平面框架结构内力分析、组合及配筋通用程

本程序运用杆件系统的直接刚度法,计算结构的变形和内力.结构的形状可以是任意的,即除了常见的矩形框架外,对于包含有斜杆、变截面杆、铰接杆或节点约束的框架,程序也能适用.     

平面框架结构内力分析、组合及配筋通用程序

本程序运用杆件系统的直接刚度法,计算结构的变形和内力.结构的形状可以是任意的,即除了常见的矩形框架外,对于包含有斜杆、变截面杆、铰接杆或节点约束的框架,程序也能适用.     

圆形折板壳屋盖的内力计算及截面配筋程序

本文用有限差分法对在轴对称荷载作用下的圆形折板壳屋盖进行静力分析,得到沿壳体径向内力。然后按GB110-89进行配筋及裂缝宽度、刚度计算。用BASIC语言,在SHARP PC-1500上实现。     

结构可靠性分析的多平面组合近似方法研究

应用AFOSM法获得最大可能概率失效点和最大可能失效区域,对最大可能失效区域边界进行了近似界定.采用超单位超球坐标构造搜索方向,利用黄金分割法快速求得线性化点,提出一种新的多近似平面的构造方法,避免了构造近似平面的盲目性和无序性.针对多近似平面组成系统的特性,提出基于AFOSM的逐次等效主近似平面方法计算结构的失效概率.算例结果表明,本方法可行有效且效率高,是一种精度较高的结构可靠性近似分析方法.     

关于桩的水平位移、内力和承载力的分析

上海宝山钢铁总厂工程中,打好后的桩由于附近继续打桩特别是开挖土方出现了可观的水平位移,因而需要分析这种水平位移对桩产生的内力和对它的承载力的影响。本文试图依据桩的水平位移现场测试结果并近似地假设地基为弹性体来作一分析。先对无荷载的和后来承受着竖荷载的桩的弯曲变形和弯矩以及相关的土体位移作理论分析,从建立桩土体系的弹性平衡微分方程到求出需要的解析解。然后对外径D=406mm的钢管桩实例进行具体数值分析,从它的绝对水平位移、对士体的相对位移、桩土之间侧向压力、桩的弯矩、承载力和安全系数到容许的桩顶移位和有关处理方法。最后分析D=609和914mm钢管桩的容许桩顶水平位移。     

组合截面工程结构离散变量优化设计的通用模型及启发式算法

建立了组合截面离散变量优化设计的通用模型;提出了一种启发式求解算法。通过对截面设计变量的合并,把截面整体作为一个设计变量;将约束条件按其作用范围分为三类:局部约束、全局约束、中间约束,即介于局部和全局约束之间的约束;根据离散结构实体杆件在结构中受力和传力的特点,将杆件分为5类。针对三类约束的不同特点,分别给出了启发式求解算法。最后通过一个三维的空间结构实例给出验证,优化效率高,效果明显。六个工程实例的优化结果比经验设计可节省材料5.0～19.0%。实践表明本文提出的模型通用性强,启发式求解方法效率高且实用,适合大规模离散变量工程结构最轻设计问题。     

箱形梁剪力滞效应分析中的翘曲位移函数及广义内力研究

以薄壁箱梁的弯曲计算理论为基础,从分析翼缘板的面内剪切变形和弯曲剪力流的分布规律入手,从理论上证明二次抛物线是箱形梁剪力滞效应分析中的合理翘曲位移函数。选取剪力滞效应引起的附加挠度作为广义位移,用基于最小势能原理的能量变分法建立箱形梁剪力滞效应分析的控制微分方程和边界条件。对箱梁横截面上新出现的广义内力给出严密定义,并建立了剪力滞翘曲应力的简便计算公式,它与初等梁弯曲应力公式具有相同的形式。对一个简支箱梁模型的计算表明,计算值与实测值吻合良好,从而证实了本文的分析方法和建立的公式是正确的。不同于弯矩的分布,剪力滞广义力矩具有快速衰减的分布特征。对集中荷载作用下的简支箱梁算例,剪力滞效应使其跨中挠度增大达12%,工程实践中必须认真对待。     

组合型带肋扁扭壳的广义变分原理及内力分析

本文给出了组合型带肋扁扭壳广义变分原理的三种表达式,以及用应力函数φ和挠度w为变量的混合型广义变分式.根据这些广义变分式导出了十字脊线处的衔接条件.应用变分差分法,从以φ和w为变量的混合型广义变分式出发,求得了各种常用边界条件下的有矩理论解.本文理论分析结果得到了模型试验的证实,并已应用于实际工程中.附录中给出了组合型扭壳与边拱协同工作的广义势能原理表达式.     

