混凝土受拉边倾斜变截面梁受剪承载力数值分析

为研究混凝土受拉边倾斜变截面梁在集中荷载下的抗剪性能,首先,根据目前主流混凝土等截面梁受剪承载力模型,归纳了中国建筑科学研究院有限公司和Gulsan的试验中变截面梁临界斜裂缝的特点;其次,为克服有限元程序在模拟裂缝上的不足,建立了受拉边倾斜变截面梁的预设斜裂缝有限元模型,并对变截面梁的受剪破坏过程进行了模拟分析;然后,通过分析在极限荷载时临界截面上的应力状态规律,提出了受剪承载力模型假定,采用临界截面上的受压区混凝土剪压破坏准则,建立了受剪承载力计算方法;最后,收集了国内外40根变截面梁受剪试验数据,与本文方法、我国规范方法、Gulsan方法的预测值进行了统计分析．结果表明本文方法的计算精度更高,可为工程实践和规范修订提供参考﹒     

带有变截面梁组合结构自振特性计算

本文研究带有变戴面梁组合结构自振特性计算方法，建议用“变梁系数”计算变 截面粱的单元刚度，用逐步降阶法凝聚总刚度阵。计算简便，节省计算机内存和计算 时间．     

样条有限点法分析旋转变截面Euler梁弯曲自由振动问题

基于Euler-Bernoulli梁理论,采用样条有限点法建立旋转变截面梁弯曲振动分析新模型.通过沿梁轴线均匀布置一定数量的样条节点对变截面梁样条离散化,采用三次B样条函数对变截面梁的位移场进行插值.考虑截面尺寸变化和旋转离心刚化效应的影响,基于Hamilton原理推导出旋转变截面梁计算模型的总刚度和总质量矩阵表达式,编制程序对旋转变截面梁动力特性进行分析,并建立ANSYS有限元模型进行比较验证.结果表明:本文解答与文献和有限元解答吻合良好,本文模型具有计算精度好、建模效率高、边界条件简单和程序编制方便的优点,可适用于不同边界约束、截面变化率、截面变化类型、旋转角速度和轮毂半径条件下的旋转变截面梁的弯曲自由振动问题.参数分析表明截面变化率和旋转角速度对旋转变截面梁动力特性有重要影响.     

单箱三室连续-刚构箱梁桥的剪力滞效应

根据一座单箱三室连续-刚构组合桥梁,考虑桩-土相互作用分别建立了变截面三维梁单元和三维实体、板壳单元组合两种有限元模型,分析了桥梁在均布荷栽和集中荷载作用下的剪力滞效应,并讨论了两种计算模型对动力特性的影响．结果表明,在均布荷载与集中荷载作用下箱梁的剪力滞效应明显不同,对于地震时程反应分析而言,采用变截面三维梁单元模型计算效率较高．所得的分析结果对指导这类桥梁的设计具有重要的工程实用价值．     

变截面刚架结构分析的等效刚度法

用势能驻值原理导出各种截面楔形杆的等效刚度系数，用力法算出其固端弯矩修正系 数，把带有楔形柱、等截面梁的变截面刚架转换为等效等截面刚架来分析其内力、位移和计算长 度．提出的这种等效刚度法 简便、精度高．适于工程设计中应用．     

大展弦比飞机机翼弯曲变形分析和测试方法

将大展弦比飞机机翼简化为变截面悬臂梁结构。基于线性叠加原理,将变截面梁划分为n段,推导出梁挠度的计算方程。根据机翼实际尺寸,并考虑机翼自重和外挂载荷建立变截面梁模型,将梁划分为5段、10段、20段计算梁的挠度。利用ANSYS有限元软件中几何非线性迭代方法,分析变截面梁受均布载荷时的变形。理论计算结果和有限元仿真结果吻合,验证了该计算方法的有效性。为计算大展弦比飞机实际飞行过程中机翼实时弯曲变形,在机翼上布置应变计并进行地面标定试验,得到载荷与应变之间的关系方程和机翼各段的弯曲刚度。通过采集飞行实测应变数据,结合标定方程将机翼各测试切面应变-时间历程转化为载荷-时间历程,再利用挠度计算方程计算机翼的实时弯曲变形情况。为大展弦比飞机飞行过程中机翼变形测试提供了一种工程测试途径。     

变截面梁大挠度振动的 Quadrature 解

使用Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ法求解了全简支和全固支两种边界条件下的各两种变截面梁的大挠度自由振动频率，当退化为等截面梁时其结果与现有文献的精确解高度一致，而以Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ法求解等截面梁同一问题的文献则是求解变截面梁的特殊情形．     

