直角梯形ETFE气枕塑性成形试验与数值分析

乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)薄膜材料具有良好的塑性性能,利用这一性能,ETFE气枕可以进行基于平面裁剪的塑性成形.制作了两个直角梯形ETFE气枕模型,设计了气枕充气泄气压力控制系统,对两个气枕分别进行充气成形试验和循环充气加载试验,利用激光位移计对膜面位置进行测量.试验结果表明,经过2kPa内压的塑性成形,得到的两个气枕的矢跨比分别为1/9.4和1/10.3,成形过程使ETFE薄膜材料发生强化.采用多折线各向同性强化的弹塑性材料模型模拟ETFE薄膜,通过ANSYS软件进行了气枕成形以及循环加载的数值分析,并对数值分析结果与试验结果进行了对比分析.     

直角梯形ETFE气枕塑性成形试验与数值分析研究

乙烯 四氟乙烯共聚物(ETFE)薄膜材料具有良好的塑性性能,利用这一性能,ETFE气枕可以进行基于平面裁剪的塑性成形.制作了两个直角梯形ETFE气枕模型,设计了气枕充气泄气压力控制系统,对两个气枕分别进行充气成形试验和循环充气加载试验,利用激光位移计对膜面位置进行测量.试验结果表明,经过2kPa内压的塑性成形,得到的两个气枕的矢跨比分别为1/9.4和1/10.3,成形过程使ETFE薄膜材料发生强化.采用多折线各向同性强化的弹塑性材料模型模拟ETFE薄膜,通过ANSYS软件进行了气枕成形以及循环加载的数值分析,并对数值分析结果与试验结果进行了对比分析.     

ETFE膜材泊松比对膜结构变形的影响分析

研究了ETFE膜材波松比对经纬向张力比处于1-0.5之间的三种膜结构变形的影响。首先根据正交异性弹性薄膜理论推导出ETFE膜材泊松比计算公式,利用自制双向张拉设备对ETFE膜材泊松比进行了测试。通过数值模拟对比分析了泊松比与弹性常数对经纬向张力比处于1-0.5之间膜结构充气变形的影响。分析表明经纬向张力比为1膜结构波松比的变化对结构变形影响较小,而弹性模量变化对结构变形影响明显。对于经纬向张力比处于1-0.5之间的充气管与飞艇外形的膜结构波松比变化对变形的影响大于弹性模量。针对张力比不同膜结构的泊松比合理取值给出建议。提出的膜材泊松比取值方法对膜结构工程设计有参考价值。     

薄膜结构的找形及荷载分析

用大变形几何非线性有限元法对薄膜结构进行形和荷载分析，建立了薄膜单元和索单元的皱折分析公式，给出了薄膜结构实例。     

索膜结构找形分析的有限元法及Ansys实现

介绍了索膜结构找形分析的有限元法,针对索膜结构极强的几何非线性特点,提出了非线性有限元的基思想本、基本假设和索膜结构的找形原理.索膜结构找形可以通过提升初始状态的指定点到指定位置的方法进行,应用了小弹性模量理论,最后恢复真实的弹性模量,克服了目前普遍应用小弹性模量不能恢复弹性模量真实值的不足.并考虑到目前有限元通用程序的广泛使用,着重研究了这一方法在Ansys上的实现过程.     

海南某高校风雨球场张拉膜结构分析

以海南某高校风雨球场张拉膜结构为例,给出了大型张拉膜结构的分析设计方法,探索了张拉膜结构的找形与荷载分析特点,可供类似工程参考．     

基于Matlab的膜结构动力松弛法找形分析

根据膜结构的性质选择动力松弛法为迭代方法,为了加快迭代速度和简化计算过程选择了在Matlab上编制相应程序,运用函数Spares对数据进行存储,实现了运用动力松弛法对膜结构的找形分析过程.结合两个实际工程实践了动力松弛法找形分析的可行性,同时证明了此种找形方法的先进性和可靠性.     

