基于混凝土性能参数的建筑结构强度分析

关于我国建筑物隐藏在其结构之中的安全隐患,此篇论述着基于混凝土性能参数的建筑结构强度分析模型的构建。在取舍混凝土参数的过程中,审视的焦点集中在抗压强度、单位重量、弹性模量以及潮湿状态这四项其性能的基础。为研究这些性能参数在建筑物结构强度中的影响,非线性的有限元分析法结合了实验室模拟和建筑物实际结构的实测数据进行深化分析。由分析结果可见,混凝土的性能参数与建筑物的结构强度有着显著的联系。提升混凝土的抗压强度能显著增强结构的承载力,而单位重量则决定着构件自身积累的荷载,进一步影响整个结构的稳定性。细致的研究揭示,混凝土的潮湿状态和弹性模量对于强度分析亦具有重要影响,但影响方式更为复杂。混凝土潮湿状态导致的弹性模量降低,会使得结构的受力分布发生变化,易造成局部应力集中而引发破坏。因此,本研究为混凝土性能参数的选择提供了科学依据,为提高建筑物结构的安全性能提供了在理论和实践上的指导。

基于三维应力方法的中厚壳耐压结构强度研究

深海耐压结构的应用设计逐渐呈现采用中厚壳结构的特征,其结构应力特性与传统薄壳结构相比具有明显差异。本文以采用矩形肋骨加强的深海无人系统头盖结构为对象,基于环肋圆柱壳三维应力分析方法对中厚壳耐压结构强度开展研究。首先,通过文献中的算例检验三维应力方法计算程序关于环肋圆柱壳结构计算的正确性,然后对头盖主体结构进行典型应力计算,研究中厚壳结构受力特性,最后通过等效肋骨间距假设,计算获取头盖复杂结构典型区域壳板和肋骨的应力水平和分布规律。与有限元仿真计算和模型试验结果比较表明,三维应力分析方法用于中厚壳耐压结构应力计算时具有较好的适用性和工程精度,可以为深海耐压结构强度分析和中厚壳结构理论研究提供参考。

结构强度试验液压缸振动智能检测及定位方法

针对结构强度试验加载过程中液压缸振动问题,提出了一种液压缸振动智能检测及定位方法,通过对常见液压缸振动信号的捕捉建立异常声音信号专家知识库,同时在试验现场布置声音检测传感器阵列以获取液压缸振动信号,通过与专家知识库匹配确定异响来源并分析可能的原因。引入液压缸空间分布坐标,对可能发生振动的液压缸进行快速定位,对液压缸振动的位置和原因进行快速检测判断,起到辅助试验实施、降低试验风险的作用。

结构强度试验液压缸测试框架设计改进与应用

针对液压缸测试支持框架使用过程中换装效率低、对吊装的依赖性较高的问题,提出了一种新型开放式框架改进方案。利用仿真分析对框架的刚度进行精确设计,并在框架底部安装万向轮,以方便标定过程的转场。同时,通过仿真分析对框架进行了强度校核,使其具备较高的安全裕度。与已有的框架相比,改进方案的框架具有更好的场地适应性和可靠性。

结构强度试验惯性力计算方法研究

为验证基于作动筒运动位移数据的加载点惯性力计算方法,设计位控作动筒高频推动测力传感器及质量块往复运动的验证试验,同时在控制系统中引入位移数据FIR滤波算法及加速度计算算法。试验结果表明,试验过程中惯性力计算方法与实际测力传感器反馈数据量级一致,初步证明了算法的可行性。

二维码技术在飞机结构强度试验应变信息管理中的应用

针对飞机结构强度试验中应变信息记录,开发了基于二维码技术试验应变信息管理系统,以提高试验部署效率和信息记录准确性和便捷性。该系统将二维码技术与试验信息管理相结合,实现了对试验信息的快熟识别、信息采集和存储管理。介绍该系统的设计原理和应用效果。

