正交各向异性板带有一般孔形时应力分析

采用复变函数方法研究面内均布荷载作用下带孔正交各向异性板的应力解析解.对含一个正六角形孔或不规则孔的无限平板进行分析,得到不同工况下(纤维角度、外荷载方向)孔边及部分孔外域的应力分布规律.结果表明,当单向荷载作用方向与孔边尖点指向垂直时,若正交各向异性板的纤维按0°和-90.0°布置,最大切向应力发生在孔边,并且位于尖点位置,但随着纤维角度的旋转,孔边的最大应力点逐渐偏离尖点,并且最大应力值也逐渐降低;因此,正交各向异性板的应力集中可以通过调整材料的纤维方向来改善.除此之外,当单向均布荷载σ的作用方向与坐标轴平行时,该坐标轴与孔边界交点的切向应力均为-σ.     

基于折扣高斯粒子滤波器的桥梁可靠性动态预测

桥梁健康监测(BHM)系统在长期运营中积累了大量信息,如何利用这些信息动态预测结构可靠性已成为BHM领域的关键科学问题之一.为合理预测桥梁的动态可靠性,应用BHM系统日常监测的极值应力数据,建立带有最优折扣因子的动态线性模型,结合高斯粒子滤波器给出折扣高斯粒子滤波器预测算法,分别对日常监测极值应力的一步向前预测分布参数和状态变量后验分布参数进行修正预测,并基于此,采用一次二阶矩(FOSM)方法预测桥梁的动态可靠性,结合桥梁实测数据对所提方法进行了验证分析,为桥梁预防性养护维修决策提供理论基础.     

滑动支座摩擦效应对连续梁桥地震响应影响

以1座跨度为(55+4×90+55)m的预应力混凝土变截面连续梁桥为研究对象,采用ANSYS软件建立桥梁动力分析模型.选取3条人工地震波作为地震动输入,基于动力非线性分析方法,考虑摩擦效应,分析盆式橡胶支座连续梁桥非固定墩的地震响应和支座的滞回性能,并与未考虑摩擦效应的地震响应进行比较.结果表明:非固定墩处的盆式橡胶支座在地震作用下形成了规则、饱满的滞回曲线,形状近似为矩形;相对未考虑盆式橡胶支座摩擦效应的模型,考虑支座滑动后,固定墩墩底顺桥向弯矩、剪力分别降低了25.91%、27.41%,固定墩墩顶顺桥向位移和非固定墩墩梁相对位移分别降低了26.15%、25.59%;对于多跨长联连续梁桥,滑动支座数量多且反力大,若不考虑滑动支座的摩擦耗能,桥梁结构地震响应结果偏大,抗震设计偏于保守.     

制动盘结构参数对温度场和应力场的影响研究

应用ABAQUS有限元分析软件,结合热-力耦合理论和传热学理论,模拟了在紧急制动下制动盘的温度场和热应力场分布,并研究了制动盘结构参数对温度场和应力场的影响.以现有厚度的制动盘为研究对象,运用单因子变量法,研究了制动盘厚度为9,11,12和13mm时对温度和应力的影响以及两种不同结构的通风孔对温度和应力的影响.结果表明:当厚度为13mm时,制动盘的最高温度降低了15.25%,最大应力降低了19.29%,与实心式结构的制动盘相比,夹层式结构通风孔的制动盘可使最高温度降低8.06%,最大应力降低30.67%,增大制动盘厚度可减小最高温度和最大应力;孔板式结构通风孔的制动盘表面温度较夹层式低,但应力较大,故夹层式结构通风孔的制动盘较孔板式结构通风孔的制动盘总体性能更优.     

高精度数字梯度敏感法测量PMMA板的转角场

用数字梯度敏感法(DGS)测量聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)板的应力梯度(偏转角)。首先,利用数字图像相关方法(DIC)测量了PMMA板在三点弯曲作用下应力集中区域的全场位移,再根据光弹效应建立PMMA板的应力梯度与光线穿过透明件后的偏转角之间的关系,得到PMMA板的转角场。将直接测得的转角场与解析值进行对比,发现存在误差。这是由于试验中不可避免地存在面内刚体平移及离面位移,导致试验中得到的转角场产生误差。通过补偿区域法消除上述影响因素,并讨论了面内刚体平移和离面位移对试验的影响。最后,与解析值对比,结果表明,通过补偿区域法降低了测量误差,得到高精度的转角场。x和y方向转角场的平均相对误差分别为4.90%和5.89%。     