阻尼耗能减振框架结构地震作用振动方程求解及地震反应分析

研究了设置耗能阻尼器框架的地震作用振动方程求解及该结构的地震反应。框架结构设置耗能阻尼器后,振动方程的阻尼矩阵不再对振型具有正交性,本文对该振动方程给出了状态方程直接积分法,并与传统强制解耦法进行了比较分析,结果表明强制解耦法对结构第一阶振动反应求解偏差较小,而对于高阶振动反应差别较大,并且强制解耦法高估了阻尼器的减震效果。继而采用状态方程直接积分法对设置有粘滞阻尼器的框架结构进行了地震反应分析,探讨了阻尼器位置对框架结构地震反应的影响,结果表明设置有阻尼器的楼层减振效果明显,未设置阻尼器的楼层减振效果差别较大,甚至有可能出现楼层层间侧移增大的现象,由此提出耗能阻尼器应在结构中合理设置。     

杆件修改与去除及内力变更时杆系结构分析的矩阵力法

采用矩阵力法，引入假想初位移的概念，用原始结构在外荷载与某一组假想初位移联合作用下的效应，来替代部分杆件被修改、去除及内力变更的新结构胡该外荷载作用下的效应。这种方法的计算可以仅涉及被修改、去除及内力变更的那部分杆件，并且利用原始结构的计算成果来分析新结构，无须按常规方法从头开始再计算一篇。在许多情况下，这种做法的工作量有可能成倍地甚至几十倍地大幅度减少。文中附有算例，计算结果表明本文提出的简捷计算方法是正确的、可靠的和有效的。     

简化平面应变土体模型的精度研究及适用性分析

以严格平面应变解为基础,对简化平面应变土体模型即三个单元Voigt体串联模型的精度进行了研究.在各有关影响因素(如土体剪切模量、密度、剪切波速及结构物截面尺寸等)变化条件下,就两种模型土体作用于结构物交界面上的复刚度的实部和虚部分别进行了对比研究,全面地分析了两种模型复刚度的差异性,并进一步对桩顶受纵向激振力作用下的频域及时域动力响应进行了求解,研究了两种模型下桩顶动力响应的差别.结果表明,对土体复刚度而言,在大多数情况下,简化平面应变模型具有足够的精度,可以满足一般工程应用的需要;对桩顶频域响应和时域响应而言,简化平面应变模型已具有较高的精度,其误差可以忽略,具有很强的工程适用性,为该模型在相关领域的应用提供了坚实的理论依据.     

锥壳、柱壳及其组合结构的塑性极限分析

壳体的极限分析理论对预见结构破坏形式,充分发挥结构承载潜力有实际意义。本文采用理想刚塑性...     

空间刚性杆-弹簧组合结构轨道、姿态耦合动力学分析

以空间太阳帆塔在轨运行中遇到的强耦合动力学问题为研究背景,建立了空间刚性杆-弹簧组合结构轨道与姿态耦合问题的动力学模型,采用辛(几何)算法研究了其轨道与姿态耦合的动力学行为,研究结果可以从系统的能量保持情况间接得到验证.首先,基于变分原理,通过引入对偶变量将描述空间刚性杆-弹簧组合结构动力学行为的拉格朗日方程导入哈密尔顿体系,建立简化模型的正则控制方程;随后,采用辛龙格库塔方法模拟分析了地球非球摄动对轨道、姿态的影响及系统能量的数值偏差问题.数值模拟结果显示:随着初始姿态角速度增大,轨道半径的扰动增大,轨道与姿态之间的耦合效应加剧;带谐摄动对空间刚性杆-弹簧组合结构模型的轨道、姿态产生的影响比田谐摄动要高出至少两个数量级;同时辛龙格库塔方法能更好地快速模拟地球非球摄动影响下空间刚性杆-弹簧组合结构的动力学行为,并能够长时间保持系统的总能量,有望为超大空间结构实时反馈控制提供实时动力学响应结果.     

