双曲线型钢结构冷却塔缺陷敏感性分析

参考国内现有规范,考虑几何非线性与材料非线性,利用ANSYS软件对一座高150m的双曲线型钢结构冷却塔进行多种缺陷及多缺陷值下的稳定计算,讨论了单层网壳、双层网壳及不同网格形式下结构的缺陷敏感性.结果表明,单层网壳结构对某些缺陷敏感性高,双层网壳结构中采用三角形网格时的稳定系数最高,四角锥网格的缺陷敏感性最低.     

考虑杆件屈曲网壳结构动力稳定矢跨比优化

为研究在动力载荷作用下考虑杆件屈曲的单层球面网壳结构对矢跨比的敏感性,本文采用非线性有限单元法,对四种不同矢跨比的存在杆件缺陷的单层球面网壳结构进行非线性稳定全过程分析.研究结果表明:考虑杆件屈曲的单层球面网壳结构在动力载荷作用下的稳定性因矢跨比的不同有较大差异,并通过比较得出较优矢跨比.通过本文的研究,为在动力载荷作用下考虑杆件屈曲的单层球面网壳结构矢跨比设计提供理论依据.     

一种网壳结构基于压力线概念的优化方法

为了提高网壳结构的承载能力,提出一种基于压力线概念的网壳结构优化方法.该方法利用压力线无弯矩的特征,将组成球面和柱面网壳结构轮廓线的圆弧线替代为压力线,使网壳结构在竖向荷载作用下处于压应力状态,从而减小弯曲应力的影响,达到了提高网壳结构承载力的目的.对一个跨度为48m的单层葵花形网壳结构进行几何非线性分析,发现该方法可将极限承载力提高5.48%;进一步对84例不同跨度、不同矢跨比的单双层球面、柱面网壳结构进行分析,结果表明该优化方法正确有效,对矢跨比为1/5左右的单层网壳结构,优化效果较好,最大承载力可提高6.4%.     

新型六杆四面体扭网壳的构形、静力和稳定性能

提出了一种基于投影平面为四边形的六杆四面体单元组成的新型扭网壳(简称六杆四面体扭网壳),研讨了六杆四面体扭网壳结构的构形,它构造简单,节点和杆件数相对较少,网格抽空率高,兼有单层和双层网壳的优点.针对上、下弦节点为半刚接半铰接六杆四面体单块扭网壳作了静力和线性与非线性稳定性分析,结果表明上弦杆全部受压,下弦杆全部受拉,腹杆除周边一、二圈局部杆件受压外大部分也都受拉,各类杆件内力变化幅度很小,有利于杆件截面选配,提高材料的利用效率.结构的整体刚度好,结构的双非线性稳定系数对比于相应特征值屈曲系数降幅很小,用钢指标优越.这类网壳结构在两种网格抽空方式的单块扭网壳、三种形式的四块组合型扭网壳和一种两块组合型扭网壳中有推广应用的前景.     

一种新型摩擦摆支座在单层球面网壳结构中的隔震控制效应

提出了一种新型超弹性摩擦摆支座(superelasticity-friction pendulum bearing,S-FPB),考察了其在考虑周边支承单层球面网壳结构中减震控制性能。首先,结出了S-FPB的构造设计和理论模型,进而,通过有限元模拟研究了S-FPB的力学性能。随后,将上述新型隔震装置引入单层球面网壳结构中,基于ABAQUS建立了受控结构的分析模型。最后,对结构进行了非线性时程分析,利用结构的动力特征响应指标,评估了受控和无控网壳的抗震性能。研究结果表明,所研发的隔震系统有助于改善单层球面网壳结构的抗震性能。     

双层球面网格扁壳的非线性稳定性分析

基于等效夹层壳思想的双层网格扁壳非线性弯曲理论,采用伽辽金方法对双层球面网格壳体在均布压力作用下的非线性稳定性问题进行研究,得到了简支边界条件下双层球面网格扁壳的非线性载荷-位移关系式和临界屈曲载简的解析表达式,并讨论网壳结构几何参数对临界屈曲载荷的影响。     

强震作用下双层球面网壳结构非线性动力响应分析

针对大跨网壳结构的动力特性,提出了在强烈地震作用下双层球面网壳结构的非线性分析和结构动力稳定性判别方法.单元模型中考虑几何非线性和材料非线性的双重影响.分析时,以静力荷载作用下的受力状态作为时程分析的初始状态,采用B-R判断准则确定其临界荷载,通过加速度峰值-结构最大位移曲线来判别结构的动力稳定性,据此找出其动力失稳临界点及破坏规律.通过算例验证了本文方法的有效性.分析结果表明,双层球面网壳结构考虑双重非线性是必要的;一致缺陷模态对结构承载力的影响比振型模态缺陷的影响大.     

