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。     

外环式空间钢管混凝土柱-钢梁节点受剪性能

为了探讨空间钢管混凝土柱-钢梁环板节点的受剪性能,基于ABAQUS建立圆形和方形空间环板节点在3种不同梁端加载方式下的有限元模型,分别对节点域的剪力-梁端位移曲线进行分析.在此基础上,选取4个影响节点域抗剪的参数进行分析,以此来明晰空间钢管混凝土节点的受剪机理.结果表明:平面内-平面外梁端依次加载为节点域受剪的最不利加载方式,钢梁强度、柱混凝土强度、柱钢管强度对节点域抗剪起着有利作用,轴压比在一定范围内对抗剪有利,超过这个范围反而不利.     

铝合金弧面节点板冲压成形回弹特性研究

板式节点是铝合金单层网壳中最为常用的节点形式之一,为了满足网壳曲面的造型要求,其节点板通常采用冲压成形的弧面板。回弹是节点板成形过程的主要缺陷,准确预测回弹量是保证加工精度的关键。为此基于ABAQUS/ExplicitStandard平台模拟了弧面节点板的冲压成形过程,并将节点板回弹量与实际加工数据进行对比,验证了有限元模型的有效性。对铝合金材料参数、冲压拱度、节点板厚度和半径、螺栓孔的布置和开孔面积对节点板回弹量的影响进行了参数分析。最后,基于理论推导得到了节点板回弹量的计算式,通过回归分析得到了计算式的系数,并将理论公式计算结果与数值分析结果进行对比,验证了拟合算式的准确性。     

钢结构可替换梁端塑性铰滞回耗能研究

为避免钢结构梁柱节点在地震作用下出现脆性破坏,提出一种新的梁端削弱型结构形式来实现塑性铰的外移。采用ABAQUS有限元分析软件对节点进行滞回耗能能力的分析,同时对不同削弱深度的截面内力进行对比分析,并使用Perform-3D软件的静力推覆工况对新型塑性铰框架和普通框架的承载能力进行对比分析。研究结果表明,首先达到屈服强度的截面是上、下耗能板削弱最深位置的横截面;随着耗能板削弱深度的增加,耗能板削弱最深处横截面就会越容易屈服,且能够有效地降低梁柱节点焊缝截面的作用反力;新型塑性铰的耗能能力主要与耗能板的削弱深度有关,在满足承载力要求的情况下随着削弱深度的增加,塑性铰的耗能能力不断增加;由静力推覆分析可知,拥有新型塑性铰框架的整体承载能力比普通框架的整体承载能力低,所以过度的削弱耗能板深度会导致框架不能满足结构承载力的要求。适当的削弱深度会增加节点延性,提高节点的抗震能力,实现塑性铰外移的目标,起到保护梁柱节点的作用。研究结果可为削弱型梁柱节点的研究提供参考。     

地铁车站装配式蒸压加气混凝土墙板受弯性能

为研究装配式蒸压加气轻型混凝土墙板受弯性能及设计方法,以北京地铁19号线新发地站装配式隔墙为工程背景,对蒸压加气混凝土墙板受弯性能进行有限元分析。基于已完成的试验,建立有限元分析模型,并研究不同节点类型、混凝土强度、节点构造、板高厚比以及配筋率等参数对隔墙受弯性能的影响。通过不同参数的对比分析,为工程提供优化的设计建议。研究结果表明:U形卡连接墙板与钩头螺栓连接墙板相比,承载力较高,施工较简便;预埋焊接U形卡连接墙板承载力较柔性连接(非焊接)U形卡连接墙板有一定程度提高,但考虑地铁车站封闭施工环境的限制,可采用柔性连接U形卡节点;墙体高厚比的减小,能显著提高其极限承载力及刚度;提高墙体配筋率及混凝土强度能进一步提高墙板的极限承载力。     

基于盲孔法的网架焊接空心球节点球面焊趾处残余应力的测试

基于盲孔法对3种规格的焊接空心球节点球面焊趾处焊接残余应力进行了试验测量,根据常规模型和Kirsch理论解对比计算了本次试验选取的应变片的应变释放系数。依据Scara-Mangas经验公式对计算得到的球面径向、环向焊接残余应力进行塑性修正,最终得出球面焊接残余应力分布图。探讨了焊接残余应力对工程领域中节点疲劳的影响。     

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.     

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。     

CRH2型动车组牵引拉杆节点检修规程优化研究*

CRH2型动车组三级检修过程中,牵引拉杆节点刚度检测占用了较多的检修时间。在300 km速度级动车组载荷条件下,对五级修运用之后的牵引拉杆节点和在此基础上进一步加速疲劳试验之后的牵引拉杆节点的静刚度变化进行了试验评估。结果表明,CRH2型动车组牵引拉杆节点满足三级修时取消刚度测试的要求,为检修规程的优化提供了科学的依据。     

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。