竖向载荷对半刚性连接钢框架抗震性能的影响

利用拟动力试验对T 型钢半刚性连接钢框架在2 种地震峰值加速度下的抗震性能进行研究, 并对比分析了钢框架在柱顶施加竖向载荷和无竖向载荷等2 种工况下的应变、位移和载荷变化, 以及载荷-位移滞回曲线. 结果表明: T 型钢半刚性连接钢框架具有较好的变形能力, 滞回性能良好, 抗震能力较强, 且随着地震作用的增大, 钢框架的动力反应增大; 竖向载荷对钢框架的层间位移反应影响较大, 而对节点区域的应变和层间载荷的影响较小.     

节点连接刚性对门式刚架结构承载能力的影响

分别按《建筑结构荷载规范》（GBJ9－87）和《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102。98）附录A的荷载规定对一门式刚架中摇摆柱节点连接刚性对结构承载能力的影响进行了分析。在分析中引入了节点弹簧单元,使摇摆柱与横梁的连接节点刚性从完全不考虑刚性（即铰接）到半刚性连接直至完全刚性连接之间变化,发现当适当考虑节点的连接刚性时,部分构件的内力将与完全忽略节点连接刚性时有较大差别,而与节点完全刚性连接时的内力比较接近,考虑工程实际情况,指出在结构分析中,将非刚性连接节点分别按铰接和半刚性连接处理,按最不利情况进行结构设计,对保证结构的可靠性是非常必要的,通过对比按两种荷载规定计算的结果发现,按前者分析的结果较后者的大很多,即前者的规定较后者保守。     

交通荷载下沥青路面车辙三维非线性有限元分析

建立了半刚性沥青路面和柔性沥青路面的三维有限元模型,采用非线性粘弹塑性理论分析了不同交通荷载对沥青路面车辙变形和切应力的影响,并考虑了刹车、路面纵坡对路面车辙的影响。结果表明:在相同荷载作用下,两种路面结构的车辙变形和切应力分布随着路面深度呈非线性分布,但不同路面结构对交通荷载变化的敏感性存在较大的差异;不同的胎压、轮载以及刹车产生的水平力对路面车辙变形有着较大的影响。当胎压为1 050 kPa及轮载为62.5 kN时,路面产生的车辙都大于在标准荷载及标准胎压时路面产生的车辙;在坡度为1%～6%时,路面纵坡对沥青路面车辙深度的影响不明显;在坡道上行车(特别是下行)时刹车是路面车辙过大的主要原因。     

沥青路面形貌对抗滑性能影响的理论分析

在分析沥青路面形貌特点和轮胎与路面摩擦力产生机理的基础上,根据汽车轮胎学、黏弹性理论及橡胶摩擦理论,从理论上分析了沥青路面形貌对抗滑性能的影响.结果表明:沥青路面宏观构造凸出体的高度和密度,微观构造微凸体的高度、密度和尖锐度对沥青路面抗滑性能具有明显影响.沥青路面宏观构造凸出体的高度和密度增大,沥青路面抗滑性能增强;微观构造微凸体高度和密度增加,沥青路面抗滑性能增强.具有尖锐微凸体的沥青路面比具有平钝微凸体的沥青路面拥有更好的抗滑性能.     

半刚性连接钢框架的拟动力实验研究

在钢框架结构的设计中, 通常将梁柱节点处理为完全刚接或理想的铰接.但是在实际框架中, 梁柱节点表现出半刚性.目前的实验研究基本都基于结构和构件的静力分析.本文对半刚性连接钢框架结构进行了拟动力实验研究,得出了在地震波激励作用下,半刚性节点初始刚度对钢框架的楼层刚度、基底剪力、楼层位移和楼层加速度的影响.对实验结果进行对比分析可以看出,在结构侧向位移满足的前提下半刚性连接刚度的减弱会引起结构作用效应的降低.实验总结出的节点半刚性对结构动力性能影响的一些结论,将为高层钢结构设计规范的修改提供实验基础.     

温度变化对钢结构动力学响应的影响分析

为了研究钢材料结构在同时受到压力和温度作用时的结构响应,利用热-力耦合结构动力学有限元程序,对不同物性参数随温度变化时的钢结构进行了动力学响应计算,并进行了对比分析.数值模拟结果表明,钢结构受到的应力会随着温度的变化而变化,温度较高时的结构响应计算需要考虑温度的影响,尤其是塑性硬化模型等参数变化时,结构响应会有较大的影响.     

