二次受力碳纤维布加固钢筋混凝土梁短期刚度的计算

进行了6根碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗弯性能试验研究. 通过砝码杠杆加载较准确地模拟了碳纤维布加固钢筋混凝土梁的二次受力状况, 得出了碳纤维布加固梁在二次受力下的典型荷载—位移曲线. 在分析二次受力下碳纤维布加固钢筋混凝土梁截面刚度变化的基础上, 通过理论分析并结合试验统计数据, 建立了考虑二次受力碳纤维布加固钢筋混凝土矩形截面梁短期刚度的计算方法. 在对计算结果与试验数据及其他计算方法进行了对比分析后, 表明所建公式具有较好的精确度.     

预应力混凝土薄壁曲线梁空间分析的刚度法──Ⅰ．薄壁曲线梁空间分析的刚度法

本文在曲线格子梁理论基础上，通过能量法推导出了空间薄壁曲线梁考虑翘曲作用的单元刚度矩阵与在各种均布荷载作用下单元的等效节点力算式，从而为用刚度法进行预应力混凝土薄壁曲线架空间结构分析提供了理论基础。在分析中考虑了截面形心与剪心不重合对内力的影响，为了验证计算方法的正确性，通过几个实例与Ｄｅｂｒｏｗｈ按薄壁曲线梁翘曲扭转理论的解析解比较十分吻合．说明本文方法与其程序的可靠性。     

一种针对软错误的流水线电路加固方案

针对纳米级工艺下瞬态故障引发的软错误可能造成电路失效这一问题,提出一种容软错误的流水线电路加固方案.该方案面向软错误的主要诱因——单事件翻转(single event upset,SEU),利用新型的容错结构锁存器(radiation hardened by design latch,RHBDL),构造高可靠性的触发器RHBD-DFF,对电路中原始时序单元进行加固,同时对流水线电路进行了软错率理论分析.考虑到加固所带来的附加开销,采取选择性加固的策略,对电路中的关键时序单元进行加固.实验结果表明,基于开销限制前提的选择性加固,能够达到以低开销代价换取高容错性能的目的.     

弹性体涂覆砌体墙抗爆炸冲击数值模拟

采用LS—DYNA动力学有限元软件对弹性体涂覆砌体墙在爆炸载荷下的响应进行了数值模拟,并研究了爆炸荷载作用下结构的应力、速度、位移的变化及破坏过程．通过比较各种涂覆方式下的响应,对该涂覆技术的有效性进行了评估．数值模拟的结果表明：采用弹性体涂覆能有效提高砌体墙的抗爆炸冲击能力．     

基于复合材料层合板理论的路面动力响应研究

根据层合板理论,将路面视为Winkler粘弹性地基上宽度为B的无限长厚板,研究了交通荷载下混凝土路面的动力响应,也同时考虑运动荷载速度的影响.运用Fourier级数和Fourier变换技术得到了运动荷载作用下路面动力响应积分形式的解答,并利用数值Fourier逆变换得到运动荷载响应的计算结果,分析了荷载速度对位移和弯矩响应的影响.     

预应力混凝土薄壁曲线梁空间分析的刚度法──Ⅱ．薄壁曲线梁预应力的空间分析与应用实例

本文通过矢量分析和伏拉索夫曲线梁平衡微分方程将曲线梁中任一空间预应力筋的作用换算成等代空间荷载，然后根据薄壁曲线架空间翘曲单元的刚度矩阵与等效节点法算式，可以方便地应用通常的刚度法进行预应力混凝土薄壁曲线架的空间结构分析。为了验证方法的正确性，通过与美国Ｓｃｏｒｄｅｌｉｓ用曲线有限条法的计算结果以及一个预应力混凝土曲线梁模型实验的一比较，表明本文对曲线梁预应力空间分析所提供的方法具有足够的精确性。最后结合一工程实例对预应力引起的曲线架内力作了分析。     

基于内聚力模型的快速荷载下CFRP-混凝土界面剪切剥离模拟

鉴于纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer, FRP)已在混凝土结构加固中普遍应用, 能有效提高结构的承载和变形能力. 为揭示动载作用下FRP-混凝土界面的剥离机理, 本文基于ABAQUS平台, 采用内聚力模型模拟CFRP-混凝土界面层, 实现了快速荷载下CFRP-混凝土界面剥离的高效模拟. 结果表明: CFRP表面应变在加载过程中由加载端向自由端方向传递, 随着加载速率的提高, 界面承载能力也随之提高; 界面峰值剪应力也存在显著的应变率效应; 模拟结果与试验结果基本吻合, 说明了新方法的有效性.     

