缩径焊接空心球压弯下节点刚度研究

以缩径焊接空心球节点为研究对象,运用正交设计法设计了 9个试件,试验研究了压弯受力状态下节点的名义抗弯刚度.利用ABAQUS软件建立缩径焊接空心球节点分析模型,采用线性强化应力-应变关系,考虑几何和材料非线性的影响,对压弯受力状态下的缩径焊接空心球节点的抗弯刚度进行了有限元分析,绘制了节点弯矩-转角曲线,得到了节点名义...     

焊接空心球在对称环线荷载作用下的非线性稳定

本文针对目前广泛应用于网架与网壳结构中的薄壁空心球节点,对薄壁球壳在环线荷载作用下的非线性稳定性态进行了分析研究。应用Ｂ－样条函数及截断单项式。克服了理论分析中因剪力突变所带来的困难。数值分析结果表明,薄壳的非线笥稳定是工程中常用的空心球节点的控制因素。同时又表明现行规程公式的计算结果大于数值分析结果。     

钢丝绳抗弯刚度的测定

利用钢索张力测力传感器测定钢丝绳抗弯刚度,导出钢丝绳抗弯刚度的计算公式,其计算结果与实测值及文［１］的结果相吻合．采用抗弯刚度的计算公式同时可计算出钢丝绳的张力．     

焊接金属空心球单轴压缩实验研究

球基轻质多孔材料的单球基元有多种构建形式,四点焊接金属空心球(Metal Hollow Sphere, MHS)是其中一种特殊类型.对四点焊接的金属空心球进行了单轴压缩实验.由于其中某些空心球在焊接时出现了孔洞,故分别做了完整和焊接出现孔洞的两种情况下的多组实验,得出了焊缝与水平面夹角θ成不同角度时压缩的名义应力-应变曲线.对比了各种夹角θ情况下的弹性模量、屈曲应力.根据实验结果,得出了θ=45度时其首次屈曲应力最大的结论.通过简化模型给出了其原因,并定性地分析了二次屈曲的问题.另外,结合实验现象分析了金属空心球在压缩时的屈服和屈曲过程.同时,对焊接完整和焊接出现孔洞两种情况进行了对比,发现有孔洞时其首次屈曲应力更低.以上结果对球基多孔材料的研究具有参考价值.     

六边形桥墩柔性抗船撞装置抗弯刚度

针对中国自主研发的桥梁柔性抗船撞装置,构建该装置模型:由两个相似的六边形梁为内外钢围以及均布且垂直于六边形各边的防撞圈构成。分析该模型得到在冲击载荷作用下六边形梁的控制方程及相应的初边值条件。利用Laplace变换和数值Laplace逆变换对该方程进行求解,揭示六边形梁在冲击载荷作用下的动态响应。并进一步分析外钢围等效抗弯刚度对抗船撞装置动态响应的影响,发现外刚围结构在冲击载荷作用下存在临界等效抗弯刚度。当外钢围等效抗弯刚度达到该临界值后,该外钢围在冲击载荷作用下可以近似为刚性。     

西南民居明销直榫节点抗弯性能研究

西南传统民居主要为榫卯连接的木结构,其主要采用直榫连接方式,为了研究西南民族木结构中的明销直榫节点力学性能,设计了两个足尺节点并进行单向加载试验,得到节点的弯矩-转角曲线以及失效形态。在试验基础上,建立榫卯节点的理论模型,推导出相关参数的理论公式,并运用有限元软件ABAQUS对影响节点抗弯能力的因数进行数值模拟分析。研究结果表明:明销直榫节点在单向加载的情况下,其弯矩-转角曲线大致为弹性受力阶段、塑性发展阶段,将双折线模型理论曲线与试验曲线和数值模拟曲线进行比较,三者吻合较好。明销直榫节点的屈服弯矩和极限弯矩随榫头高度、榫头宽度、摩擦系数增加逐渐增大。     

平行圆管空心板双向抗弯刚度的确定

平行圆管空心板横管方向抗弯刚度的取值问题尚未获得圆满解决.本文通过有限元分析,发现横管方向平均应变仍符合平截面假定;提出了两种基于数值解求其等效刚度的方法,即分别用水平位移按刚度定义计算和用竖向挠庹按挠度-刚度关系式计算,两种方法的结果得到了相互印证;继而经拟合得到了横管与顺管两个方向刚度比的经验公式,简单实用.值得指出,本文提出的等效刚度确定方法简便合理,对解决类似问题有重要的借鉴价值.     