防波板对液氢罐式集装箱罐体结构强度的影响

针对液氢罐式集装箱在公路运输条件下,运载车辆加速、转弯、刹车时会导致内部液体大幅晃动,给罐体结构带来冲击,造成失效等问题,基于液氢罐式集装箱的防波板设置,建立了罐体和内部流体域全尺寸分析模型,分析了防波板、充装率及防波板数量对罐体薄弱位置应力的影响规律。结果表明:未设置防波板时,液体晃动会导致结构的应力水平提高20%;设置防波板可减小液体晃动程度,大幅降低流体冲击压力,最大可降低50%以上;设置防波板可降低由于液体晃动引起的应力增幅,其中3个薄弱位置最高可降低31.9%,52.8%和34.2%,有利于提高结构薄弱位置的使用寿命,并且在罐内均匀设置2块防波板时,对于降低罐体结构应力的效果最佳,是工程设计的优选形式。

船舶骑冰事故下船体梁结构强度特征分析

[目的]针对船体梁与冰层相互作用后的结构强度变化问题,提出骑冰工况下船体梁结构强度分析方法,揭示相应的结构强度特征。[方法]首先,建立船体梁结构强度分析模型,并根据各分段属性建立对应的船体梁载荷分析模型;然后,在载荷分析模型中求解得到骑冰工况的浮力分布并代入结构强度分析模型中,以考虑骑冰带来的浮力变化;最后,施加重力及冰层支反力,进行结构强度计算,并分析抬升位置和抬升高度对船体梁浮力、剪力、弯矩以及局部应力分布的影响。[结果]结果显示,当船首抬升高度变化时,船体梁存在浮力与剪力不随抬升高度变化的点,该点分别位于船体梁后半段以及船中;当抬升位置位于球鼻艏时,该部位的舷侧外板更接近于垂直,不利于抵抗冰层支反力,导致高应力面积相对较大,更危险。[结论]采用所提方法能够计算船体梁结构在船首大幅度抬升情况下的结构响应,计算效率高,可初步判断危险骑冰工况下船体梁的结构强度。

海上旅游平台大跨度网壳结构强度分析

海上旅游平台大跨度网壳结构作为新型结构,目前还没有成熟的设计和强度分析方法。本文以网壳结构立柱间的相对位移为波浪载荷控制参数,基于设计波法和三维水弹性理论计算波浪载荷;以百年一遇的风速作为风载工况,采用k-ε湍流模型模拟风场计算风载荷,利用面元积分法计算网壳结构等效节点载荷,建立大跨度网壳结构外载荷计算方法。在此基础上,以“海洋之心”旅游平台为算例,开展了网壳结构响应分析,获得了风载荷、波浪载荷及风浪联合作用下的网壳结构响应,对比分析了风载荷和波浪载荷对网壳结构响应的影响。

虚拟仿真APP在国际班课程教学中的应用探索——以结构强度基础(英)课程为例

针对国际班学生基础薄弱的特点,以学生学习效果和学生发展为中心,围绕结构强度基础(英)课程中的基本概念、典型例题和习题,探索出一种新的课上和课下的辅助教学手段——虚拟仿真APP的应用。具体包括系列虚拟仿真APP的制作、虚拟仿真APP习题课中的讲演、虚拟仿真APP课下的练习和反馈。辅助增强教师的教和学生的学之间的联系和互动,弥补国际班学生理论基础薄弱、逻辑思维和演绎分析能力不强的弱点,增强国际班学生课上和课下的学习效果,并强化国际班学生应用课程基本知识点来解决工程实际问题的能力。相应课程的虚拟仿真APP的应用可成为一种范式,为针对国际班学生的全英文力学类的授课所运用。

