一类初弯曲转子的裂纹-碰摩故障响应分析

为了研究裂纹-碰摩耦合故障的一类初弯曲转子系统响应特性,在考虑转轴变形、非线性油膜力与碰摩力作用的基础上,结合由中性轴理论确定的裂纹开闭规律,建立该类故障转子的动力学方程,利用Poincaré截面和分岔图的变化分析初始弯曲程度与裂纹深度对系统振动响应特性的影响.结果表明:含初弯曲时系统振动响应在临界转速附近的混沌区域比无初弯曲时大,随着裂纹深度的增加,混沌区域逐渐缩小;初始弯曲的运动特性在浅裂纹情况下起主导作用,当裂纹深度较大时,系统振动响应随着初始弯曲程度的增大交替出现由周期演变为混沌状态的过程,混沌响应特性也可发生较大变化.

考虑杆件初弯曲的单层球面网壳稳定性能

基于通用有限元软件ANSYS及自编的前后处理程序,针对是否考虑杆件初弯曲的单层球面网壳结构进行对比分析.采用随机缺陷模态法进行了考虑杆件初弯曲的2800余例K8型单层球面网壳的弹塑性荷载-位移全过程分析,掌握了弯曲角度、幅值随机变量对网壳稳定性能的影响规律.论证了一致缺陷模态法和特征缺陷模态法计算杆件初弯曲对网壳极限承载力影响的适用性.提出了适用于计算考虑杆件初弯曲影响的网壳极限承载力修正的一致缺陷模态法.采用修正的一致缺陷模态法进行了300余例考虑杆件初弯曲的K8型单层球面网壳的弹塑性全过程分析.结果显示:采用修正的一致缺陷模态法可以计算考虑杆件初弯曲的单层球面网壳极限承载力的最小值.杆件初弯曲能够降低单层球面网壳的极限承载力,并改变其屈曲模态和塑性发展分布.当最大允许初弯曲为杆件长度的1/1 000时,网壳极限承载力最大下降5%以上;当最大允许初弯曲为杆件长度的2/1 000时,网壳极限承载力最大下降10%以上.

基于初弯曲梁单元的大跨度悬索桥主缆弯曲刚度分析

针对大跨度悬索桥主缆的精细化分析中不能同时考虑主缆弯曲刚度、主缆初始弯曲、索鞍及缠丝等因素的影响,提出了一种新型的初弯曲梁单元来模拟主缆的弯曲刚度和初始弯曲,通过虚功增量方程推导其切线刚度矩阵,并编制了主缆非线性有限元程序,建立大跨度悬索桥主缆施工过程的有限元模型,计算中考虑了索鞍处主缆线形的修正及由缠丝引起的主缆弯曲刚度的变化。结果表明:弯曲刚度使主缆在恒载作用下的竖向变形减小,成桥状态时由此引起的主缆线形计算偏差没有超过工程精度的要求;成桥状态时靠近桥塔的吊索吊点处主缆的弯矩及弯曲应力显著,需要在大跨度悬索桥主缆设计和施工中加以考虑。

初弯曲纵横弯曲梁的等效载荷法及其应用

介绍一种求解初弯曲纵横弯曲梁的方法——等效载荷法,以及该方法在解决实际工程问题中的成功应用,为井下控制工具的研制和井眼轨道控制提供了理论依据.

建(构)筑物墩柱爆破后裸露钢筋初弯曲失稳模型

建(构)筑物拆除爆破过程中,承载墩柱爆后裸露钢筋骨架极限荷载的估算是判断建(构)筑物能否整体失稳的重要依据。现场爆破试验表明,建(构)筑物爆后裸露钢筋将发生弯曲,且其弯曲幅度受两端约束条件的影响。在此基础上,提出了考虑钢筋骨架初始形态的裸露钢筋骨架初弯曲压杆失稳力学模型,以计算不同弯曲程度钢筋骨架的临界失稳荷载。与欧拉等直压杆模型相比,该模型更符合实际工况,计算精度更高,可更为准确的确定墩柱的最小爆破高度。

考虑轴初弯曲时转子系统局部碰摩的分叉与混沌行为

考虑轴初弯曲和轴质量对圆盘参振质量的影响时,分析转子系统局部碰摩的分叉与混沌动力学行为,找到了转子系统通往混沌的道路。建立了系统力学数学模型,进行计算机数值模拟,以转速和阻尼为分叉参数,结合Poincare截面图、波形图、相平面图、轴心轨迹图、功率谱图和自相关函数图,分析了系统的运动状态。以转速为分叉参数时,转子系统响应经历了数次从混沌到周期解,再到混沌,再到周期解的过程,即混周交替出现过程。随着阻尼和定子弹性的增大,混周交替出现时转速范围明显减小;以阻尼为分叉参数时,随着偏心距的增大,混周交替出现时阻尼范围明显增大。结果表明,通向混沌的道路主要是倍周期分叉和阵发性分叉。

初弯曲对杆件动力性能的影响

探讨初弯曲对杆件动力性能的影响问题，采用弹性稳定理论分析杆有初弯曲和初偏心时，对杆件动力稳定性的影响。实例表明，随着杆件初弯曲的增大，其杆件振幅值随之成比例增大，其杆件动力稳定性也随之降低。根据分析结果，提出了实际工程中减小或防止杆件初始缺陷的具体措施，可供实际工程应用时参考。