薄壁曲线梁空间等效节点荷载

本文根据断面周线不变形的薄壁曲线架翘曲扭转理论，用能量原理和力法导出了空间曲线架在八类荷载作用时的固端力计算式。它与作者导出的空间薄壁曲线架的单元刚度矩阵为应用矩阵位移法进行薄壁结构空间分析提供了必要的理论基础。在分析中，考虑了断面的剪切中心与形心不重合的影响。     

移动荷载作用下Winkler地基的沥青路面动力响应

采用宽度为B的无限长正交各向异性薄板来模拟沥青路面结构,研究粘弹性Winkler地基上沥青路面的移动荷载响应,使得分析模型更接近于沥青路面实际情况.将轮胎与路面接触面积简化为矩形区域,运用三角级数和Fourier变换,在变换域中得到矩形运动荷载作用下路面的动力响应解答.并运用Fourier逆变换分析了荷载速度、地基阻尼路面竖向位移的影响,最后采用叠加原理分析了双荷载作用下路面的竖向位移响应.     

半无限弹性体动态位移的计算公式及其与布希涅斯克公式的比较

对在简谐振动荷载作用下半无限体表面所产生的动态位移的计算公式进行了处理,消除了原有公式被积函数的奇异性,使得常规的数值积分法可以用来精确地计算动态响应.同时对动态响应公式和布希涅斯克公式进行比较,得到用布希涅斯克公式计算动态位移的适用范围.     

基于ANSYS的复合材料齿轮的有限元分析

为了提高复合材料齿轮的承载能力,需对其进行设计和分析.通过Pro/E软件实现对直齿圆柱轮的参数化建模,并将三维模型导入到有限元软件ANSYS中,然后采用模压成型工艺,制备短切玻璃纤维增强的酚醛环氧复合材料板,以其力学性能作为设计参数,通过有限元软件对复合材料齿轮在一定载荷条件下的应力分布状态进行了分析.研究结果表明,键槽与啮合轮齿的相对位置会影响复合材料齿轮的应力分布状况,齿顶和齿根最大压缩应力与输入载荷呈线性关系,而齿根最大拉伸应力与输入载荷关系曲线中出现一段平台区.通过对BMC复合材料齿轮的静力学分析,为复合材料齿轮的改进设计提供一种实用的方法.     

热震法分离电镀金刚石工具磨料层与基体的研究

提出一种电镀金刚石工具磨料层与基体的绿色分离方法,可以实现工具的有效回收和再利用．采用有限元分析软件ANSYS模拟了电镀金刚石磨头的热震过程,分析了工具基体与镍镀层之间的热应力及其分布．计算结果表明：在冷热载荷作用下,镀层与基体之间发生热膨胀失配,导致界面附近易出现疲劳破坏,产生裂纹,且裂纹首先产生于界面形状突变区域．通过电镀金刚石钻头的热震实验观察到磨料层的脱落现象,验证了有限元分析结果,同时也证明了热震法分离电镀金刚石工具磨料层与基体的可行性．     

开洞蒙皮体蒙皮效应的ANSYS有限元分析

利用ANSYS有限元通用分析软件对开洞蒙皮体试验模型进行了有限元数值模拟分析.将计算结果与试验结果进行了比较,分析了误差存在的原因及今后进一步研究的方向.     

大黄鱼4个家系的形态差异分析

采用聚类分析、主成分分析和判别分析3种多元分析方法,结合传统形态学测定和框架测定,对大黄鱼（Pseudosciaena crocea）反交家系、岱衢洋家系、官井洋家系和正交家系进行形态差异比较.可数性状卡方分析表明,4个家系可数性状无显著差异;可量性状和框架数据的聚类分析结果表明,岱衢洋家系、官井洋家系和正交家系之间形态差异较小,而它们同反交家系差异显著;主成分分析提取了3个主成分,结果也表明反交家系与其他家系差异较大,与聚类分析结果相一致;通过对10个贡献率较大的形态变量进行逐步判别分析,建立了4个家系的判别公式,判别准确率P1为83.3%～100%,P2为87.5%～96.8%,综合判别率为92.5%.     