滨海砂路基结构强度控制研究

为实现滨海砂利用率最大化,针对路基结构强度设计指标要求,采用层状弹性体系理论对两侧包边、上覆改良层的滨海砂填芯路基结构强度进行了研究。明确了砂芯模量、改良层模量及改良层厚度对路基结构顶面回弹模量的影响;提出了路基结构强度控制设计理念和技术。室内外试验结果显示,滨海砂材料的CBR强度随着压实度的提高而增长;经压实后的滨海砂满足公路路基对路基填料CBR值的要求,但滨海砂级配不良、黏聚力低,其单纯滨海砂结构表层无法满足路基结构回弹弯沉指标的要求,因此采取双侧包边和上覆改良层结构可充分发挥滨海砂芯的材料强度性能并满足路基结构回弹模量的强度要求。结果表明:路基顶面当量回弹模量分别与滨海砂自身回弹模量、改良层回弹模量及改善层厚度显著相关,由此建立了多元非线性回归经验公式,获取的路基顶当量回弹模量经验解与层状体系结构的理论解相近;经验公式的提出为改良层的材料选择和厚度优化提供了精准、便捷的计算工具,从而有效实现了对路基结构强度的合理控制,为滨海砂在滨海公路建设中的大量利用、降低建设成本、保护生态环境奠定了可靠的理论支撑。

复杂载荷下燃气轮机轮盘Hirth齿多尺度接触界面结构强度特性研究

中心拉杆转子是燃气轮机的核心部件,但转子运行工况恶劣、事故频发,需要开展复杂接触状态下多尺度、多载荷作用的强度研究,以保障叶盘结构运行安全。基于粗糙表面接触模型和三维有限元方法,建立了考虑微观界面尺寸和粗糙度的燃气轮机轮盘Hirth齿接触界面热固耦合特性分析模型,探究了接触面微观尺度参数以及端面齿宏观尺度几何参数的影响。结果表明:端面齿的最大等效应力随齿根圆角半径的增大、压力角的减小而减小;端面齿的最大等效应力和平均接触压力均随着表面粗糙度的增大而减小。

大型飞机结构强度试验姿态转换与控制

针对以往大型飞机姿态转换过程存在潜在的胶布带脱落、局部失稳以及多种提升设备不协调等风险问题,提出一种大型飞机结构强度试验姿态转换与控制方法。通过设计位移提升装置和全浮动支持平台,确保飞机姿态转换系统安全可靠;应用协调加载控制系统,提出多点协调的位移提升控制方案,实现飞机姿态平稳转换和精准控制;研究飞机姿态实时测量算法,开发可视化监控系统,实现飞机姿态多维变量实时监控。通过全要素测试,验证了所提方法的合理性。试验结果表明:某大型飞机的姿态转换过程实现了多维度可视化监控,与传统方法相比,效率提升了约35%,可靠性及安全性大幅提升。

B型LNG燃料舱的结构强度耦合分析

为进行B型燃料舱结构强度评估,提出一种舱段耦合分析方法,通过考虑垂向支座层压木的摩擦力作用和其他类型支座层压木的初始间隙,模拟出燃料舱与主船体结构之间的传力机制。应用舱段耦合分析方法,对B型燃料舱的结构强度进行分析,探讨舱体结构的屈服强度特性、屈曲强度特性,以及支座支撑力的分布规律,为B型燃料舱的结构设计与分析提供参考。

碰撞冲击载荷下船用LNG燃料罐的结构强度评价

针对LNG燃料船舶在碰撞事故发生情况下的LNG燃料罐结构安全问题,应用有限元方法建立有限元分析模型,并参照规范形成碰撞载荷计算及加载、结构强度评价等方法,提出碰撞冲击载荷作用下船用LNG燃料罐结构安全评价的解决方案。以18 m~3船用LNG燃料罐作为研究对象进行仿真计算分析,评估碰撞载荷作用下LNG燃料罐筒体、封头、内外容器间的支撑结构及鞍座等部件的应力水平和总体结构安全状况。结果表明,该船用燃料罐各构件应力均小于规范中的许用值,强度满足要求,符合行业规范,验证有限元分析方法在LNG燃料罐结构强度评价的可行性;内容器是工况条件下最容易失效的结构,其最大应力可达123.63 MPa,与许用值相差13.07 MPa。

