点桩板支护结构的计算程序,并在土钉墙支护结构的程序中将条分法进一步精确,使用完全积分的方法准确地搜索出了最不利滑移面的位置,根据该滑移面的位置及形状大小确定每根土钉的计算长度,使得土钉长度的计算更具合理性,然后通过不同基坑开挖深度时的计算对2种支护结构形式的经济性作了对比分析,为今后的实际工程设计提供参考.     

新型夹芯保温板在逐时温度作用下的研究

【目的】混凝土夹心板外叶往往较薄，逐时气温变化和太阳辐射对混凝土夹心板的温度作用十分明显，而荷载规范并没有考虑这两者的影响，本研究将考虑这两个因素，并研究讨论不同保温层厚度和内外叶层厚度对夹芯板挠度的影响，为后续的试验研究提供参考。【方法】在现有的理论研究基础上，基于有限元软件模拟出逐时温度作用下一种新型夹芯板的内外叶逐时温差和温差引起的位移。【结果】夹芯板在逐时温度作用下，内外叶层的温差、位移以正弦曲线的形式保持稳定状态。【结论】夹芯板内外叶温差的极值与夹芯板挠度的极值在相同时间取值、内外叶温差曲线走势与夹芯板挠度的变化趋势、逐时温度荷载的变化趋势一致性较高。     

浅埋水工隧道支护优化方案设计研究

【目的】目前，我国对水工隧洞的开挖支护研究较少，本研究以信阳市四水同治水工隧洞为研究对象，对该工程支护方案进行优化设计，为类似工程提供借鉴经验。【方法】通过FLAC3D软件建立模型，在支护方案的锚杆数量和喷混厚度两方面进行优化模拟计算分析。【结果】研究结果表明：(1)两种优化方案云图都与施工方案相似，数值上两种优化方案虽使围岩位移有所增大，但仍在安全范围内。(2)模拟锚杆优化方案虽使锚杆应力有所增大，但未超过锚杆应力极限承受范围。(3)模拟喷混优化方案与施工方案相比仅在数值上有差异，且变形位移在安全范围内。【结论】通过以上分析表明两种支护方案优化设计在安全性和经济实用性两方面具有参考意义。     

低温下船用钢材弹塑性曲线研究

【目的】分析不同低温下船用钢材单向拉伸应力-应变关系，对低温下船用钢材弹塑性曲线进行研究具有深远意义。【方法】选用EH36钢作为试验材料，对试件进行三种低温下的单向拉伸试验，在对试验数据进行分析后，采用弹性-幂次强化模型本构关系进行拟合，对比不同温度下单向拉伸应力-应变曲线。【结果】对EH36钢在不同低温下的单向拉伸应力-应变曲线进行分析，发现屈服强度和塑性应变随温度的降低而提高。【结论】EH36钢塑性强化参数采用有效塑性应变，计算得出预加应变时逆向加载的一维应力-应变关系，为此材料力学特性的研究提供参考。     

转体球铰偏心距计算及偏载作用下结构受力分析

【目的】当转体桥梁上部结构的重心不在球铰中心线上时，桥梁上部结构将产生偏心荷载，会对球铰受力产生不利影响。因此，有必要对偏载作用下的球铰结构受力进行分析。【方法】基于简化算法理论、弹性半平面体边界受集中力理论，对转体球铰的偏心距进行理论计算，并根据计算值来开展偏载状态下30 000 t转体球铰的受力特性研究。在保证计算精度的前提下，将四氟滑片简化为四氟环条，能有效提高球铰有限元的建模效率。【结果】研究结果表明：球铰在正载和偏载作用下，球铰主要受力部件的强度和刚度均满足使用要求。当球铰处于偏载状态时，上球铰的应力增幅达18.4%。【结论】研究成果可为桥梁转体施工球铰设计及受力验算提供理论基础。     

恒高温下钢管混凝土的 界面黏结应力 滑移关系模型研究

高温下,钢管混凝土的黏结应力 滑移关系模型是进行钢管混凝土结构耐火性能非线性分析的基础.目前国内外对常温下和高温后钢管混凝土的平均黏结强度和黏结滑移关系模型研究相对较多,而高温下钢管混凝土的黏结滑移关系模型研究较少该文在已有高温下钢管混凝土界面性能试验结果的基础上,提出了高温下界面黏结应力 滑移关系曲线,并通过大量相关试验数据拟合出平均黏结强度及对应的滑移,以及剩余黏结强度与主要影响因素的关系式与试验结果的对比分析表明：该文提出的高温下黏结应力 滑移关系模型的计算结果和试验结果吻合较好,为进一步研究钢管混凝土耐火性能的精细化有限元分析奠定了基础     

外包钢加固钢筋混凝土柱非线性分析

利用有限元分析软件ABAQUS,对不同卸载量下外包钢加固后的钢筋混凝土柱进行非线性分析,研究了加固后混凝土柱的破坏特征、受力性能和破坏机理,得到了混凝土、钢筋及外包角钢相应的荷载位移曲线和应力云图。结果表明:加固时柱子卸载50%左右时,承载力提高幅度最大,加固后其受力性能更好。研究可为实际工程的加固设计提供可靠的参考依据。     