钢模台车模板变截面梁的变形计算

在工程设计中，经常需要计算复杂截面梁的变形．由于变截面梁在受到复杂载荷作用时，其微分方程数学描述复杂，推导和计算困难．有限差分法采用一组以挠度为未知量的代数方程，近似地代替挠曲线的微分方程，通过解这一组代数方程即可求得挠曲线上某点的挠度．     

基于刚度矩阵的空间变截面梁简化问题

为研究机床的静刚度特性,需要得到其各部件的单元刚度矩阵.机床部件的结构往往是不规则的,因此需要将其等效简化为等截面梁单元,才能得到其单元刚度矩阵.该文对任意变截面梁等效简化为等截面梁单元的问题进行了研究,从建立梁单元的单元刚度矩阵的需要出发,推导出了完整的简化方法.为了验证该简化方法的有效性,利用有限元分析软件ABAQUS 6.51对一个力学模型进行了分析,同时用上述的简化方法对该力学模型进行了计算.将两者的计算结果进行对比,相对偏差小于5%,因此可证明该简化方法在变截面梁等效简化为等截面梁单元时的有效性.     

钢筋钢纤维混凝土梁的斜截面承载力

通过１０根变截面高度的钢筋钢纤维混凝土无腹筋梁试验,研究了其斜截面承载力的“尺寸效应”;通过１２根钢筋钢纤维混凝土配箍筋梁的试验,研究了钢纤维体积率和箍筋特征值变化对其斜截面承载力的影响规律．最终提出的钢筋钢纤维混凝土梁斜截面承载力计算方法具有广泛的适用性和可靠性．     

高gn值悬臂梁式硅微加速度传感器的结构设计

针对高冲击加速度测量,分别就硅微加速度传感器等载面和变载面悬臂枯不同结构尺寸下的应力状及固有频率进行了有限元数值模拟;对等截面和变截面悬臂梁结构的灵敏度进行了分析比较和数值计算,结果都说明了采用变截面悬臂梁结构,灵敏度可提高近30％;对选择的变截面悬臂梁结构的加速度传感器其量程为10000gn,有足够的抗过载能力,且横向灵敏度足够小。     

Characterization and analysis of Coscinodiscus genus frustule based on FIB-SEM

Coscinodiscus genus, a type of diatoms with complex frustule, has been widely studied and reported because of their delicate nanostructures. In this paper, a dual beam system focused ion beam and scanning electron microscope (FIB-SEM) were applied to precisely investigate the microstructure of diatom cell walls, in particular, aiming to reveal the hierarchical pores of the valve. The microstructures of the valve, valve mantle and girdle bands were illustrated in details through a series of high resolution images after performing the cross section milling of the specific region. The 3D morphology of frustule valve was reconstructed based on the 2D image series, which demonstrated the presence of cribellum in valve, the external foramen, hexagonal cavity and the internal foramen. The four dense porous membranes and girdle bands were characterized clearly based on FIB-SEM dual beam system. An integrated model of Coscinodiscus frustule could be simulated based on the 2D and 3D results. This study provided a systematic approach to measure the morphological features of diatoms at a nanoscale, which could be applied to other nanoporous structure in three dimensions.     

箱形梁最轻设计法

设计箱形截面梁时可采用四个参变量:梁高h、腹板厚度t及两个系数α和β,根据强度条件、局部稳定条件及刚度条件得出一个求截面积最小的目标函数A,将已知条件(截荷、材料、跨度、支承情况等)代入进行求导即可最终求出四个参变量,截面尺寸即可确定,且其截面积必为最小.然后将截面尺寸园整,布置加劲肋,最后进行截面各方面的总校核,必要时对截面尺寸作些修正,设计即告完成.这种设计法从理论上保证了截面尺寸为最小;即使经过修正,尺寸也必然接近最小.而且设计是一次完成,避免了通常凑截面反复计算的繁琐性和盲目性.     