柠条锦鸡儿细根生长与游离脯氨酸含量关系研究

研究区位于内蒙古敖汉旗黄花甸子流域,在10a生柠条锦鸡儿人工林中分别选取了坡上和坡下样本5丛.通过四分之一圆法采集根系,并将标准丛根系按细根、中根、骨骼根进行划分,并测定长度及游离氨基酸含量.通过比较分析不同土壤含水率条件下的各径级根的长度差异,两样地中各径级根中游离氨基酸含量相关性.得出游离脯氨酸含量百分比在不同土壤含水率条件下变化趋势,和游离氨基酸平均含量与根长的相关趋势.结果表明:(1)细根长度和游离脯氨酸含量均与土壤含水率呈负相关关系.(2)游离脯氨酸含量与根系新生细根存在正相关关系.(3)两样地中各径级根之间游离氨基酸含量具有显著相关性,相关系数均在0.980~0.997之间.(4)游离脯氨酸平均含量与细根比表面积存在正相关关系,且R2=0.9371.研究证明游离脯氨酸对植物对抗干旱胁迫的重要作用,为柠条锦鸡儿复壮和内蒙古农牧交错带植被恢复提供科学依据.     

地震作用下重力坝非线性振型响应的耦合性分析

以结构初始弹性振型为基向量,将地震荷载向量展开为振型荷载的组合。以Koyna重力坝为例,采用混凝土损伤塑性模型和非线性时程分析法,计算各振型荷载引起的大坝非线性响应。取地震加速度峰值为0.5g,给出了Koyna、El Centro实测地震波和1种人工地震波作用下大坝前5阶振型荷载引起的坝顶位移响应。结果表明,非线性情况下,坝顶位移响应依然由与荷载分布相同的振型分量主导,重力坝振型响应具有弱耦合性。     

土工袋防渠道冻胀水-热-力耦合数值模拟

根据水-热-力耦合计算模型,编制相应的有限元计算程序,并结合寒冷地区渠道工程进行数值计算,分析渠道建成后2 a内渠坡的温度场、水分场及位移的分布规律。计算结果表明:渠坡在冻融过程中表现出显著的冻胀、融沉变形特性,且冻胀和融沉变形不可逆;土工袋处理渠道对冻土渠坡具有较好的防冻胀效果,土工袋具有较小的导热性,可以有效减小渠坡内部土体温度受大气温度的影响,从而减小渠坡发生冻胀融沉变化的可能性;土工袋可以抑制毛细水和薄膜水的上升,可减小土工袋层及下部土体中的水分迁移,从而保持渠道内较为稳定的含水量,减小渠坡表层的冻胀量;土工袋具有一定的强度且在自身袋子张力作用下能够抑制部分冻胀变形,从而减小渠道衬砌体由冻胀引起的破坏。同时,渠道表层用土工袋处理后,渠坡内部温度可以较快达到稳定状态,运行2 a后可在地基2 m以下位置形成较为稳定的常年冻结层。     

非对称噪声的Langevin谐振子模型的随机共振

本文研究了周期调制噪声和非对称双态噪声联合驱动下具有频率涨落的谐振子的随机共振现象,本文的主要工作是通过Shapiro-Logniov公式求解了谐振子系统的稳态响应一阶矩的解析表达式,并且推到了谐振子系统的稳态响应一阶矩的稳定性条件。最后发现了系统关于不同参数的广义随机共振现象,出现了双峰共振现象等丰富的动力学行为。     

考虑表面应力的微悬臂梁质量传感器的建模与仿真

为了考虑悬臂梁谐振器表面吸附层或者不同材料涂层引起的表面应力的影响,进而提高质量传感器的精度和性能,基于瑞利-里兹法提出了考虑表面应力的悬臂梁质量传感器的理论方法.在悬臂梁振动的控制方程中引入应力系数对其振型函数进行修正,并系统地分析对悬臂梁振动频率的影响,再根据瑞利法建立微悬臂梁质量传感器的理论模型.应用该方法,纳米颗粒的位置和质量可以通过颗粒吸附前后悬臂梁的频率移动来精确确定.该方法的准确性和可行性通过有限元仿真进行了验证.