基于模态曲率差参数的网壳结构损伤定位

将杆件模态曲率参数运用到网壳结构无损定位分析中，通过计算分析比较发现，以模态曲率为参数的损伤定位方法适用于工程中常用网壳结构的损伤定位。分别针对Schwedle型球面网壳、单层凯威特网壳、单层三向柱面网壳、单层双斜杆柱面网壳及双层凯威特网壳结构进行了计算分析对比，结果发现对于梁式单元网壳结构的损伤情况，损伤定位精度很高，证明了以模态曲率为参数的损伤定位方法对网壳结构进行损伤定位的有效性和实用性。     

蜂窝网格型球面网壳的非线性稳定性研究

针对单层蜂窝网格型球面网壳利用有限元软件ANSYS对其进行了非线性稳定性研究.首先对两类蜂窝网格型球面网壳的稳定性能进行对比分析,确定了一种比较合理的网格布置形式.然后进行参数分析,分析了跨度、矢跨比、网格大小、初始缺陷、荷载不对称分布和材料非线性对网壳稳定性的影响.研究发现:在两类蜂窝网格形式的球面网壳中,网格Ⅰ型的整体稳定性能更好;分析建议其跨度不宜大于40m,矢跨比取0.25左右,杆件长度取2m左右,此时网壳整体稳定性较好,材料利用率较高;材料非线性对单层蜂窝网格型球面网壳的稳定承载力影响显著,考虑材料非线性后,网壳稳定承载力下降达50%;网壳对初始缺陷非常敏感,其理论最大缺陷值为跨度的1/150,此时网壳极限承载力最大下降达52%左右;网壳结构对荷载不对称分布不敏感.     

沁阳体育馆屋盖四种选型方案的比选研究

结合沁阳体育馆椭圆抛物面屋盖结构工程实例,对弦支穹顶、单层网壳、双层网壳、刚性弦支穹顶等四种结构选型方案进行了分析和设计.在满足强度、刚度和稳定性要求后,重点对四种方案的用钢量进行了比较,并综合讨论了四种方案在受力性能、施工工艺和综合造价等方面的优缺点.     

复杂表面问题的有限元计算与分析

碰撞、弹塑变形问题等交通运输器的安全试验通常采用实验室实物模型与计算机模型相结合进行模拟.对三维复杂区域的接触,国际标准方法采用接触变形算法模拟滑动控制.本课题采用流固耦合非牛顿流体方程初边值问题求解三维层结构特性,通过基于变分原理的摄动问题有限元方法,在高性能软件平台上实现数据的挖掘处理.由Sobolev空间嵌入原理,可将模型按接触区域进行分层单元剖分,将复杂区域剖分为若干相互连接、不重叠的六面体与空间平面四边形单元.同时,建立微观与宏观有限元双尺度计算模型进行模拟仿真对比,得到模型的能量与速度等一系列参数的变化曲线.此外,接触表面问题又可采用渐近摄动方法中的边界层理论进行研究,由此得到的微分方程特征函数空间,既可作为优化有限元基函数的解,又可用于建立一种新型的非线性特征值的渐近方法,也是估计材料特定参数的方法之一.最后,使用人工边界条件随机处理方法对求解结果的数据进行分析.     

平行板多层介质径向波导的本征方程

准确快速获得平行板多层介质径向波导的本征值，是运用径向模式匹配法分析介质加载圆柱腔的关键，首先根据平行板多层介质径向波导（径向均匀）本征模的场分布，讨论了两层和三层介质径向波导中TE^Z模和TM^Z模的轴向本征函数，然后利用边界条件推导了相应的本征方程，最后探讨了本征方程的数值求解方法，同时对计算结果进行了分析。     

机翼壁板斜搭接钉载分配的数值研究

利用ABAQUS软件对壁板斜搭接件各钉承载比例进行了三维有限元分析。在分析过程中采用静态接触算法模拟钉与板的连接、板与板的搭接,并综合考虑搭接片之间的摩擦和接触、沉头铆钉上的预紧力、铆钉干涉量以及整个模拟试验件的边界约束条件。分析计算结果与试验结果基本一致,说明采用该软件和静态接触算法来模拟计算钉载分配是可行的。研究结果表明,在一定的使用范围内,对于机翼壁板斜搭接结构,减少搭接片最小厚度,一、四排钉传载率下降,二、三排钉传载率上升,钉载分配趋于均匀,且孔周局部应力集中也有所降低。     