180°模具翻转机构的设计与仿真

橡胶硫化完成后, 模具翻转一定的角度可以便于工人取出橡胶制品和清理模具. 为实现中小型模具翻转, 降低劳动强度, 提高生产率, 研究一种180°模具自动翻转机构, 采用SolidWorks建立该机构的三维模型, 并在其motion模块中进行运动学仿真, 得到模具的运动特点. 对翻转机构进行优化分析, 以滑轨宽度为90mm, 限位沟槽宽度为20mm, 求得曲率半径为37mm时, 模具的角加速度最小, 翻转运动最为平稳; 运用有限元软件ANSYS获得翻转设备在极限载荷工作时, 主要受力件固定轴的应力场. 制成样机并经实际应用表明, 设计的翻转机构运行平稳可靠、易于控制, 能更好地满足实际生产要求.     

圆锥-长筒组合壳体连接处应力公式的修正和验算

利用研究组合壳体常用的应力法对已有的计算圆锥-长筒组合壳体连接处径向应力和周向应力通用公式进行验算, 发现其周向应力公式不符合应力法原理. 由此, 提出修正函数对其进行修正. 然后, 利用有限元软件ANSYS对推导和修正公式的精确度进行检验, 结果表明: 公式计算值和ANSYS模拟值的偏差率基本在5%左右, 证明该公式精度足以满足实际工程的要求, 可为实际工程所使用.     

高强方钢管轻骨料混凝土桁架加劲搭接K形节点承载力研究

对高强方钢管轻骨料混凝土桁架加劲搭接K形节点和基本型节点进行主管轴压静力加载试验, 考察了支管搭接率和加劲板构造对节点受力性能的影响. 试验结果表明: 节点的破坏模式为支管根部侧面搭接焊缝开裂; 支管搭接率过大或过小均会降低搭接K形节点承载力; 加劲节点的屈服荷载和极限荷载较基本型节点分别提高6.5％和12.0％. 同时, 对高强方钢管轻骨料混凝土桁架加劲搭接K形节点进行了数值模拟、热点应力场演化分析和破坏机理探究, 推导了极限承载力计算式. 通过与节点试验结果对比, 验证了该计算式的精度.     

含弱界面层合梁的压电阻抗分析及参数研究

采用有限元软件ANSYS进行模拟分析, 构建了含弱界面损伤的层合结构压电阻抗(EMI)模型. 分析中选用线弹簧模型对主体结构层间弱界面损伤进行构造, 并与其他学者的解析解以及实验结果进行了对比, 验证了考虑层间滑移或脱粘效应对层合结构进行模拟分析的有效性和准确性. 然后, 基于该模型对含弱界面的微型组合钢梁进行损伤研究. 研究结果表明, 所建立的三维有限元压电阻抗模型能够清晰地检测到损伤的出现和发展. 最后, 讨论了粘结剂等其他参数对该有限元模型的影响.     

基于ANSYS Workbench热板电加热与油加热模拟及对比分析

为改善平板硫化机热板表面温度场分布的均匀性, 对规格为75mm×2400mm×2400mm的平板硫化机热板进行了有限元模拟. 利用ANSYS Workbench软件分别模拟热板电加热与导热油加热情况, 并进行对比分析. 结果表明, 针对同一块热板在加热到190℃工作温度左右时, 电加热热板表面温差为12.012℃, 导热油加热热板表面温差为9.2℃. 模拟分析结果表明, 采用导热油加热热板表面温度均匀性更高、升温速率更快; 且入口流速在4m?s-1时, 温度场均匀性得到明显改善.     

基于拓扑与尺寸优化的风力机叶片轻量化设计

为有效减轻风力机叶片质量, 进一步实现降本增效, 对叶片内部结构进行拓扑优化与尺寸优化设计. 首先以叶片内部单元密度为设计变量, 将叶片柔顺度最小作为目标, 并以结构体积为约束条件, 考虑3种极限荷载工况, 利用ANSYS软件对叶片内部实体结构进行拓扑优化; 然后根据拓扑优化结果结合实际叶片内部材料铺层情况建立叶片壳体模型, 以关键结构参数为设计变量, 以叶片质量最轻为目标, 叶片强度、刚度、振动性能及稳定性等为约束, 采用MATLAB和ANSYS软件对叶片内部结构进行尺寸优化. 拓扑优化结果表明, 对叶片传统结构形式进行适当改进, 可有效改善叶片结构性能; 尺寸优化结果表明, 基于拓扑优化结果的改进结构优化方案与初始方案相比质量减轻了12.4%, 与传统结构优化方案相比质量减轻了2.6%, 较好地实现了叶片轻量化.