组合导航系统初始对准的稳定性分析及其控制

针对INS/GPS组合导航系统的初始对准问题，说明当载体受到周期性激励时（由风浪、地面振动等因素引起），状态变量的估计结果也会出现周期性振荡，从而影响系统状态变量的估计精度，通过仿真说明了利用线性反馈可以消除周期性激励对系统的影响。     

空间刚性杆——弹簧组合结构轨道、姿态耦合动力学分析

以空间太阳帆塔在轨运行中遇到的强耦合动力学问题为研究背景,建立了空间刚性杆-- 弹簧组合结构轨道与姿态耦合 问题的动力学模型,采用辛 (几何) 算法研究了其轨道与姿态耦合的动力学行为,研究结果可以从系统的能量保持情况间接得到验 证. 首先,基于变分原理,通过引入对偶变量将描述空间刚性杆-- 弹簧组合结构动力学行为的拉格朗日方程导入哈 密尔顿体系,建立简化模型的正则控制方程;随后,采用辛龙格库塔方法模拟分析了地球非球摄动对轨道、姿态的影响及系统能 量的数值偏差问题. 数值模拟结果显示:随着初始姿态角速度增大,轨道半径的扰动 增大,轨道与姿态之间的耦合效应加剧; 带谐摄动对空间刚性杆-- 弹簧组合结构模型的轨道、姿态产生的影响比田谐摄动要高出至少两个数量级;同时辛龙格库塔方法能更好 地快速模拟地球非球摄动影响下空间刚性杆-- 弹簧组合结构的动力学行为,并能够长时间保持系统的总能量,有望为 超大空间结构实时反馈控制提供实时动力学响应结果.      

组合状态方程在数值计算上的应用及分析

利用建立在爆轰产物实验等熵线数据上的组合状态方程以及常用的Jones-Wilkins-Lee (JWL)和Becker-Kistiakowsky-Wilson (BKW)爆轰产物状态方程进行了爆炸数值分析。状态方程数值计算的压力波形与实验波形的对比表明:组合状态方程和JWL状态方程计算的波形的到时、峰值、形状能够与实验吻合;BKW状态方程等熵式计算的数值波形峰值基本能够与实验吻合,但形状吻合不佳。     

基于有限元强度折减法的复式抗滑桩内力计算及桩土作用机理分析

在边坡、滑坡防治工程中已得到广泛应用的“П”形、“h”形等复合式抗滑桩,由于其多属于复杂的超静定结构,受力形式或荷载分配方式仍存在较大争议,桩土相互作用关系复杂,传统方法在求解其内力时往往面临较大困难。有限单元法和强度折减法的结合为解决这类问题提供了一条可行的途径,该方法求解这一类问题时不需要假定抗滑桩系统的结构类型以及岩土体作用在抗滑桩上的荷载分布形式,因此获得的计算结果往往更符合实际情况。本文以某隧道进口岸坡的“П”形抗滑桩为例,在详细分析岸坡稳定性状况以及可能失稳模式的基础上,采用有限元强度折减法对桩身内力、桩土作用关系以及治理效果进行计算和分析,结果表明利用有限元强度折减法求解这类具有复杂超静定结构抗滑桩系统的内力是一条有效的途径,计算结果对该治理工程的设计具有一定的应用参考意义。     

磁驱动平面准等熵加载装置、实验技术及应用研究新进展

利用脉冲大电流装置产生随时间变化平滑上升的磁压力,实现对平面、柱面等不同结构样品的磁驱动准等熵（斜波）压缩,为极端条件下材料动力学研究提供了一种偏离Hugoniot状态热力学路径的加载手段。本文从磁驱动准等熵加载装置、实验技术、数据处理方法等方面综述了磁驱动准等熵加载技术研究近十年的新进展,评述了利用磁驱动准等熵加载技术和方法开展极端条件下材料高压状态方程、高压强度与本构关系、相变与相变动力学等方面研究的进展情况,展望了磁驱动准等熵加载技术发展及其在材料动力学、武器物理和高能量密度物理等方面的应用前景。     

Kagome平面格栅结构的屈服面及裂尖塑性区分析

分析了Kagome格栅的等效刚度和屈服面. 其屈服面奇异,由4段直线围成. 利用该屈服面,估算了Kagome具有I型、II型半无限大裂纹的裂尖塑性区,有限元计算验证了解析预测的准确性. 与奇异屈服面相比,由Mises光滑屈服面给出的塑性区误差较大. 因此只有弹性情况,可以将Kagome等效为各向同性;若材料塑性,或应力场奇异性较强,Kagome的强度依赖于主应力方向,不能用各向同性模型来描述.