有限元法研究闭口薄壁杆件约束扭转

基于乌曼斯基薄壁杆件约束扭转理论,利用刚性周边假定建立了闭口薄壁杆件约束扭转分析的一维离散有限元方法.同时利用ANSYS大型有限元软件作对比研究,分析了薄壁箱型梁的截跨比、截面相对厚度等几何特征参数对箱梁扭转变形的影响,并发现这两个参数的取值上限可以从0.1分别扩大到0.15和0.24.算例显示:一维有限元法不仅保持了很好的计算精度,而且计算模型更加简单、离散未知量大大降低.     

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.     

闭口薄壁截面直杆的塑性解

基于Mises屈服条件和增量理论,在理想弹塑性模型框架下,通过无量纲计算,求解闭口薄壁截面直杆在压、扭组合变形下应力分量解析解.对受压（拉）、扭组合变形的闭口薄壁截面直杆,在其材料屈服进入塑性阶段后,施加不同的变形路径,理论求解导出闭口薄壁截面直杆受压和扭转联合作用对应的2个对偶常微分方程,求解方程得到各应力分量的解析值;为进一步研究闭、开口薄壁截面直杆的屈曲奠定了基础.     

长大舱口船弯扭耦合模态分析及动力响应计算

提出了用迁移矩阵法分析长大舱口船弯扭耦合动力特性的理论和方法，将船体简化成全自由的非均匀断面薄壁梁，根据Timoshenko梁理论，考虑剪切，转动惯量和翘曲，导出了开口薄壁单元和闭口薄壁单元的场迁移矩阵，在不同梁段间，提出了一组合适的协调条件，建立了点迁移矩阵，计算了大舱口船和三根梁的动力特性，表明本文的理论可靠，其方法具有重要实用价值。     

箱型相装配焊接过程中的扭转判据及其应用

建立了装配焊接过程箱型梁的扭转判据。并应用判据阐明箱型梁扭转变形的基本性质，建立箱型梁扭矫正量计算的通用方法。     

薄壁箱型梁制作工艺

薄壁箱型结构较其它结构形式复杂,且焊接热输入相对较大,易变形,如制作过程中装配精度不够,出现累积变形将不易矫正,因此为保证箱体的结构尺寸,必须严格控制箱体的焊接变形,制定合理的制作工艺,严格各工序质量要求,做到严谨、科学、合理,本文通过轮胎式集装箱场桥大梁的制作,阐述薄壁箱型梁的制作工艺。     

基于ANSYS的双闭室复合材料薄壁梁的振动模态分析

基于ANSYS软件对双闭室复合材料箱型薄壁梁进行模态分析。首先,建立双闭式箱型复合材料薄壁梁的模型,然后,针对两种铺层方式以及不同的纤维铺层角,分别对薄壁梁进行模态分析,揭示复合材料的铺层方式以及铺层角度对双闭室箱型薄、壁梁的固有频率、模态振塑的影响。     

剪力滞后剪切变形对薄壁箱梁的振动影响

建立了薄壁箱型梁桥在任意荷载作用下考虑剪力滞剪切变形影响的振动分析理论体系,为分析薄壁箱型桥梁等结构振动时的剪力滞剪切变形效应提供了计算手段.采用变分原理,推导了考虑剪力滞剪切变形效应的薄壁箱梁振动控制微分方程、边界及初始条件,探讨了方程的解法,建立了方程解的差分格式,并论证了差分格式的稳定性、收敛性,最后提供了简支梁算例,计算结果验证了方法体系的可行性.同时表明:在薄壁箱梁振动时,剪力滞效应和剪切变形使跨中位移明显增大,应力集中现象明显,且剪力滞的影响比剪切变形的影响要大.     