Torsional inertia moment of beam element with complex section analysis based on FEM

Currently, for the analysis of complex bridge based on beam element, the calculation of cross-section torsional inertia moment is still an unresolved technical problem. Most current calculation of section torsional inertia moment is an approximate analytic method for two-dimensional cross-section, which is not fully consistent with the actual situation, and do not consider the effects of diaphragm in bridge. In order to analyze accurately cable-stayed bridge, suspension bridge and other complex bridge structures based on beam element, the calculation method of section torsional inertia moment based on finite element method (FEM) is invented in this paper. Firstly, setting up local cantilever fine model with solid element or shell element and applying torsion on the end of cantilever. Secondly, calculating the torsion angle of cantilever by FEM method and then the torsional moment through equivalent beam method. Finally, the examples of the section torsional moment calculation of concrete model with solid element with diaphragm and steel girder box model with shell element with diaphragm are used to verify the calculation method, which is applied to the suspension bridge design and construction control special software SBNA developed by Research Institute of Highway Ministry of Transport. Taizhou Bridge under construction is one of the examples.     

小刚度劲性水泥土墙基坑支护的机理及模型试验

根据相似理论,通过小刚度劲性水泥土模型梁弯曲试验,研究了小刚度劲性水泥土梁中型钢与水泥土间的共同作用机理.提出水泥土及型钢相对刚度贡献系数概念,给出了组合结构的刚度贡献系数的取值,得出了组合梁开裂的极限挠度.结果表明:水泥土对组合结构的刚度具有很大贡献,水泥土开裂前后,型钢和水泥土对刚度的贡献都将发生变化.黏土水泥土、砂土水泥土和型钢间摩阻力与水泥土的强度成正比.双根型钢端部不同组合形式对水泥土刚度贡献系数及开裂的极限挠度影响不大.从共同作用机理分析认为,双根型钢铰接梁更适用于实践工程.     

复合材料薄壁梁的翘曲

将薄壁结构杆件的平衡理论引入复合材料薄壁梁的分析中，来分析复合材料薄壁梁剖面的平面外翘曲规律．针对复合材料叠层对翘曲规律的影响，将复合材料薄壁梁视为叠层壳，用三维实体元对梁剖面的翘曲问题进行研究．数值实验结果证明：材料的叠层对薄壁梁截面翘曲影响不大，平衡理论可在复合材料薄壁结构中应用．     

光照不均QR码图像二值化研究

Ostu算法因其具有算法实现简单等特点成为常用的一种图像二值化算法,但其对于不均匀光照下的QR码图像二值化处理效果不佳。针对Ostu算法这一缺点,提出一种解决方法：首先使用改进的同态滤波去除QR图像的不均匀光照的影响,然后采用Ostu算法对QR图像进行二值化。实验表明,使用该算法能有效克服不均匀光照的影响,二值化效果良好,条码识别率提高。     

Tsai-Wu准则用于三维编织复合材料矩形梁强度计算

以Tsai—Wu强度准则的二阶表现形式为基础,提出了一种计算三维编织复合材料矩形截面梁纵向拉伸强度的理论方法．该方法把三维编织复合材料看作横观各向同性材料,从而在确定Tsai-Wu强度准则的各阶强度张量系数时可以进行简化,使TsaI-Wu强度准则能较好地应用于三维编织复合材料的强度计算．通过理论计算与实验结果也验证了这结论．     

基于遗传算法的海水侵蚀混凝土梁斜截面承载力分析

根据试验测定的不同循环次数下的海水侵蚀混凝土梁斜截面承载力,建立毫非线性的渐近回归分析模型,并采用遗传算法进行参数的优化计算,然后根据模型计算混凝土梁斜截面承载力,其结果与实测数据吻合较好,混凝土梁斜截面承载力计算值的平均相对精度在95％以上。因此,基于遗传算法的非线性回归模型可以用于海水侵蚀混凝土梁斜截面承载力的分析。最后,实现了混凝土梁斜截面承载力分析的智能化。     

微构件弹性模量悬臂梁法测量的模糊建模及分析

在介绍悬臂梁法测量微构件弹性模量原理的基础上，分析了测量和评价过程的主要不确定因素，将模糊数学方法引入弹性模量的评价过程．在常规模型中，给予有关参数一定的变动范围，以隶属函数表示其取值分布情况，建立了基于模糊集的评价模型．其中，悬臂梁试件的刚度系数由载荷一有效挠度曲线经模糊加权线性回归拟合获得，其几何尺寸考虑为正态分布模糊数，利用水平截集概念转化为普通集规划问题求解．对单晶硅(100)悬臂梁试件的实验数据进行了计算，得到不同置信水平下的弹性模量评价区间．研究结果表明，带有模糊参数的弹性模量评价模型能适当吸收一些不确定因素，同时由于考虑了测量中多种因素的影响，评价结果与实际情况符合较好，因此更具有参考价值．