任意复杂薄壁截面自由扭转常数的数值计算方法

针对任意复杂薄壁截面自由扭转常数的计算,提出一种便于计算机实现的建模方式和计算方法.采用一系列具有宽度的线段模拟薄壁截面,根据薄壁截面剪力流计算理论,编写相应计算程序,计算得到任意复杂薄壁截面的自由扭转常数.把本文的计算理论和计算方法运用到大型斜拉桥苏通大桥的截面计算中,并与Midas计算结果进行比较.计算结果表明:本文的建模方式实现了与CAD的无缝连接,方便工程应用;本文的计算方法对于不同剪力流指定方式得到相同的计算结果,克服了Midas的计算缺陷,验证了本文计算方法的正确性和稳定性.     

处理梁单元端部自由度释放的附加自由度法

采用附加自由度的方法来处理梁单元的端部释放,为单元端部释放的处理提供了一种新的方法。根据具有附加自由度梁单元的应变矩阵,得到了扩充后的梁单元刚度矩阵,并推导出单元自由度沿整体坐标系释放或沿单元局部坐标系释放两种情况统一的刚度矩阵转换公式。针对两节点的梁单元采用UL列式,进行了非线性有限元分析,并编制了相应的分析计算程序。用此程序分析了具有自由度释放的梁单元模拟大位移大转动的性能,并与现有方法进行了比较。算例结果表明,附加自由度方法具有精度高,操作简便的优势。     

新型带转角自由度的四结点膜单元

给传统膜单元引入一个垂直单元平面的旋转自由度，可以增加位移场阶次，提高计算精度和单元性能．文中为膜结构和高层结构中的剪力墙提供了两种性能良好的四节点膜单元．理论分析和数值模拟表明，这两种单元所采用的线位移和转角位移相互独立的位移场，能有效解决一维单元和二维单元的过渡连接问题，易于编程实现．数值计算结果表明，该单元位移场更符合实际位移场，并节省了计算时间．     

带旋转自由度的四边形平板壳单元

基于Kirchhoff假设,运用广义协调技术,将线位移和转角位移相互独立的位移场引入面内旋转自由度,构造出任意四边形4节点24自由度的平板壳单元;运用U.L.列式,建立了该单元的切线刚度矩阵.算例表明,该单元在板壳结构几何非线性分析中具有良好的精度,且能很好地解决梁单元和板壳单元的连接过渡问题.     

激光熔覆技术修复局部腐蚀钢板后修复件的力学性能

为研究激光熔覆技术修复局部腐蚀钢板后修复件的力学性能，通过单轴拉伸试验研究了腐蚀方式、腐蚀界面处理方式、腐蚀深度以及激光熔覆扫描路径对修复件力学性能的影响规律，获得了局部腐蚀件和激光熔覆修复件的力-位移曲线以及力学性能折减系数。结果表明：通过激光熔覆技术修复的局部片腐蚀和局部点腐蚀钢板，其弹性模量、屈服强度和极限强度与完整件基本相当，极限伸长率可恢复到完整件的70%以上；柔化处理熔覆层侧面-基材界面或增加搭接区域可将修复件断裂位置从熔覆层侧面-基材界面转移到基材，进一步提升修复件力学性能；激光熔覆技术可修复不同腐蚀深度的腐蚀钢板，且修复件的力学性能对扫描路径不敏感。