断面可变形的矩形箱式薄壁圆弧曲杆静力分析法

本文将符拉索夫考虑断面变形的多箱薄壁直杆的计算理论推广到断而变形的多箱矩形薄壁圆弧曲杆.建立了微分方程组并解了例题。     

广义参数有限元法分析箱型梁的剪力滞效应

将分区插值的有限元法和整体插值的样条里兹法结合起来，提出了薄壁箱型梁剪力滞计算的广义参数有限元法。将三维问题简化为一维计算问题。此方法不仅具有普通样条函数方法精度高的优点，而且兼有较强的适应性。     

用简捷方法研究等宽度槽型截面的剪切中心

剪切中心的研究与截面上剪应力分布规律有关。等宽度的槽型截面也不例外。本文通过不同的假定介绍按材料力学、薄壁开口截面理论推导出的剪切中心位置计算表达式并给出示例作对比说明。最后提出对厚壁槽型截面的修正公式。     

考虑保温箱作用的电除尘器壳体顶梁结构优化设计研究

对电除尘器壳体顶梁结构提出了一种优化设计思路:即将保温层与原壳体箱形截面顶梁组合成一个桁架梁系,增加了梁系的整体截面高度,使桁架梁系的抗弯承载能力比原壳体顶梁大幅提高,从而可以减小原箱形截面顶梁的壁厚,以节省钢材。为了研究桁架梁系的设计方法,结合一实际工程,首先,分别采用基于平截面假定的平面梁杆结构体系计算方法和壳单元空间有限元方法对桁架梁系进行内力分析。结果表明,采用平面梁杆结构体系计算方法得到的内力结果是基本准确的。其次,分析外界、保温箱与壳体之间气压差分布以及温差对桁架梁系的荷载作用,得到了最不利的气压差和温差荷载工况。第三,优选桁架梁系构形,在下弦构件集中力作用点处设置竖腹杆,且区格分布较为均匀的构形是较为经济合理的。考虑保温箱的承载作用,将原壳体顶梁优化改造为桁架梁系后,既能保证其承载安全可靠,又能明显节省钢材。     

装配式钢桁-混凝土组合梁变形性能的试验及计算方法研究

为了研究课题组提出的装配式钢桁-混凝土组合梁（PSTC）负弯矩区段的变形性能,针对某依托工程桥梁设计制作了一根变截面PSTC试验梁,开展了负弯矩区段变形性能试验研究。针对此梁,提出了一种挠度简化计算方法：将钢桁腹杆等效为钢腹板,从而计入其剪切变形对组合梁刚度的影响,同时考虑钢与混凝土之间的滑移。结果表明,该新型组合梁表现出显著的三阶段受力,根据简化计算结果,在20吨和47吨荷载作用下,梁的挠度为3.96mm和8.31mm,相比试验测试值4.03mm和8.39mm,计算结果准确,可为同类桥梁提供参考。     

含横向裂纹悬臂梁的损伤检测

研究了含有横向裂纹的悬臂梁的弯曲问题,并给出了一种对悬臂梁进行损伤检测的方法.将梁的损伤模拟为一个附加柔度,根据理论分析,建立了梁的挠度和损伤位置以及附加柔度之间的关系,定义损伤处梁的剖面惯性矩与完整剖面的惯性矩之比为惯性矩系数,结合有限元法,建立附加柔度和惯性矩系数的关系,给出了一个由附加柔度计算惯性矩系数的公式,根据惯性矩系数估计损伤程度.通过一个梯形截面梁的算例证明,提出的计算公式和损伤检测法是准确有效的.     

二次受力下钢筋RPC外包型钢梁的受弯性能

为探究新型材料对钢结构性能的增强效果,通过外包钢筋活性粉末混凝土（RPC）对受荷状态下的型钢梁进行加固并分析其受弯性能。通过二次受力下的抗弯试验,分析了钢筋RPC外包型钢梁的破坏过程和初始荷载、RPC强度、型钢强度对梁抗弯承载力的影响,并对试验结果进行了有限元模拟验证。结果表明：在不同参数影响下,外包钢筋RPC增强后的型钢梁与纯钢梁相比抗弯承载力提高17~2倍,破坏过程表现出良好的延性;受力过程中型钢与RPC界面未发生黏结破坏,两者能够共同工作;钢筋RPC外包型钢梁的极限承载力随初始荷载的增大而减小,随RPC强度和型钢强度增大而增大。根据试验结果,提出了二次受力下钢筋RPC外包型钢梁受弯承载力计算公式以及RPC强度折减公式,试验值、计算值和模拟值三者吻合良好。     

