螺栓连接大变形梁非线性振动特性的实验研究

柔性机械臂、大型可展开天线等机械结构的动作精度受运动过程中大变形几何非线性和连接处接触非线性的影响十分显著。以含螺栓连接结构的大变形梁作为研究对象，针对动力学建模和振动特性开展了实验研究，通过数值计算验证了实验发现的非线性振动特性。搭建了含螺栓连接柔性大变形梁的实验台架，开展了敲击和正弦激振的实验测试。实验结果表明，螺栓连接的柔性梁较连续梁的（无螺栓连接）模态频率降低，阻尼增加，反映出随着激励能量增大，模态频率降低的非线性模态特征。改变螺栓连接位置会显著影响结构的模态频率，其变化规律可由求解线性矩阵特征值定性反映。     

矿用汽车纵臂断裂失效分析与结构改进

针对某单纵臂悬架矿用汽车样车在试验的过程中出现纵臂断裂的情况,对前桥纵臂断裂进行了理论分析,并利用ABAQUS有限元分析软件对处于动态冲击下的前桥纵臂的受力变形情况进行了研究分析,得到了满载工况、动态左转向至极限工况、动态右转向至极限工况的应力应变特性.根据应力应变分析结果,对单纵臂悬架进行了结构改进.仿真结果表明,改进后的结构是合理的.     

倾斜煤层窄长露天矿分区开采分期境界优化

针对倾斜煤层窄长露天矿,经常采用纵采转横采内排的开采程序,基于其剥离物流向流量的变化对经济合理剥采比大小的影响,提出一种分区、分时期的优化开采境界方法。该方法依据首采区位置的不同可分为A模式(即首采区位于矿权一侧)和B模式(即首采区位于矿权中部)两种开采模式。此外,按照露天剥采工程发展过程中剥离物流向流量变化的情况,将其露天矿山开采过程归结为三个时期:全部外排期、部分内排期和全部内排期。通过构建剥、采、排工程位置模型,系统地研究了两种开采模式分时期境界优化的原则和适用条件,并提出境界优化模型。研究成果在准东露天煤矿开采实践中得到应用,结果表明:准东露天矿的经济合理剥采与其开采境界优化前相比,由原来的1.50m~3/t增加至1.62m~3/t,其经济合理开采深度增加了24.7m,顶帮外扩距离增加了45.65m,经济可采储量增加了85.27Mt。实现了露天开采经济效益的最大化。     

考虑节点非弹性变形的RC框架地震反应分析

钢筋混凝土梁柱组合体试验结果表明节点内纵筋滑移和节点剪切变形对组合体的抗震性能有明显影响,但框架的非弹性地震反应分析一般忽略了节点非弹性变形的影响.为了模拟节点区非弹性变形的影响,在纤维模型基础上采用在梁端附加零长度截面单元的方法,并通过σ-s本构模型考虑节点内梁纵筋粘结滑移,以及通过σ-sslip-shear本构模型同时考虑节点内纵筋滑移和节点剪切变形.考察了典型平面框架在罕遇地震下的非线性反应,对比分析了节点非弹性变形对框架整体和局部反应的影响.结果表明,考虑节点非弹性变形之后结构的最大顶点位移、最大层间位移角将增大或仅略有变化,梁端、柱端塑性铰数量将减少,梁、柱的转角延性需求总体而言将减小;地震作用下框架节点距离剪切失效尚有一定安全储备.框架地震反应大时忽略节点非弹性变形将导致明显误差,地震反应较小时可采用不考虑节点非弹性变形的常规有限元分析模型.     

后张无黏结装配式框架节点抗震承载力预测

为研究后张无黏结装配式框架梁柱节点的抗震性能,提出了一种节点骨架曲线上特征点的计算方法.首先,基于弹性梁的理论和刚体转动原理,详细分析了后张无黏结节点梁端位移的组成,并给出计算位移的通用公式.然后,根据梁端截面在不同临界点(开裂点、线性极限点、混凝土核心区压碎点)的受力特点,计算了各特征点对应的荷载.最后,根据后张无黏结角钢连接节点的转动特征以及角钢在反复拉压荷载下的恢复力模型,得到骨架曲线上特征点的简化计算公式.计算结果与低周往复荷载下节点试验结果吻合较好,由此证明了计算的合理性和正确性.结果表明,该计算方法基于合理的力学概念,可较为准确地预测节点骨架曲线,具有计算简便、适用性广的优点.     

