螺栓滑移引起的铝合金板式节点网壳变形研究

板式节点螺栓滑移会引起铝合金网壳结构发生明显变形,变形主要取决于节点轴向变形,可通过节点轴向刚度模型来模拟螺栓滑移.为考虑实际工程中螺栓尺寸的随机误差,提出节点轴向刚度的随机多折线模型,分析发现,考虑螺栓尺寸误差计算得到的网壳挠度,可采用理想四折线模型结果拟合. 基于轴向刚度四折线模型,分析网壳挠度随螺栓预紧力的变化规律,发现当预紧力高于特定临界值时,网壳变形很小,反之网壳挠度会迅速增大. 进一步分析发现：最大网壳挠度与螺栓孔径差、网格环数呈正比,受跨度、矢跨比和支座形式影响较大,与杆件截面及节点板尺寸、荷载大小相关性较小. 基于此,提出螺栓滑移引起的最大网壳挠度计算公式,并对工程中常见的拉铆钉和普通螺栓,给出孔隙优化建议.     

基于结点作用力和拉普拉斯平滑的单层球面网格处理方法

通过基于结点间作用力的方法和拉普拉斯平滑方法对传统凯威特型单层球面网壳进行了网格优化，得到两种新型的网格形式. 首先介绍了两种算法的计算原理及计算过程：基于结点间作用力的方法将杆件假设为弹簧，将结点向不平衡力的方向移动，从而得到一种杆件长度更加均匀的网格（SF网格）；采用拉普拉斯平滑方法也可得到一种更加流畅的网格（LS网格）. 然后，对凯威特网格、SF网格、LS网格进行了对比：在几何指标方面，对比了三种网格的杆件平均长度、杆件长度变化率和网格三角形形状系数；在力学性能方面，对比了三种网格在不同荷载模式下的弹性应变能和非线性稳定承载力. 数值分析结果表明，SF网格比LS网格具有更好的几何指标；在大部分情况下，SF网格与LS网格具有更低的应变能；三种网格的稳定极限承载力较为接近. 最后，从整体上看，SF网格具有最佳的整体力学性能；LS网格具有更好的网格流畅性；SF网格和LS网格的力学性能和网格流畅性均优于传统凯威特型单层球面网壳.     

基于结点作用力和拉普拉斯平滑的单层球面网格处理方法

通过基于结点间作用力的方法和拉普拉斯平滑方法对传统凯威特型单层球面网壳进行了网格优化，得到两种新型的网格形式. 首先介绍了两种算法的计算原理及计算过程：基于结点间作用力的方法将杆件假设为弹簧，将结点向不平衡力的方向移动，从而得到一种杆件长度更加均匀的网格（SF网格）；采用拉普拉斯平滑方法也可得到一种更加流畅的网格（LS网格）. 然后，对凯威特网格、SF网格、LS网格进行了对比：在几何指标方面，对比了三种网格的杆件平均长度、杆件长度变化率和网格三角形形状系数；在力学性能方面，对比了三种网格在不同荷载模式下的弹性应变能和非线性稳定承载力. 数值分析结果表明，SF网格比LS网格具有更好的几何指标；在大部分情况下，SF网格与LS网格具有更低的应变能；三种网格的稳定极限承载力较为接近. 最后，从整体上看，SF网格具有最佳的整体力学性能；LS网格具有更好的网格流畅性；SF网格和LS网格的力学性能和网格流畅性均优于传统凯威特型单层球面网壳.     

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.     

钢空腹夹层预应力组合扭网壳静力性能分析

扭网壳由一条直线两端沿着其对应两条倾斜角不同的直线移动形成。为研究钢空腹夹层预应力组合扭网壳结构的静力性能,基于有限元分析软件建立实际模型和等代模型,分析网格尺寸、空腹夹层板高度对实际模型内力分布的影响,得到在网格尺寸一定时,空腹夹层板高度改变对上、下肋轴力和剪力键轴力、弯矩影响较大;空腹夹层板高度一定时,随着网格尺寸的增加,构件内力均有所增大。在此基础上又对比分析了预应力对两种模型竖向挠度的影响,结果表明施加预应力可以减小结构的竖向挠度,提高扭网壳结构的刚度。     

凯威特型单层球面网壳的优化设计

以网壳的矢高、网格数、杆件截面积、球节点的体积为设计变量，以总造价最低为目标函数，采用直接搜索法与准则法有机结合的综合优化设计方法，按规范要求对网壳结构的外形及杆件的截面积进行优化设计，并考虑了竖向和水平地震作用．编制了 Ｓ Ｓ Ｓ Ａ Ｏ Ｐ（ Ｓｐａｃｅ Ｓｉｎｇｌｅ Ｓｈｅｌｌ Ａｒｅａ Ｏｐｔｉｍ ｉｚａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍ ）软件，同时使杆件面积规格化，以便直接用于实际工程．此外，计算中所需信息自动生成，实现了网壳结构设计的自动化．     

单层球面网壳的整体稳定性分析

网壳结构的非线性稳定研究一直是国内外学者关注的热点问题,本文利用大型通用有限元软件ANSYS,以肋环型单层球面网壳为代表,进行了几何非线性整体稳定分析和弹塑性整体稳定分析.考察了网壳初始缺陷的有无、初始缺陷的选取、以及杆件划分的单元数量对其整体稳定的影响,发现杆件单元划分数目对单层球壳整体稳定性系数没有影响,缺陷整体稳定系数比完善结构整体稳定系数低25.6%,二阶模态缺陷整体稳定系数比一阶模态缺陷整体稳定系数低5%左右.     