大功率永磁盘式电机转子结构强度研究

本研究针对盘式电机转子在高速旋转时受到离心力破坏的问题,设计了一种基于储能飞轮转子结构的盘式电机转子结构。通过对比分析传统盘式电机转子结构强度,提出了利用储能飞轮转子材料高强度的特性来抵消电机盘与磁钢产生的离心力的方法,从而提高了盘式电机转子能够承受的最大转速上限。通过对不同转速下新式盘式电机转子结构的强度分析,得出转速与电机盘和转子的最大应力曲线图。结果表明,新式盘式电机转子结构理论最高转速分别是表贴式结构的4.3倍和内嵌式结构的2.7倍。为了进一步提高新式盘式电机转子结构的性能和可靠性,本文提出了一种新式盘式电机转子结构求解最优过盈量的计算方法。通过对比不同过盈量下静态与额定转速时电机盘与转子的安全系数,求出了过盈量最优值。本研究设计的新式盘式电机转子结构具有较大的实际应用价值,可以为储能飞轮等领域提供一种高性能、高转速的盘式电机转子解决方案。

全尺寸飞机结构强度试验数据分析软件设计

在全尺寸飞机结构强度试验进行过程中,试验控制系统会实时采集并保存各加载点的端点值数据,这些数据数量庞大、信息繁多,靠人力分析效率较低。为此,针对全尺寸飞机结构强度试验数据的特点,编写了全尺寸飞机结构强度试验数据分析软件,以便对试验数据进行分析。该软件能够对任一加载点的数据进行分区间统计,并绘制相应加载点的误差分布直方图,直观展示加载点的误差分布情况,便于寻找到频繁踏步且影响试验速率的加载点。此外,还能实现对载荷谱加载时间的统计,有利于后期对载荷谱进行优化。

双螺杆挤出机异形内筒结构强度影响因素分析

异形内筒的厚度δi、相交圆中心距e、相交圆直径d是影响双螺杆挤出机强度的3个主要结构参数(简称3因素),一次局部薄膜应力PL、一次局部薄膜应力+二次应力P_(L)+P_(b)+Q是压力容器应力强度评定的2个主要应力类别。对3因素设定4个水平,进行3因素4水平正交试验,利用极差分析方法与方差分析方法处理正交试验数据。研究结果表明,因素δi、e、d对双螺杆异形内筒上危险截面处的应力P_(L)、P_(L)+P_(b)+Q均具有显著影响,对PL影响的主次排序为δi、e、d,对P_(L)+P_(b)+Q影响的主次排序为δi、d、e,对PL、P_(L)+P_(b)+Q影响的最佳方案均为δi(4)d(1)e(1)。采用多元回归分析拟合出了异形内筒结构危险截面应力PL及P_(L)+P_(b)+Q的多元回归方程,可用于双螺杆挤出机异形内筒结构应力的估算。

LNG双燃料油船燃料舱结构强度评估方法研究

随着国际社会对绿色低碳要求逐步提高,采用液化天然气(liquefied natural gas,LNG)燃料的海船正成为运输船主流趋势。国际海事组织发布《使用气体或其他低闪点燃料船舶的国际安全规则》(简称“IGF规则”),虽然对使用低闪点燃料的燃料舱围护系统设计给出了载荷和设计条件的原则性要求,但对如何开展LNG燃料舱结构强度评估并同油船、散货船、集装箱船等运输船型的装载工况和评估衡准进行协调,则缺乏明确的指导,故操作性不高。该文结合IGF规则的燃料舱设计载荷要求及共同结构规范相关要求开展研究,提出了一种使用LNG燃料的油船燃料舱区域的船体结构强度直接计算方法,包括模型范围、载荷工况和强度评估衡准等,并以某油船为例,进行了燃料舱区域有限元直接计算的实船验证。结果表明该方法合理可行,并可为同类船舶的LNG燃料舱结构强度评估提供指导。

建筑工程混凝土结构强度检测技术分析

当前建筑工程中应用混凝土结构强度检测技术时,虽然可以较为准确地评估混凝土的强度,但这些技术在实际应用中对于内部裂缝、空洞等缺陷的检测存在一定的局限性。因此,详细阐述了三种技术的检测流程,并探讨了回弹值与混凝土强度、超声波检测与结构无损评估、拔出检测与粘结强度之间的关联评估。通过对比分析,得出综合应用三种技术可提升检测准确性和全面性的结论,为混凝土结构强度检测提供有效手段。