圆钢管混凝土短柱的火灾后剩余承载力研究

在提出火灾全过程各阶段中钢管和核心混凝土应力-应变关系模型的基础上,采用有限元软件ABAQUS中的热-应力耦合分析模块计算了ISO-834标准火灾全过程作用后圆钢管混凝土轴压短柱的荷载-变形关系曲线,计算结果和试验结果基本吻合.对火灾全过程中圆钢管混凝土轴压短柱的荷载-变形关系、钢管和核心混凝土的截面应力分布以及两者之间的相互作用进行了分析,探讨了升温时间、初始荷载、截面含钢率、钢材强度、混凝土强度、防火保护层厚度和截面尺寸等参数对圆钢管混凝土轴压短柱剩余承载力的影响规律,最终提出了圆钢管混凝土轴压短柱剩余承载力的简化计算公式.     

圆轴的扭转

根据材料力学对线弹性材料圆轴扭转时应力计算的基本方法,计算了弹/粘塑性材料、塑性强化材料的扭转圆轴的应力与变形,分析了扭转时圆轴的蠕变。     

基于梁格法在用简支梁桥荷载横向分布应用研究

基于梁格理论建立在用简支梁桥空间梁格有限元计算分析模型,分析了纵梁间不同横向连接形式的模拟及虚拟横梁间距、截面特性值的取值对荷载横向分布的影响特征和规律.同时,提出了基于梁格法调整纵梁间横向弯矩传递有效值及虚拟横梁截面特性值的在用简支梁桥荷载横向分布实用计算方法,并通过与实际桥梁结构静载试验的挠度、应力等结果的对比,验证了方法的正确性.     

圆截面压电曲杆在冲击载荷作用下的动力响应

对三维压电圆截面曲杆受到冲击荷载时的动力响应进行了研究.在正交曲线坐标系中建立了压电圆环形曲杆中波传播的空间运动方程.通过Fourier级数展开对冲击应力进行模拟,结合已得到的频散关系和边界条件求出径向位移响应的波幅系数,再通过频散方程确定了各位移电势幅值系数之间的关系,得到曲杆受冲击荷载作用下的波幅系数.应用本构关系得到所需的应力、电势及位移响应.     

密绕椭圆截面螺线管轴线上的磁场

应用数值模拟方法,求解密绕椭圆截面螺线管轴线上的磁场,并分析了磁场与长短轴、管内轴线上位置的关系.计算结果表明,其磁场分布与密绕圆截面螺线管电流的磁场分布相差很大,磁场在空间各个方向都有分量,长宽比越小,垂直于轴线方向的磁场分量越大;长宽比较大或距螺线管中心较近处,磁场几乎与密绕圆截面螺线管电流产生的磁场相当,可用密绕圆截面螺线管电流轴线上磁场的简单公式来近似.     

三向应力状态分析的图解法

根据斜截面上应力分量的计算式，提出了“辅助应力圆”的概念，以“辅助应力圆”和莫尔圆的组合探讨了三向应力状态下任意斜截面上应力分量的图解法，以及获得主应和主方位角的方法。     

论平面应力状态中过一点任意两截面上的应力分量

这就是应力分析图解法的应力圆方程。 由一点两截面上的应力数值就可画得一个应力圆,圆上点的位置及其纵横坐标值与微元体斜截面的方位及其应力分量有一一对应的关系。对此,几乎所有材料力学教科书上皆有阐述。但是,在给出的某些习题中却有不对应的问题,而且多年来未风异议,笔者认为应予指正。 1 某习题及其解的问题 某书第七章习题6给出:已知某点A处截面AB的AC上的应力如图2所示,应力单位为MPa,试用图解法确定该点处的主应力及其所在截面的方位。有人作为例题给出     