双层筒形网壳的指示矩阵算法

双层筒形网壳的指示矩阵算法是基于将结构的形体用矩阵的形式来表示的一种算法;它引进一整套节点及杆件信息的表示法,从而能自动形成结构的节点序号及单元编号,自动生成描写结构节点、单元、边界条件和荷载向量等数据结构.指示矩阵算法适用于各种形式的网壳结构,极大地简化了计算机分析的前处理工作.     

铝合金双层网壳结构的抗震性能分析

以双层球面网壳为研究对象,分析了结构随参数变化的自振特性.采用Newmark积分法对其进行地震时程响应分析,研究了铝合金与钢双层网壳结构在竖向地震荷载作用下节点的位移响应及杆件的轴力响应.研究结果表明,铝合金双层网壳与钢双层网壳在结构相同情况下,其自振特性基本相同.而地震荷载引起的位移响应,铝合金双层网壳要略大于钢双层网壳,但铝合金双层网壳的杆件轴向应力远小于钢双层网壳的杆件轴向应力,因此用铝合金取代钢材是可行的.     

开孔单层网壳结构的力学特性及稳定性（英文）

以网壳结构节点作为主要对象，对电厂干煤棚主体网壳结构构建数值模型，研究开孔网壳结构的屈曲模态，并进行非线性屈曲分析，探究竖向载荷与风荷载作用下的静力学特性.研究发现，网壳开孔处出现应力集中现象，竖向载荷作用下的节点最大应力为0.037 kPa,风荷载作用下的节点最大应力为0.024 kPa;竖向载荷作用下的节点最大位移为0.881 mm,风荷载作用下的节点最大位移为1.692 mm,较整体网壳结构节点平均位移分别增加69.34%和19.57%,均满足规范要求；特征值屈曲分析中，刚性节点网壳结构部分杆件发生形变，对结构安全有一定的影响.对网壳重新优化设计后，部分节点采用铰接节点，其特征值屈曲荷载较纯刚性节点的提高了4.12%,有效提升了网壳结构稳定性.     

网壳结构在地震作用下的动力稳定研究

以非线性有限元为工具，建立了网壳结构的非线性动力响应分析的有效方法．将网壳结构动力稳定判定准则引入到结构强度计算中，从而使结构的强度问题和稳定问题统一在一起．重点研究了单层球面网壳的非线性动力响应行为，对网壳结构在地震作用下的动力失稳状态以及倒塌现象作了理论上的研究，为“结构倒塌”作出了合理的定义，并进而探讨了网壳结构失稳机理。     

复合材料加筋圆柱壳分支屈曲研究

考虑铺层的耦合效应和筋条的扭转效应，推导了复合材料加筋层合柱壳的稳定性计算公式，研究了加筋柱壳各项设计参数对屈曲性能的影响．由计算结果总结的规律可以指导复合材料铺层设计和选择结构形式，并为定量计算提供理论依据     

牡蛎壳资源利用研究进展

综述了牡蛎壳的组成、性质及其在食品、医药、轻工业、农业等领域的应用。在组成方面,牡蛎壳是由矿物质、蛋白质和多糖等有机质大分子共同组成的、高度有序的多重微层结构,基本结构分为外层、中层和内层3层。在性质方面,牡蛎壳在高温条件下煅烧后能形成复杂的多孔结构,不仅具有较强的吸附性能、离子交换功能,还有“保肥、净水、缓释”等作用,具有较强的分散、吸附、交换等能力。在食品领域,牡蛎壳的利用主要有肉类加工、果蔬和豆制品加工、其他食品生产。在医药领域,牡蛎壳在中医药和西医药领域都有应用。在轻工业领域,牡蛎壳主要在污水净化和建筑材料行业有利用。在农业领域,牡蛎壳的主要利用是作为土壤调理剂、肥料缓释剂和畜禽饲料剂。     

任意变厚度旋转扁薄壳非线性稳定的样条函数解法

为解决计算矢高特大的扁壳的收敛问题，以三次B样条函数为试函数，用配点法计算了任意变厚度的旋转扁薄壳的非线性稳定．给出了均布或多项式分布荷载作用下，等厚度、线性、指数型或多项式型变厚度的圆锥壳、球壳或四次多项式型旋转壳的上、下临界荷载．所得的结果同其他方法包括有限单元法的结果做了比较．在均布荷载作用下，等厚度球壳的矢高为其厚度的6052倍时，对上临界荷载的计算仍取得了收敛的数值结果．用样条配点法编写的程序具有精度高、收敛范围特大、输入的数据和计算时间少的优点．     

力激励与声激励作用下圆柱壳声振性能试验

以单、双层环肋圆柱壳为对象,通过模型试验分析圆柱壳内部介质与壳体的耦合对壳体声振性能的影响,进而对比分析力激励与声激励下,壳体振动与声辐射的关系以及单、双壳的声振性能.结果表明:当圆柱壳内部介质为空气时,声激励作用下声腔模态与结构模态耦合与否对壳体振动以及内部声场的影响很小;当壳体受力激励作用时,外场声辐射与壳体结构模态有关,当壳体受声激励作用时,外场声辐射与壳体结构模态、声腔模态有关;双壳的外壳对力激励和声激励时的振动与声辐射均起到屏蔽作用.     