混凝土箱梁桥顶板温度应力分析

以湖南某在建特大箱梁桥为研究背景,通过现场温度测量结合公式拟舍得到实际温度梯度,应用ANSYS软件建模：计算分析不同截面参数箱梁日照温差下顶板下缘横向温度应力的变化,比较了施工阶段日照温差应力和自重作用对顶板开裂的影响,为预防顶板中线下缘开裂提供理论依据．     

基于时间反演法的螺栓健康监测研究

针对实际工程结构中容易出现的螺栓联接松动问题进行了研究。采用Greenwood和Williamson模型和时间反演原理对聚焦信号幅值与螺栓预紧力的关系进行理论推导,得出两者成单调增函数关系;并据此提出一种基于时间反演法的螺栓健康监测方法。建立实验装置,进行实验研究。实验结果表明,聚焦信号幅值与螺栓预紧力的关系曲线近似于对数函数关系;接触界面粗糙度越大,聚焦信号幅值越快趋于稳定;时间反演法具有良好的自适应聚焦效果,能有效提高信号信噪比,在螺栓健康监测方面具有很好的应用前景。     

岩墙群圆柱状节理的发现和成因机制探讨

在鲁西地区前寒武纪基性岩墙群内发育一种罕见的原生圆柱状节理,由同轴圆柱状节理和放射状节理组成,垂直于岩墙走向,沿岩墙走向排列,是一种指示岩浆水平侵位的流动构造。岩墙发育圆柱状节理表明出露的是岩墙的顶部,反映基性岩墙群侵位时岩浆具有黏滞性剪切作用的流变学特征。柱状节理长轴的倾伏向垂直岩墙的两壁,可以反映岩墙的产状。岩墙圆柱状节理的倾伏角反映了岩墙所在地块的掀斜程度。岩墙发育圆柱状节理表明岩墙侵位时地块已经处于上地壳脆性构造环境,中元古代鲁西地区是一个脆性伸展的大地构造环境。     

高速铁路隧道围岩纵向变形曲线研究

隧道开挖过程中开挖面具有空间约束效应,纵向变形曲线(LDP)是这一空间效应的直观反映.目前,采用数值拟合方法进行LDP的研究主要集中于拟合形式、影响因素等方面,且大多是基于圆形隧道展开,并未考虑断面形式造成的影响.为此,本文总结具有代表性的纵向变形曲线公式,对其适用范围及特点进行比较,研究VD公式在高速铁路隧道下的适用性.结果表明:利用高铁隧道断面进行数值计算时,隧道半径建议采用等效半径;最大塑性区半径建议统一采用拱顶位置塑性区半径;采用与圆形隧道下相同形式的公式可以取得良好的拟合效果,具体表现为隧道前方LDP公式一致,掌子面处变形释放系数公式和隧道后方LDP公式拟合参数不同但差别不大.     

轨道板纵向温度变形对植筋效果影响

温度荷载作用下的轨道板纵向伸缩变形带动锚固钢筋发生偏位，结构受力状态与设计初衷产生差异。为明确轨道板温度变形对植筋实际效果的影响，首先开展纵连板式无砟轨道温度变形监测，量化表征锚固钢筋的实际偏位量；其次建立无砟轨道植筋锚固精细化有限元模型，分析不同偏位条件下植筋胶层的损伤规律；最后明确了锚固钢筋偏位与脱胶耦合作用下无砟轨道的实际植筋效果。结果表明：轨道板纵向温度变形量可达0.946mm。锚固钢筋的偏位加剧了植筋胶层损伤，且呈现垂向自上而下的演变规律，是造成锚固体系脱胶失效的主要原因。植筋胶层与轨道板的脱黏削弱了锚固体系抵抗高温上拱变形的能力，当脱胶深度超过200mm后，轨道板上拱量增大了137.18%。在无砟轨道实际植筋的效果评价中需考虑轨道板的纵向温度变形，动态调整实际养护维修方案。