热冲击条件下倒装封装焊点的裂纹生长研究

【目的】研究热冲击条件下倒装芯片封装焊点裂纹的萌生和扩展。【方法】采用有限元模拟法分析封装体的形变，获取累积应变能密度及应力分布与变化情况，同时结合试验结果进行验证。【结果】在热冲击条件下，裂纹会先出现在焊点的最外侧且在焊盘与焊料的交界处，此位置累积塑性应变能密度和塑性应力最大。【结论】高累积塑性应变能密度和应力会造成焊料和焊盘界面上产生应力集中，并发生形变，导致裂纹在该外侧界面上萌生，并沿着界面向内扩展，最终焊点因产生裂纹而失效。试验结果与模拟分析结果一致，进一步验证了模拟结果对裂纹生长的合理性。     

聚丙烯塑料板应用于地下粮仓防水工程中的受力特性有限元分析

塑料-混凝土地下粮仓是一种全新的地下粮仓构造体系,基于聚丙烯塑料板与混凝土仓壁采用聚丙烯塑料栓钉连接的前提,选取栓钉连接节点的间距为200mm,利用ABAQUS有限元软件对不同厚度的聚丙烯塑料板分别和混凝土板组成的仓壁进行建模,并对各模型中的聚丙烯塑料板在不同级别的水压荷载作用下的受力特性进行分析,为地下粮仓防水提供设计参考依据。     

共轭梯度最小二乘法和奇异值分解法识别移动荷载对比研究

【目的】移动荷载识别（MFI）技术是通过采集桥梁动态响应来识别桥上动态车载时程的。由于车桥系统矩阵是不适定的，MFI需要求解这一典型结构动力学第二类逆问题。【方法】本研究通过对比研究共轭梯度最小二乘（CGLS）法和奇异值分解（SVD）法识别移动荷载的效果特征，总结CGLS法和SVD法识别移动荷载的适用范围。CGLS法为典型的迭代线搜索法，SVD法为直接正则化法，通过MATLAB软件数值模拟对比CGLS法与SVD法识别移动荷载的效果差异。【结果】CGLS法除上下桥时的误差较大外，其他时段具有较好的参考价值，而SVD法在仅有单车轴在桥上时误差小。【结论】CGLS法识别多轴荷载更具优势，SVD法能有效识别单轴荷载。     

可拆卸钢-混凝土组合梁抗剪性能有限元分析

【目的】为了研究可拆卸钢-混凝土组合梁中螺栓连接件的抗剪性能。【方法】采用ABAQUS软件建立了推出试件的有限元模型，分析了混凝土板强度、螺栓强度和螺栓预紧力大小对抗剪性能的影响。【结果】结果表明：推出试件的最终破坏模式为螺栓剪断，同时混凝土受压破坏；试件的抗剪过程包括摩擦抗剪、螺杆承压抗剪和塑性三个阶段；混凝土板的强度对试件的抗剪性能影响较小；提升螺栓的强度可以显著提升试件的极限抗剪承载力；试件的抗滑移荷载随螺栓预紧力的增加而增大。【结论】综上所述，在实际工程中可以通过提升螺栓的强度和预紧力大小来获得更加优异的抗剪性能。     

正交异性钢桥面板主要受力特点及设计尺寸对其疲劳性能的影响

基于工程实例背景通过ANSYS软件建立模型,分析正交异性钢桥面板主要构件的受力特点,为后文简化模型的建立提供依据。建立简化模型,通过改变横隔板厚度设计尺寸,来研究设计尺寸的改变对正交异性钢桥面板疲劳的影响。研究结果表明:纵桥向方向,横隔板上应力主要受其前后两个横隔板间距范围内的荷载影响,其余处的荷载对其影响较小;桥宽方向,荷载只影响与它左右相邻的两个U肋上的应力。通过改变构造设计尺寸,正交异性钢桥面板的疲劳性能受到一定程度的影响,合理的设计尺寸对提高正交异性钢桥面板的疲劳性能很有帮助。     

一种面向老年人的膏药敷贴装置设计

【目的】解决老年人因关节不灵活导致无法自行敷贴膏药的问题。设计出一种面向老年人的膏药敷贴装置。【方法】该装置以STM32F103C8T6为主控芯片，可对红外传感器与压力传感器反馈的数据使用算法进行处理，得到背部位置与疼痛点位置，再根据程序指令来控制电机控制器、舵机、气泵等的运行，完成膏药敷贴。同时，其还包含膏药加热和语音播报功能。【结果】该装置操作简单，具有较高的精准度，可高效地定位到老年人痛点处，且老年人背部受力较合理，避免因受力过重导致其他问题出现或因受力过轻导致膏药粘贴不牢固，可很好地满足老年人的日常生活需要。【结论】该装置为老年人的生活带来较大便利，从而让科技造福老年人的生活，应用前景广阔。