圆轴纯扭转时横截面上的正应力研究

以平面假设为基础，分析圆轴扭转时横截面上的正应力分布以及最大正应力与最大剪应力的相对比值的影响因素，并对强度计算时是否必须考虑扭转正应力提供了判断依据。     

用能量原理推导圆轴扭转弹性变形与应力分布

关于圆轴自由扭转时横截面上的应力分布,弹塑性力学给出的弹塑性解与大量金属材料的扭转实验结果存在众多分歧。针对这一问题,通过分析材料在弹塑性变形阶段弹性变形和塑性变形对应的细观机理,根据最小变形能原理,给出了弹塑性小变形时,圆轴扭转横截面上任一点处的切应力和弹性切应变的分布规律。结果表明,圆轴扭转时小塑性变形的出现,并不影响材料的弹性性质,也不改变构件内弹性变形的分布规律,即在弹塑性小变形条件下,圆轴扭转横截面上任一点处的切应力、弹性切应变的大小仍与该点到圆心的距离成正比,亦即仍呈现出与弹性变形时相同的分布规律。     

下承式密布横梁体系钢-混组合桥受力状态研究

对客运专线上1座96m跨度的下承式密布横梁体系钢桁-混凝土组合桥进行空间、平面有限元计算分析,并设计制作了比例尺为1-6的全桥模型,分3个阶段进行模型试验,以考察桥梁的位移和应力状态,分析混凝土板不同结合方式对结构受力的影响。研究结果表明:空间有限元分析结果与试验结果较吻合;下弦杆受到轴向拉力和较大的面内弯矩作用,各节间最大应力出现在节间中点附近;节点横梁最大应力发生在横梁2的下翼缘,节间横梁最大应力发生在位于端节间中部的小横梁上;混凝土板顺桥向整体受拉,并在竖向集中荷载作用下产生弯曲变形;全结合模型大部分节间内的桥面板参与主桁共同作用的程度为55%左右,半结合模型桥面板的参与程度为42%~43%;桥面板与下弦杆结合能够增加桥面板的参与程度,减轻下弦杆荷载,减少节点横梁尤其是靠近桥头横梁的面外弯曲;对桥梁进行初步设计时,主桁杆件的位移与内力可按照1个等效的平面刚架计算,下弦杆的等效刚度由原下弦杆截面和混凝土桥面板截面组合而成,桥面荷载可转化为均布荷载施加。     

复杂应力状态下典型材料全载荷过程中的力学行为

针对材料在复杂应力状态下全载荷过程中的力学行为问题,应用实心圆轴试件进行拉扭联合试验,重点解决试验中拉伸扭转应力时时按固定比例C(σ/τ)加载的难题.以304不锈钢和16Mn R碳钢为研究对象,进行24组不同C值的拉扭试验.在此基础上,研究了实心圆轴试件在全寿命过程中等效真应力应变的处理方法,探索了不同应力状态对塑性极限承载能力的影响,并引入三轴应力度(TS)概念对其进行表征.结果表明:两种材料的极限应力(σ_(max))随着不同TS值变化均存在应力驻点,此处材料的σ_(max)最小;两种材料的极限应变(ε_(max))与TS值呈现反比函数关系;利用本文所提出的工程计算公式,可以在确定结构某点的应力状态情况下,推测结构在此时所能承受的极限应力与极限应变.但是不同材料的σ_(max)-TS、ε_(max)-TS呈现不同的函数关系,需分别进行试验标定.     

横向气流中射流轴线的弯曲

本文分析了垂直喷入均匀、定型横向气流的圆截面湍流射流,利用射流截面上无因次速度相似性和中心轴处速度衰减规律,导出了圆截面射流轴线弯曲方程式。本文计算值与实验值比较,结果是令人满意的。     

改进组合式L形钢管中核心混凝土应力-应变关系

在已有轴压试件试验的基础上研究改进组合式L形钢管中核心混凝土轴压应力-应变关系,详细分析核心混凝土应力-应变关系参数计算方法.在分析主要影响参数的基础上,回归了所提应力-应变关系的参数表达式.最后,采用所提应力-应变关系对改进组合式L形钢管混凝土柱轴压荷载-应变关系曲线进行了全过程计算.结果表明,核心混凝土平均峰值应变计算值与试验值的比值平均值为0.962 1,轴压极限荷载计算值与试验值的比值平均值为0.972 8,计算曲线与试验曲线吻合程度较好,验证了所提核心混凝土应力-应变关系的合理性.     