含无限刚性体结构的动力学特征与工程应用

除显含无限刚性段的振动体系外,结合动力问题有限单元法中的一致质量矩阵提出了隐性无限刚性的概念,以及由此引起的振动惯性耦合问题．结合地震作用下高层建筑与桩-土相互作用时的动力响应,提出了对于实际工程问题利用分支模态二步分析法建立计算模型时应注意的问题．     

正常使用极限状态下半刚性连接组合梁框架侧移的简化计算

对于无支撑半刚性连接框架而言,仅依靠梁柱本身的抗弯刚度为整个结构提供必需的水平抗侧移刚度,在满足正常使用要求的极限情况下,很有可能是框架的侧移控制设计而不是其承载力,为了充分理解半刚性连接组合梁框架在水平荷载下的侧移特性,本文采用等效刚度梁的概念,将半刚性连接的框架简化为等效的刚接框架,通过等效刚接框架与实际半刚性连接框架有限元分析结果的比较,表明采用等效刚接框架法能准确预测半刚性连接框架的侧移.半刚性连接组合梁框架中的有关参数对其侧移具有不同的影响,半刚性连接组合梁框架的侧移计算可用等效刚接框架进行简化计算,通过算例验证了建议的简化方法不仅可以使计算大大简化,而且具有工程设计可接受的精度.     

温度对准晶材料摩擦性能的影响

研究了温度对准晶材料 /类金刚石 ( DL C)涂层在干摩擦条件下的摩擦特性 ,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪及表面分析仪等对准晶材料表面形貌和晶体结构进行了观察与分析 .结果表明 ,温度对准晶材料表面摩擦特性影响显著 ,35 0℃下其磨损机制为剥层磨损 ,明显不同于室温下的磨损机制     

含无限刚性体结构的静力学特征与工程实践

结构分析中为了简化计算,常假定结构的某一部分或者是构件沿某个方向是无限刚性体. 目前不少结构力学教材或是相关论文中,对于含无限刚性体结构的静力学特征常阐述不清楚,有的甚至存在概念性错误. 本文分析了一些典型的问题,并提出了内力确定性方面的判定原则和在工程实践中的处理方法.     

沥青路面弹塑性动力响应分析

采用弹塑性理论,建立了沥青路面弹塑性动力响应分析的三维有限元模型,利用有限元法分析了沥青路面的弹性和弹塑性动力响应、以及弹塑性状态下层间接触对沥青路面力学性能的影响．结果表明：在相同条件下,沥青路面为弹塑性状态时得到的弯沉和最大主应变均比弹性状态时大;卸载后,弹塑性状态时存在残余变形,说明沥青路面的弹塑性动力学响应分析得到的结果和路面实际情况较符合;沥青路面在弹塑性状态下,层间完全光滑时其弯沉是完全连续时的6 倍,上面层最大竖向应变是层间连续时的3.7 倍,下面层处最大竖向应变是层间连续时的2.3 倍;卸载后,层间完全光滑时,面层A 点与B 点均存在残余应变;随着层间摩擦系数的增大,路面弯沉值减少,说明在弹塑性状态下,层间接触状态对沥青路面的动力响应有较大影响．     

Sasobit对SBS改性沥青性能的影响研究

为揭示温拌剂Sasobit对SBS改性沥青性能的影响,本文分别进行了不同温拌剂含量沥青的三大指标、布氏粘度、粘温扫描、动态剪切流变和低温弯曲流变等试验。结果表明:Sasobit使SBS沥青软化点降低,虽然其温度敏感性增大,但对针入度和延度影响不大。温拌沥青在105℃以上高温区粘度明显下降,这对施工有利;但随温度的降低,粘度却比原样提高,这对实际使用有利。依据三大指标和粘度试验结果,本文提出SBS沥青的Sasobit最佳掺量为3%。粘温扫描曲线显示,含Sasobit沥青粘度增大,特别是在75℃以下的温度区域,这对夏季抗车辙有利。此外,温拌剂Sasobit使SBS沥青的PG分级的高温等级提高,而对低温等级影响不大。     

The coupling method for torsion problem of the square cross-section bar with cracks

By coupling natural boundary element method (NBEM) with FEM based on domain decomposition, the torsion problem of the square cross-sections bar with cracks have been studied, the stresses of the nodes of the cross-sections and the stress intensity factors have been calculated, and some distribution pictures of the stresses have been drawn. During computing, the effect of the relaxed factors to the convergence speed of the iterative method has been discussed. The results of the computation have confirmed the advantages of the NBEM and its coupling with the FEM. Foundation item: the State Key Laboratory of Science and Engineering Computation Biography: ZHAO Hui-ming (1971-)     