一种应用于水声目标识别的隐层结构自适应网络

提出了一种隐层结构自适应学习的径向基函数网络（ＨＳＡＲＢＦ）水声目标分类器,该网络可在训练中自适应调整隐怪节点数和设置新隐节点的初始权值,从而使网络输入样本的分类特征能有效地映射到隐节点输出,克服了一般ＲＢＦ网隐层初始权值及隐节点难以确定的缺陷,经对实测水声信号的识别试验表明,该网络隐层有较强的特征划分能力,识别率高于一般ＲＢＦ网或ＢＰ网分类器。     

卷烟焦油预测研究

为了解决传统预测方法不能准确预测焦油量的一小样本非线性预测问题,提出从支持向量机的角度进行预测,并在其中关键问题核函数的选择上,应用保角映射进行核函数构造.该算法将焦油预测问题通过非线性变换映射到一个高维的特征空间,在高维的特征空间构造线性判别函数以替换原空间的非线性判别函数.选择22种不同地区和等级的烟叶,利用相同卷烟纸和滤嘴将各种烟叶卷制成单料卷烟,检测得各种烟叶单克烟丝烟雾中焦油量,以此为样本,进行函数训练并进行预测.实验证明该算法能提高焦油量预测精度和效率.     

基于子空间分析的前馈神经网络隐层评测方法

针对最佳平方逼近3层前馈神经网络模型,采用子空间分析方法,讨论了隐单元的误差补偿性能,提出了隐层评测方法.研究结果表明隐单元选取策略应遵循其输出向量有效分量位于误差空间、回避耗损空间和尽可能靠近某一能量空间的原则,这一结果与隐单元采用什么激发函数无关,也允许各隐单元采用不同激发函数.网络的隐层性能评价可以通过隐层品质因子、隐层有效系数、隐单元剩余度来进行,而总体结果可采用隐层评价因子进行评测.评测实验表明,所提出的隐层评测方法是合理有效的.图1,表1,参11.     

施威德勒型球面网壳结构非线性稳定分析

在有限元线性屈曲分析基础上,采用有限元非线性分析理论对施威德勒型球面网壳结构的整体稳定进行了全过程分析.应用弧长法求解非线性方程,得到了该球面空间网壳结构整体稳定的全过程荷载-位移曲线,为此类网壳的设计和分析提供了有价值的参考.     

非线性材料本构模型结构和参数的耦合进化识别

在引入进化思想的基础上,利用进化算法全局最优搜索特点,结合非线性力学分析方法,提出了材料非线性本构模型结构和参数的耦合进化识别算法,对复杂的非线性材料本构模型进行全局识别·复合材料非线性本构模型的识别结果表明了该方法的科学性,为非线性材料的研究提供了一条新途径     

风暴状态下自升式平台非线性动力分析模型

以风暴状态下的自升式平台为研究对象 ,建立了用于分析平台结构的非线性动力模型。该模型采用改进的NewWave模型描述随机波浪 ,借助非线性弹簧模拟平台结构的桩—土之间的相互作用 ,综合考虑了影响平台结构动力响应的动力敏感性、非线性以及波浪载荷的随机性因素 ;同时以波面极值出现前后的若干载荷循环作用下的结构响应结果作为对平台结构响应的估计 ,大大节省了计算时间。建立了简化的三维有限元结构模型。通过具体实例分析 ,给出了使用该模型进行风暴状态下自升式平台动力响应的计算步骤 ,并对分别采用非线性弹簧模型和传统的铰接模型时的平台结构动力响应进行了对比。计算结果表明 ,风暴状态下自升式平台甲板位移响应极值服从对数正态分布。使用该模型进行自升式平台动力响应分析时 ,能够兼顾模型复杂程度和计算效率 ,这为今后进行自升式平台结构动力可靠性分析奠定了基础。     

The Stress-strain Analysis for the Linearly Elastic and Power Hardening of Strength Difference Plane Structure of Bars Jointed to a Rigid-body

The plane structure of bars jointed to a rigid-body is a complex and universal structure.Some other structure of bars can be considered as its special cases. Many material have different stress-strain relation in tension and compression, generally the relation is nonlinear. In this paper,we use the constitutive model of linearly elastic and power hardening of strength difference to analyze plane structure of bars. The displacement method is used to derive the universal expression of calculating stress and strain. The nonlinear equations for computing displacements of the rigid-body has been given and general computing program has been worked out. This problem has been solved satisfactorily.