跑鞋纵向抗弯刚度调整对青少年下肢生物力学影响的研究

探讨青少年跑者在不同纵向抗弯刚度(longitudinal bending stiffness, LBS)跑鞋条件下进行跑步运动时的下肢生物力学参数变化。选取10名有一定训练基础的约13周岁青少年跑者,年龄(13.5±0.6)岁;身高(166.3±1.9) cm;体质量(50.8±3.1) kg;足长(25.4±0.2) cm,分别选用3种LBS不同的跑鞋(低刚度鞋：5.0 N·m;中刚度鞋：6.3 N·m;高刚度鞋：8.6 N·m)进行跑步运动生物力学综合测试,通过VICON三维运动捕捉系统和AMTI三维测力台同步采集受试者下肢反光标记点轨迹和地面反作用力,分析比较不同LBS跑步支撑期的下肢关节角度、峰值力矩、关节功率和做功变化。在3种不同LBS条件下,中刚度鞋和高刚度鞋的髋关节屈伸活动度显著小于低刚度鞋;高刚度鞋的跖趾关节屈伸活动度显著小于低刚度鞋与中刚度鞋;矢状面上,中刚度鞋和高刚度鞋的髋关节峰值力矩显著小于低刚度鞋;低刚度鞋与中刚度鞋的踝关节峰值力矩显著小于高刚度鞋;中刚度鞋和高刚度鞋的跖趾关节峰值力矩显著小于低刚度鞋。中刚度鞋和高刚度鞋髋关节做正功和负功显著小于低刚度鞋;中刚...     

基于初始抗弯刚度识别的梁结构损伤定位

应变模态变化率指标在服役梁结构的损伤定位方面已有应用,但现有研究大多忽视了梁上的初始局部抗弯刚度具有离散性的情况,因此难以区分真实损伤和初始离散性造成的局部刚度变化,对于实际梁结构的应用效果不佳. 先提出了一种通过求解线性方程组来得到梁上各区间真实初始抗弯刚度的方法,然后采用应变模态变化率指标来进行损伤定位. 研究结果表明,该方法可以处理梁上初始局部抗弯刚度具有离散性的情况,实现准确的损伤定位.     

基于梁连续抗弯刚度与小波变换的结构损伤识别方法研究

为了解决基于小波变换系数难以识别结构边缘损伤的问题,以及试验中损伤对周边的影响导致小波系数难以精确定位损伤位置的问题,提出了基于梁连续抗弯刚度与小波变换的结构损伤位置识别方法。该方法结合梁结构连续抗弯刚度与小波系数边缘的特点,在未知无损梁结构振动参数的情况下,能有效识别出梁结构边缘损伤且能准确定位试验中梁结构的损伤,通过损伤梁的数值模拟与试验证明了该方法的正确性。     

用悬臂梁的大挠度理论测定纸的抗弯刚度

关于纸的应用,尤其在纸包装结构设计中,人们需要了解纸材料抵抗弯曲变形的能力.对于工业上一般的薄膜材料,可通过测定其弹性模量和厚度来确定其抗弯刚度.然而对于纸材料,在2%的精度范围内测定其厚度本身就是很困难的事情.在此精度内测定纸的厚度要求能识别大约0.006mm 的范围,但从这     

基于三维接触有限元分析的管片等效抗弯刚度和错台研究

针对盾构隧道管片接头等效抗弯刚度预测研究中,对梁-弹簧与三维模型整体等效性考虑的不充分,以三维接触有限元计算结果作为测量信息,借助基于挠度等效的反问题求解,提出了一种确定管片接头等效抗弯刚度的新方法;并利用不同轴力-偏心距组合下的反演结果,建立了基于Kriging代理模型的轴力-弯矩-等效抗弯刚度的非线性关系,提出了由此关联的管片结构非线性问题的数值求解方法。与三维有限元结果相比,所提方法可较为准确地预测管片结构的内力和变形,表现出良好的整体等效性。此外,借助三维接触有限元分析,进一步深入探讨了螺栓孔间隙与衬垫本构关系对管片纵向错台量的影响。     

用悬臂梁的大挠度理论测定纸的抗弯刚度

<正> 关于纸的应用,尤其在纸包装结构设计中,人们需要了解纸材料抵抗弯曲变形的能力.对于工业上一般的薄膜材料,可通过测定其弹性模量和厚度来确定其抗弯刚度.然而对于纸材料,在2%的精度范围内测定其厚度本身就是很困难的事情.在此精度内测定纸的厚度要求能识别大约0.006mm 的范围,但从这     