索膜结构的设计理论分析

索膜结构是一种全新的建筑结构形式，其设计理论主要包括找形分析、荷载分析和裁剪分析三方面。现有的找形方法都存在一定的缺点，开发的计算软件也没有普遍性，需要在将来的研究中逐步完善。虽然结构对地震有很好的自适应性，但在风荷载作用下易发生自激振动从而导致破坏，因而进行风荷载分析以确定其体型系数及受破坏的临界风速非常必要。裁剪过程存在误差，需要研究开发更精确的裁剪技术。一     

张拉膜结构力密度法找形分析及若干问题

力密度法是张拉膜结构找形分析中最常用的方法之一．文中论述了力密度法中T单元的应用,并探讨了网格离散方向及硬边T单元初应力取值对支撑构件的影响,完善了力密度法．     

河流水资源结构分析研究

针对河流中水体的功能和作用,从生态保护、兴利运用和防洪减灾的角度出发,提出了河流水资源结构分析的思想和方法.河流水资源可划分为生态水量、安全水量、风险水量和灾害水量四部分,各部分水量由特定的流量来界定.以北方河流为背景,在对4种水量的概念及其功能与作用深入分析的基础上,提出了各类水量的计算方法;研究了松花江哈尔滨水文断面的水资源结构划分和各类水量分配规律.结果表明,所提出的方法可以对河流水资源进行定量分析,进而实现分类管理、高效利用.     

张拉型温室膜结构的找形分析

在膜结构找形方面,现有的方法多样,而找形结果误差往往较大.针对张拉型温室膜结构的几何非线性特点,以非线性有限元理论为基础,采用基于小弹性模量的支座提升法来对膜结构进行找形分析,研究其找形特点,同时得出一些对膜结构成功找形有益的结论.     

基体/介质/金属双层薄膜内应力的研究

采用PECVD法和磁控溅射法在 40Cr钢基片上分别沉积氮化硅薄膜和NiCr合金膜 ,用钠光平面干涉法测量双层薄膜的内应力 ,并具体分析该双层薄膜的内应力与薄膜厚度及系统之间的关系 .     

锅炉汽包下降管区域三维有限元应力集中分析

针对亚临界锅炉汽包内插式接管结构,以３００ＭＷ机组锅炉汽包的６７０ｍｍ×１２５ｍｍ下降管接管为例,通过三维有限元计算方法,定量分析了几种不同插式接管的内压应力集中水平．为了减小内插式接管结构内伸段对锅炉水循环的影响,将其头部加工成马鞍形．通过对比分析,得出以下结论：有内伸段的内插式接管结构比平齐内插式接管结构的应力集中水平低得多;有马鞍形内伸段的内插式接管结构不仅能保持上述特点,而且能减小对下降管口区域工质流动的影响,从而保证锅炉的水循环安全     

开椭圆孔的圆锥薄壳受内压时的孔边应力分析

本文用摄动法研究具有椭圆孔的圆锥薄壳受内压时的薄膜应力场。选取无因次的锥角ε和无因次的曲率参数β为摄动参数,得到椭圆孔长轴与壳体母线平行时,以椭圆孔的偏心率表示的计算孔边应力的解析公式及壳体应力场的计算式。若孔的大小与壳的尺寸相比为小量,所得结果是有效的。对于与壳体母线平行的裂纹,在其尖端附近的应力场也进行了研究,计算结果表明:应力呈现出裂纹问题所特有的负平方根关系。根据光弹性试验应力分析,所得孔边应力与理论计算的结果比较,符合良好。     

组合梁应力分析

通过理论分析与实验计算，分析了相同截面不同材料(钢-铝)的两根矩形截面组成的叠梁及相同截面同材料组合的加楔块梁的承载能力、内力分布以及应力分布。     

柔性与刚性分配层防护机理的动光弹试验分析

用动态光弹性模拟试验和分析方法，观察和分析了材料不同的分配层对应力波在结构中传播的影响，比较分析了冲击荷载产生的应力波在洞室结构顶部的传播及相互作用过程，得到指定点处的应力—时间关系曲线，为结构震塌机理的进一步研究和防护结构改进提供参考。