螺栓拼接钢梁的抗弯性能

对具有螺栓拼接的H型钢梁进行抗弯性能试验.考虑了拼接板上不同螺栓数量对节点性能的影响,研究了拼接节点的破坏特点、抗弯强度和刚度.研究发现拼接螺栓的初始滑移对节点后续阶段的承载力和刚度产生了明显不利的影响,拼接截面应变分布不再符合平截面假定;相比无拼接H型钢梁,翼缘拼接板受力更大,钢梁挠度更大;翼缘拼接板先于H型钢梁翼缘进入屈服,但是拼接节点的极限弯矩试验值可达到H型钢梁的全截面屈服弯矩的计算值;螺栓滑移后的拼接节点不能简单地按照刚接处理.提出了考虑节点转动刚度影响的H型钢梁挠度计算方法与公式,并得到了试验数据的验证.     

冷轧螺纹箍筋混凝土梁抗剪性能的试验研究

通过２２根用冷轧螺纹钢筋配箍的梁，在集中荷载作用下抗剪性能的试验研究，提出了斜截面裂缝宽度、斜截面抗剪强度的计算方法，并提出了用冷轧螺纹箍筋代替光面Ｉ级箍筋的混凝土梁设计方法。     

装配式张弦梁钢支撑结构力学性能分析

为明晰装配式张弦梁钢支撑系统中预应力张弦梁结构的力学性能，采用ABAQUS有限元软件对张弦梁结构进行数值模拟分析.通过张弦梁撑杆预应力、撑杆截面尺寸、冠梁截面尺寸和桩基侧向刚度等影响因素分析张弦梁钢支撑的受力性能.利用MIDAS有限元软件对张弦梁钢支撑进行整体建模分析.结果表明：张弦梁靠近对撑部分的拉杆的承载能力对整个张弦梁的承载力起决定作用；增大撑杆预应力和桩基侧向刚度对张弦梁钢支撑承载能力有明显增强；增大撑杆截面和冠梁截面对张弦梁系统的承载能力提高不明显；张弦梁钢支撑系统的基坑位移处于预警值范围内，支撑系统对基坑位移有较好的控制作用.     

复合钢板对GFRP箱梁性能影响

为了克服纯GFRP箱梁刚度低、抗剪能力弱、脆性破坏和初期造价高等缺点,结合钢材刚度大、抗剪能力强、延性好和价格低等优点,提出了一种新型GFRP/钢复合箱梁.以某一特定GFRP箱梁为例,通过理论计算,分别考察了在GFRP箱梁上下翼缘、腹板和全截面中复合钢板后钢板体积比(复合部位钢板体积与总体积之比)对GFRP箱梁性能的影响,同时对比分析了在GFRP箱梁上下翼缘中复合单向CFRP的情况.分析结果表明:复合钢板后,GFRP箱梁的性能得到了大幅提升,总造价却几乎保持不变,同时全截面复合钢板的性能明显优于上下翼缘复合钢板的.     

小刚度劲性水泥土墙基坑支护的机理及模型试验

根据相似理论,通过小刚度劲性水泥土模型梁弯曲试验,研究了小刚度劲性水泥土梁中型钢与水泥土间的共同作用机理.提出水泥土及型钢相对刚度贡献系数概念,给出了组合结构的刚度贡献系数的取值,得出了组合梁开裂的极限挠度.结果表明:水泥土对组合结构的刚度具有很大贡献,水泥土开裂前后,型钢和水泥土对刚度的贡献都将发生变化.黏土水泥土、砂土水泥土和型钢间摩阻力与水泥土的强度成正比.双根型钢端部不同组合形式对水泥土刚度贡献系数及开裂的极限挠度影响不大.从共同作用机理分析认为,双根型钢铰接梁更适用于实践工程.