焊接管节点的腐蚀疲劳

引言北海的大部分近海结构都是由管状钢构件组成,这些结构的使用期限主要取决于焊接节点的疲劳持久度,为了试图定量确定这些寿命的控制参数,从而给设计者提供必要的数据,在英国进行了一个有关大尺寸管节点的疲劳试验计划,该计划的四个主要部分是: 1.焊接管节点的应力分析;2.在空气中焊接管节点的疲劳试验;3.在空气中和海水      

基于连续抗弯刚度模型的裂纹梁动力指纹损伤识别

基于断裂力学的应变能概念,建立裂纹简支梁连续抗弯刚度模型,提出基于连续抗弯刚度模型的裂纹梁动力指纹损伤识别方法。借助有限差分方法、Mathematica软件编程求解裂纹梁动力指纹(固有频率、振型、振型曲率),通过与铰接法及FEM法对不同裂纹工况下裂纹梁固有频率的数值计算比较及误差分析,成功验证了方法的有效性,并探讨了裂纹参数对动力指纹的影响。算例分析表明:连续抗弯刚度模型对裂纹参数变化敏感,裂纹梁抗弯刚度在裂纹处呈现最小值,邻近区域抗弯刚度受裂纹影响明显;裂纹简支梁的动力指纹随裂纹参数的变化呈跨中对称变化;裂纹梁结构的固有频率与振型曲率耦合的识别方法可以较好地识别出梁结构裂纹参数,识别误差为2.23%,证实了基于动力指纹检测裂纹损伤的可行性。本文结果为梁结构裂纹的检测提供了重要的理论依据,有广泛的实用与理论研究前景。     

大跨度悬索桥索股抗弯刚度对锚跨张力测试精度的影响研究

为研究索股抗弯刚度对张力测试精度的影响,基于能量法推导了计入索股抗弯刚度和忽略索股抗弯刚度影响的悬索桥锚跨索股在两端铰接时索股张力和自振频率的关系,考虑到悬索桥索股边界条件的复杂性,结合动平衡法得出了索股在一端铰接一端弹性支承时索股张力与自振频率之间的相关表达式。通过算例,对所得表达式的精度及有效性进行了验证,结果发现索股的抗弯刚度对索股张力控制精度的影响较大。工程应用研究则表明,索股抗弯刚度对测试精度的影响,主要由索股张力产生的应力刚度与索股抗弯刚度之间的比值决定;锚跨索股边界条件的不确定性,对控制精度也产生较大影响,施工锚跨张力控制过程中,结合提出的最小二乘法,能有效地解决该问题,并能大幅提高索股张力控制精度。     

基于实测挠度、转角和曲率的细长梁分段抗弯刚度识别研究

静载试验是获得结构真卖特性的重要方法和途径，具有直观、可靠的特点。本文基于静载试验实测的挠度、转角和曲率，建立目标函数，通过优化的方法，实现结构分段截面抗弯刚度参数的识别。研究了优化目标函数的建立、优化算法的选取与实现；通过数值算例和一片简支梁静载试验实例分析，对方法的正确性与可行性进行了验证，所得结果可用于结构损伤识别和安全性能评估。     

PBL节点初始平动刚度计算及设计参数优化

为研究钢桁腹混凝土组合箱梁中PBL(Perfobond Leiste)节点的初始平动刚度及其影响因素,首先基于组件法,运用卡氏第二定理推导出考虑了开孔钢板与混凝土间的界面剪切力和混凝土榫贡献的PBL节点的初始平动刚度表达式,其次以某工程实例为背景,结合有限元模型验证所推公式的合理性;在此基础上分析了混凝土强度、腹杆直径、腹杆壁厚、开孔钢板开孔孔径和开孔钢板厚度等构造参数对初始平动刚度的影响,并利用正交分析法对以上5个参数进行优化组合。研究结果表明,本文方法计算的PBL节点初始平动刚度结果与有限元计算结果间的误差在8.0%以内;相较运用解三角形计算腹杆平动位移的方法,采用卡氏第二定理不仅可以简化计算,还可以减小解三角形过程中因多次计算变形带来的误差累积;腹杆刚度对PBL节点整体平动刚度的贡献最大,可达到82.5%;保持原设中的混凝土强度不变,将腹杆直径增加20 mm,将钢腹杆壁厚增加4 mm,将开孔钢板开孔孔径增加4 mm,将开孔钢板厚度增加4 mm,可以将PBL节点理论初始平动刚度提高约25.7%。     

爆炸荷载作用下地下复合结构的合理刚度匹配

通过对多层复合结构的力学分析 ,得出了复合结构体系的广义能量泛函 ;并针对具体的算例 ,提出了结构截面合理的刚度匹配关系。