波形钢腹板箱梁畸变应力分析

在对梯形截面箱梁的畸变角给出一般定义的基础上,根据传统混凝土箱形梁的理论及波形钢腹板的力学特性,对波形钢腹板组合箱梁的畸变翘曲应力进行推导,应用基于势能驻值原理的能量变分法,建立了以所定义的畸变角为未知量的控制微分方程,并给出其初参数解.采用初参数法求出波形钢腹板组合箱梁的畸变角和畸变双力矩,最终得到纵向畸变翘曲应力.通过算例对比分析了传统混凝土箱梁和波形钢腹板组合箱梁顶板与腹板及底板与腹板交点处的畸变翘曲应力,分析结果表明:由于波形钢腹板组合箱梁腹板的纵向刚度很小几乎为零,所以在波形钢腹板组合箱梁底板与腹板交点处产生的翘曲应力大于混凝土箱梁底板与腹板交点处的对应值.     

等直蜂窝夹芯盒式矩形截面杆约束扭转应力和位移的解析解

用待定函数法建立等截面蜂窝夹芯盒式矩形截面直杆约束扭转微分方程并求得其通解．求得无量纲化的面板正应力、剪应力,芯材剪应力和横截面的翘曲位移．数值结果表明,面板正应力沿轴向衰减很快．距固定端20 h远处横截面的面板正应力仅为固定端处的百分之一．     

基于等效原理的波形钢腹板组合箱梁桥动力特性分析

为了简化波形钢腹板组合箱梁的三维有限元建模过程,通过刚度和位移等效的方法将三维波形钢腹板有限元模型简化为二维正交各向异性板的有限元模型.简化之后的有限元模型几何外形简单,单元和自由度的数量大幅降低,减少了计算时间,提高了计算效率.通过对比三维波形钢腹板组合箱梁有限元模型的自振频率计算结果、二维等效正交各向异性板组合箱梁有限元模型的自振频率计算结果以及实测频率值,发现三者吻合良好,验证了等效模型有限元建模方法的正确性和可靠性.研究结论可为波形钢腹板组合箱梁桥提供一种简单的有限元建模方法.     

波形钢腹板-钢底板-混凝土顶板连续组合箱梁的剪力滞效应

考虑混凝土顶板和钢底板不同的模量,结合变分法推导了波形钢腹板-钢底板-混凝土顶板(CSWSBCT)组合箱梁剪力滞效应的控制微分方程组和边界条件,建立了CSWSBCT两跨连续箱梁跨中集中荷载、均布荷载作用下剪力滞系数的计算公式,采用模型试验梁对两种荷载工况下连续组合箱梁的剪力滞效应进行了分析.结果表明:其理论计算值与模型试验实测值和有限元值在波形钢腹板的顶底板上三者吻合较好,变化趋势一致,验证了计算公式的正确性;均布荷载作用下中间支点截面处顶底板的剪力滞系数最大值大于集中荷载工况下最大值,且在两种荷载工况下中间支点截面处波形钢腹板和混凝土顶板、钢底板交界处的剪力滞效应突出.     

基于贝叶斯一稀疏约束正则化方法的地震波形反演

将稀疏约束正则化方法应用于地震波形反演问题.为了减弱对稀疏约束项的光滑性要求,引入贝叶斯推断,产生一组收敛于后验分布的采样点.通过数值算例记录了采样点的条件期望、方差、置信区间等具有统计意义的结果.数值结果表明,在没有光滑性的要求下,稀疏约束正则化方法对孔洞模型和分层模型中的介质边缘有良好的识别能力.特别地,当减少观测数据时,稀疏约束正则化方法仍能获得较好的反演结果.     

等直蜂窝夹芯盒式矩形截面梁约束弯曲应力的分析

在研究等截面蜂窝夹芯盒式矩形截面直梁自由弯曲位移和应力的基础上,分析其约束弯曲位移和应力附加项．对附加位移采用了分离变量假设,在此基础上,得到了几何、物理和平衡三方面的方程．采用伽辽金解法,使问题归结为具有衰减特性的二阶线性常微分方程．分析表明,应力衰减速度的快慢,取决于参数ν,而ν与载荷的大小、梁截面的几何尺寸以及材料的物理性质有关．     

基于扭转-滑移耦合约束的梁桥抗倾覆滑移整体稳定分析

为了分析考虑支座失效的梁桥整体稳定问题,推导了七自由度曲梁单元刚度矩阵,并建立了部分支座脱空和滑移等情况下的边界约束方程,利用Newton-Raphson迭代法求解了含支座约束的有限元总方程,并提出了依据支座受力状态判断梁桥失稳模式的方法,编制了相应程序.以简支超静定曲梁为例,验证了所提出的七自由度曲梁单元的精度;进一步利用所提出方法分析了某匝道桥倒塌事故,通过对比传统杆系有限元方法,验证了所提出的方法能更精确地模拟各种支座失效情况下的梁桥平衡状态.     