Dispersion error reduction for acoustic problems using the smoothed finite element method (SFEM)

The smoothed finite element method (SFEM), which was recently introduced for solving the mechanics and acoustic problems, uses the gradient smoothing technique to operate over the cell‐based smoothing domains. On the basis of the previous work, this paper reports a detailed analysis on the numerical dispersion error in solving two‐dimensional acoustic problems governed by the Helmholtz equation using the SFEM, in comparison with the standard finite element method. Owing to the proper softening effects provided naturally by the cell‐based gradient smoothing operations, the SFEM model behaves much softer than the standard finite element method model. Therefore, the SFEM can significantly reduce the dispersion error in the numerical solution. Results of both theoretical and numerical experiments will support these important findings. It is shown clearly that the SFEM suits ideally well for solving acoustic problems, because of the crucial effectiveness in reducing the dispersion error. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

层间接触对沥青路面粘弹性动力响应影响研究

为分析沥青面层材料粘弹特性及路面各层间接触条件对沥青路面动力响应的影响,基于解析的方法,开展了层间非完全连续沥青路面粘弹性动力响应的求解工作．采用修正的Burgers模型定义沥青面层材料的粘弹性本构关系,考虑沥青路面层间接触条件,在车辆荷载作用下,建立沥青路面的理论计算模型;通过Laplace-Hankel积分变换将偏微分方程组转化为常微分方程组并对问题进行求解;采用转换矩阵表征层间接触条件,求得层间非完全连续沥青路面粘弹性动力响应的解析表达式．从沥青路面实例计算结果发现：修正的Burgers模型中的瞬时弹性模量参数是对弯沉计算结果影响最大的因素之一,路表弯沉随的增大呈下降趋势,特别是当较小时,这种趋势尤为明显;沥青混合料本构模型中的粘弹性修正系数B和黏性参数是影响路面路表弯沉计算结果的另两个重要因素,并且B和对弯沉峰值出现时间的影响具有相反的趋势;层间的非完全连续条件对沥青路面动态弯沉计算结果影响较大,并以面层与基层间的非完全连续对弯沉计算结果影响最为显著．     

广义节点有限元法

应用流形方法思想,通过引入广义节点的概念,对传统有限元方法进行改进,建立了可具有任意高阶多项式托值函数的广义节点有限元方法,计算结果表明,广义节点有限元方法较之传统有限元方法有较高的精度。     

Unified proof to oscillation property of discrete beam

The oscillation property （OP） is a fundamental and important qualitative property for the vibrations of single span one-dimensional continuums such as strings, bars, torsion bars, and Euler beams. Any properly discretized continuum model should keep the OP. In literatures, the OP of discrete beam models is discussed essentially by means of matrix factorization. The discussion is model-specific and boundary-condition- specific. Besides, matrix factorization is difficult in handling finite element （FE） models of beams. In this paper, according to a sufficient condition for the OP, a new approach to discuss the property is proposed. The local criteria on discrete displacements rather than global matrix factorizations are given to verify the OP. Based on the proposed approach, known results such as the OP for the 2-node FE beams via the Heilinger- Reissener principle （HR-FE beams） as well as the 5-point finite difference （FD） beams are verified. New results on the OP for the 2-node PE-FE beams and the FE Timoshenko beams with small slenderness are given. Through a simple manipulation, the qualitative property of discrete multibearing beams can also be discussed by the proposed approach.     

铁路道床有砟-无砟过渡段动力特性的DEM-FEM耦合分析

针对铁路道床有砟-无砟过渡段的结构特点,采用离散元-有限元耦合模型分析散体道砟和无砟道床间过渡段的动力特性。散体道砟道床和无砟道床分别采用离散元方法 DEM和有限元方法 FEM模拟,而在过渡段将道砟颗粒嵌入无砟道床以增加道砟颗粒与无砟道床间的咬合力,并在离散元和有限元耦合区域实现了力学参数的传递。采用以上DEM-FEM耦合方法对有砟-无砟道床及其过渡段在列车荷载作用下的沉降过程进行了数值分析。计算结果表明,离散元方法中道砟颗粒间的力链呈现非对称梯形分布,其与有限元方法中的应力分布趋势一致;采用嵌入式道砟颗粒的方法可以增加有砟-无砟过渡段道砟间的咬合力,有效约束道砟颗粒的位移,减少有砟-无砟道床间的沉降差异。本文计算模型可以合理地分析有砟道床的力链分布以及无砟道床的应力分布,确定列车荷载下道床有砟-无砟过渡段的动力学行为。