均匀外压下非完善球壳的非线性稳定分析

以扁球壳代替球壳缺陷部分，把其余部分的作用简化为弹性约束．采用板壳大挠度理论的修正迭代法，对均布载荷作用下复杂边界扁球壳的非线性稳定问题进行求解，得到了二次近似的解析式．通过与试验结果进行比较，表明方法是行之有效的．     

轴对称线布荷载作用下变厚度旋转扁薄壳的非线性稳定

针对轴对称线布荷载作用下变厚度板壳的大挠度的复杂计算,以三次B样条函数为试函数,用配点法计算变厚度旋转扁薄壳的非线性稳定.给出了在线布荷载作用下,线性或多项式变厚度的圆锥壳、球壳或四次多项式壳的上、下临界荷载.多数的解答同其他方法的结果做了比较(包括有限单元法).等厚度球壳的矢高为其厚度的6 052倍时,对上临界荷载的计算仍取得了收敛的数值结果.样条配点法具有精度高和计算程序通用的优点.     

钢管混凝土(单圆管)约束扭转试验研究

进行了钢管混凝土构件的约束扭转试验以及空钢管和素混凝土构件的抗扭对比试验.试验结果表明,在钢管混凝土构件的约束扭转受力过程中,钢管与核心混凝土能够协调变形,表现出良好的约束效应和弹塑性形变规律.钢管混凝土的约束抗扭承载力大于相应尺寸的空钢管和素混凝土抗扭承载力的代数和,为计算其约束抗扭承载力提供了依据.     

单层倒悬链型柱面网壳的非线性稳定性研究

针对拱准线形式为悬链线的单层倒悬链型柱面网壳结构,首先对比分析了其常见的3种网格形式的稳定性能,确定了一种合理的网格布置形式,然后与单层圆柱面网壳的稳定性作了比较,最后进行了大规模的参数分析,较全面系统地研究了单层倒悬链型柱面网壳的静力稳定性,包括长宽比、矢宽比、杆件截面尺寸、初始几何缺陷和荷载不对称分布各参数对结构极限荷载的影响.研究表明:常见网格形式的单层倒悬链型柱面网壳,以斜杆I型的整体稳定性能最好,且相比单层圆柱面网壳,其刚度和极限承载力都得到了较大的提高;长宽比、矢宽比对单层倒悬链型柱面网壳极限承载力影响显著并具有良好的规律性,结构横向加劲肋间距应小于横向宽度;网壳极限承载力与截面等效刚度呈线性关系;初始几何缺陷对结构影响较显著,当缺陷达到波宽的1/300时,网壳极限荷载最大降低达57%;结构对不对称荷载作用不敏感.     

皮层对皮-芯结构木塑复合材料性能的影响

【目的】研究在两种不同芯层材料的复合体系下,增强材料含量与皮层厚度对共挤出(皮-芯结构)木塑复合材料弯曲与热膨胀性能的影响。【方法】以共挤出技术为加工工艺,选取短玻璃纤维(SGF)为皮层的增强材料,制备共挤出型(皮-芯结构)木塑复合材料(WPC)。分析了在芯层1与芯层2两种复合体系下,不同皮层厚度(1.0、1.2及1.6 mm )和皮层填料含量(0%、10%、20%、30%和40%)对共挤出型皮-芯结构WPC的弯曲性能和热膨胀性能的影响。【结果】当表面为纯的高密度聚乙烯(HDPE)时,在芯层1和芯层2两个复合体系中,皮层越厚则复合材料的热膨胀系数(LTEC)越高,其热膨胀性能越差; 当SGF的加入量恒定时,其LTEC随着皮层厚度的增加而降低。当皮层的弯曲模量比芯层低时,共挤出木塑复合材料的弯曲模量随着皮层厚度的升高逐渐降低; 当芯层的弯曲模量比皮层低时,共挤出木塑复合材料的弯曲模量随皮层厚度的升高而升高。皮层为SGF/HDPE材料时,在芯层1和芯层2两个复合体系中,随着皮层SGF的含量从0%增加到40%时,其弯曲性能显著性提高,LTEC显著降低。当皮层的 LTEC 值比芯层大时,皮层厚度的降低可以降低共挤出木塑复合材料的LTEC; 当皮层的 LTEC 值小于芯层时,共挤出木塑复合材料的 LTEC 随皮层厚度的增加而减少。【结论】通过改性芯层可以提高皮-芯结构木塑复合材料的整体性能,其增强趋势与表层的增强趋势相似。