横观各向同性饱和地基上刚性圆板的扭转振动

通过解析方法研究了横观各向同性饱和半空间上刚性圆板在简谐扭转荷载作用下的振动问题．运用Hankel变换求解了横观各向同性饱和土的动力控制方程,结合混合边界条件得出了刚性基础的扭转对偶积分方程,并将对偶积分方程转化为第二类Fredholm积分方程求解了基础的扭转振动问题,同时给出了动力柔度系数,基础的角位移幅值和基底接触剪应力的表达式．通过数值算例研究了地基的各向异性程度对基础扭转振动的影响．     

多孔直杆扭转问题的边界元分析

多孔直杆弹性扭转问题导致一个Poisson方程的非局部边值问题,相应的积分方程既包含未知函数又包含若干个未知数,并带有约束条件,我们通过把问题化为若干个无约束的变分问题证明了变分解的唯一性,并对近似解进行了误差分析,得到了最佳的误差估计。     

含曲线裂纹复合圆柱体的扭转断裂分析

研究含任意曲线裂纹的复合圆柱体的Saint-Venant扭转,将内外材料的交界面视为一边界,将问题划归为内、外边界和裂纹上的积分方程的求解.提出了新的边界元数值方法,分别对含有直线裂纹和曲折裂纹的典型问题进行了数值计算,并与文献中数据结果进行了比较,证明了该文方法的正确性和有效性.     

单箱双室简支箱梁剪切变形及剪力滞双重效应分析

基于各个翼板选取不同的最大剪切转角差为剪力滞广义位移,应用能量变分原理分别推导出了考虑和不考虑剪切变形时单箱双室截面控制微分方程组,结合边界条件给出了箱梁纵向应力和竖向挠度的初参数解,从力学、数学角度上证实了剪切变形和剪力滞效应是两个相对独立的力学行为,进一步阐述了二者对箱梁的影响,即剪切变形对箱梁截面纵向应力无影响,但是对竖向挠度有很大的影响.数值算例表明,利用该文解和数值解分析跨中截面剪力滞系数横向分布规律,二者吻合程度良好,其横向分布规律与单室箱梁类似,唯独不同之处是边腹板处的剪力滞效应比中腹板处的剪力滞效应略微大一些;挠度计算表明,剪切效应使得该箱梁在集中和均布荷载作用下跨中挠度分别增大4.6%和2.7%.     

双室组合箱梁剪力滞分析的偏泛函微分方法

工程中普遍存在的剪力滞问题可能导致工程结构构件发生大变形以致严重损坏,对工程安全造成极为不利的影响.为了深入研究其作用机理,通过构建抛物型偏泛函模型,利用偏泛函微分系统对双室组合箱梁进行了推导研究.求得了在特殊外荷载(跨中集中荷载)下的特解,进一步得到了4种模式下的剪力滞偏泛函系数表达式.并从混凝土材料参数、钢梁材料参数等影响因素出发,选取模型结构,对该类型双室组合箱梁进行了参数特性研究以及对比分析.通过该研究,可为薄壁箱室结构的设计计算提供一定的指导作用和参照价值.     

Influences of Attack Angles on Aerodynamic Derivatives and Flutter Characteristics of Flat Box Girders北大核心CSCD

以南京第四长江大桥扁平箱梁为研究对象,通过节段模型自由振动风洞试验详细测试了模型在不同风攻角下的颤振响应,探讨了系统非稳态及稳态临界振幅随风速的演化规律.首先,基于颤振响应振幅包络,结合Hilbert变换,识别了系统振幅依存的模态阻尼,并初步阐释了颤振形态随风攻角转变的机理.其次,提取了系统在不同风攻角下的模态参数,基于双模态耦合闭合解法,识别了断面在不同风攻角下的非线性颤振导数,研究了关键颤振导数振幅依存性随风攻角变化的规律及对断面颤振形态和特性的潜在影响.最后,通过逐项拆解模态阻尼,深入剖析了风攻角对非耦合及耦合气动阻尼的影响,并阐明了分项阻尼导致系统颤振性能差异性的动力学机理.