钢筋煤矸石混凝土梁正截面承载力的试验研究

本文通过对22根梁和10个棱柱体的试验,证明煤矸石混凝土具有良好的塑性性能,可以象普通混凝土一样作为结构材料应用。并根据棱柱体的试验曲线建立了煤矸石混凝土单轴受压时应力—应变关系的理论表达式,将此关系式应用于梁的受压区混凝土,建立了梁的正截面承载力计算公式,其计算值与试验结果符合程度很好。     

大长细比动能弹体弹塑性动力响应数值模拟

针对侵彻体结构动态响应问题,利用有限元程序得到Lagrange六面体常应力积分单元应力张量σij值,建立了获得侵彻体截面轴力、剪力、弯矩等广义载荷的方法.求解并分析了垂直侵彻和斜侵彻实验的大长细比弹体弹塑性动力响应.结果表明,基于最大惯性载荷的垂直侵彻弹体截面载荷分析对弹体强度设计是安全的,斜侵彻时轴向载荷与侧向载荷的交互作用可采用线性交互作用屈服面求解.     

变截面圆杆轴向拉压时的剪应力分析

通过分析变截面圆杆轴向拉压时横截面上的应力问题,论证了在该类圆杆横截面上存在沿径向的剪应力,导出了计算该剪应力的公式。算例表明,在某些情况下剪应力必须考虑。     

深厚填土区微型钢管桩承载特性试验

为研究深厚填土区微型钢管桩承载特性及加固效果,通过室内试验和现场试验,测定微型钢管桩的应力-应变关系、各级荷载下的桩身轴力及桩顶位移,分析组合截面的弹性模量、钢管与水泥净浆分担的荷载比以及桩身轴力、桩侧摩阻力的传递变化规律.研究结果表明,钢管的套箍效应对组合截面弹性模量影响较小,实测值仅为不考虑套箍效应计算值的1.2倍...     

计算强度条件时应综合考虑的因素及合理截面的正确放置

在利用正应力公式V=My/I_(?)计算梁的正应力时要综合考虑梁的材料性质——即塑性还是脆性,一些脆性材料(如铸铁)它们的抗拉强度和抗压强度不一样,梁的截面形状——有些截面(如T宇型)它们的中性轴到截面受拉、压的两边缘距离不相等,梁的最大弯矩值的符号——在梁的全长范围内,最大正弯矩和最大负弯矩的绝对值不相等。只有在综合考虑上述三方面因素后,才能找出危险截面上的危险点的应力,进而设计出合理的截面并能正确放置。     

剪切变形对双模量梁弯曲正应力的影响

利用静力方程确定了矩形截面双模量梁的中性轴位置,得到了矩形截面双模量梁的弯曲剪应力计算公式。在考虑剪切变形影响的情况下,利用矩形截面双模量梁的弯曲剪应力计算公式,导出了等矩形截面双模量梁弯曲正应力计算公式。通过算例分析了矩形截面双模量梁的长高比变化时,剪切变形对等矩形截面双模量梁弯曲正应力的影响。研究结果表明:当矩形截面双模量梁的长高比小于一定值时,剪切变形会对矩形截面双模量梁弯曲正应力产生较大的影响;拉压弹性模量相差较大的双模量材料梁弯曲应力的计算,应采用双模量材料力学理论进行分析计算,而采用经典材料力学理论进行分析计算是不合适的。     

基于钢材单轴拉伸试验的微观断裂模型预测规律分析

基于钢材单轴拉伸试验,提出了关于拉伸试验数据和真实应力-应变曲线的修正方法.开发了VGM模型和SMCS模型的USDFLD用户子程序,用于微观断裂模型的有限元模拟,分析了应力三轴度对等截面和非等截面构件微观断裂模型预测结果的影响.结果 表明,进行等截面构件的本构曲线拟合时应同时考虑颈缩点真实应力和断裂点真实应力的修正.受应力三轴度的影响,在等截面拉伸条件下SMCS模型预测的断裂位移普遍小于VGM模型.非等截面拉伸条件下应力三轴度的变化趋势多样,SMCS模型预测两板相交构件的断裂变形量远大于VGM模型,前者为后者的3.10倍.当拉伸构件存在多个断裂危险点时,VGM模型与SMCS模型的启裂点出现于不同位置处,建议以VGM模型预测位置为准.