端部铰接初弯曲构件弹塑性本构关系研究

提出"弧长不变量准则",建立了初弯曲构件中点挠度与杆弦长的关键关系式,从而建立了初弯曲构件应力-杆长的弹塑性本构关系。根据曲杆本构关系,研究了初弯曲和长细比对初弯曲构件极限承载力的影响,研究了初弯曲对六角星桁架弹塑性屈曲荷载的影响。研究表明,建立的曲杆弹塑性本构关系可有效描述初弯曲构件的力学特性,适用于初弯曲构件结构的弹塑性屈曲分析。

灌浆套管加固有初弯曲钢构件的研究

灌浆套管技术最早应用于海洋平台基础部分的连接,由于受力性能良好、施工方便、造价低,也常用于海洋平台受损构件的修复、加固及建筑结构中的钢管构件连接。对有初弯曲的钢管进行灌浆套管加固。采用ANSYS计算不同外套管厚度及钢管初弯曲值对加固构件性能的影响。构件破坏模式改变,轴压承载力、延性性能有所提升,外套管受力主要受自身厚度的影响,浆体受力主要受钢管初弯曲值的影响,初弯曲值越大构件的加固效果越好。选取合适的外套管厚度及钢管初弯曲值进行加固试验,验证了有限元分析结果。

在水平井眼中存在下凹初弯曲钻柱的屈曲分析

分析了水平井眼中存在下凹初弯曲钻柱屈曲的性质和可能的屈曲形式,认为钻柱在初弯曲所在平面内不会发生屈曲,而只能在垂直初弯曲所在的平面方向发生屈曲。在此基础上利用能量法对其稳定性予以研究,推导出下凹初弯曲钻柱临界压力的计算公式。研究表明:在水平井眼中,当钻柱存在下凹初弯曲时不但不会减少钻柱的临界载荷,反而会增加其临界载荷,而且初弯曲程度越大,临界载荷增加的幅度越大;在水平井眼钻进中完全可以采用钻杆构成钻柱来传递压力,即使由于井眼弯曲造成钻柱发生下凹初弯曲时也不会影响钻柱的稳定性。

初弯曲对钢框架的受力性能的影响分析

建立了考虑构件初弯曲的单层单跨钢框架计算模型,对不同初弯曲度下结构的位移、内力进行一阶和二阶分析,得出构件初弯曲对钢框架受力性能影响的一般性规律.

随机杆件初弯曲对K6型网壳稳定承载力的影响研究

单层网壳属于缺陷敏感型结构,初始缺陷对其稳定承载力影响较复杂。为研究随机杆件初弯曲对网壳整体承载力的影响,以K6型单层球面网壳为对象,推导了实现具有杆件随机初弯曲网壳的相关公式,并详细阐述了其在有限元程序中的实现方法,分别研究了杆件初弯曲幅值、弯曲方向角及二者耦合作用对网壳结构稳定承载力的影响程度。主要得出如下结论:当初弯曲幅值δ取为确定值l/1 000时,与理想网壳相比,承载力下降5%左右;当δ取为确定值l/250时,承载力下降14%左右。与随机初弯曲幅值相比,初弯曲方向角对网壳结构稳定承载力的影响较小。同时考虑弯曲幅值与弯曲方向角的随机性时,杆件初弯曲对网壳稳定承载力的影响更为显著。推导的建模公式及其有限元方法可推广至其它类型的空间网格结构中。

桩初弯曲和初偏心对基桩动力性能的影响

本文探讨了桩的初弯曲和初偏心对结构物基桩动力性能影响的问题，可供实际工程应用参考。

焊接产生的残余应力及初弯曲对输电塔承载力的影响研究

在数值模拟软件Abaqus中建立了三处节点为实体单元的输电塔多尺度模型。利用焊接插件AWI模拟输电塔横担、曲臂以及塔身三处节点的焊接过程,得到多尺度模型下三处节点的焊接残余应力分布。对含残余应力的多尺度模型施加垂直于线路方向的静风荷载,得到塔顶点荷载-位移曲线。结果表明,由于残余应力的存在,输电塔的承载力最多可降低8%。单独模拟包含整根主材节点处的焊接过程,提取节点处各管轴线交点的位移值,从而确定由于焊接对主材造成的初弯曲值,将得到的初弯曲值施加到输电塔宏观模型中,得到焊接初弯曲影响下的输电塔荷载-位移曲线,结果显示,由于焊接产生的初弯曲对输电塔承载力的降低最多可达2.38%。

立杆初弯曲对满堂支撑架稳定承载力的影响

为研究立杆初弯曲对满堂扣件式钢管支撑架稳定承载力的影响,采用随机缺陷模态法引入立杆的初弯曲。以某一扣件式满堂支撑架为例,考察立杆初弯曲方向角和幅值随机变量对满堂扣件式钢管支撑架的影响,进而提出基于拉丁超立方抽样的改进随机缺陷模态法。采用上述方法,分别分析了不同缺陷最大幅值、样本数量和直角扣件抗扭刚度情况下,立杆初弯曲对满堂扣件式钢管支撑架稳定承载力的影响。结果表明:随着缺陷最大幅值的增大,立杆初弯曲将更为显著地降低结构的承载力,立杆的初弯曲对满堂扣件式钢管支撑架稳定承载力的影响不可忽略;采用拉丁超立方法对满堂支撑架进行稳定分析时,样本数量应不少于立杆根数的两倍;直角扣件抗扭刚度越大,立杆初弯曲对满堂扣件式钢管支撑架的影响更为显著。

钢压杆初弯曲的统计及其概率模型

本文以统计资料为依据,采用蒙特卡罗(Monte Carlo)法模拟铁路钢桁梁桥典型压杆的初弯曲。在此基础上,提出以β分布来描述初弯曲的概率分布,并对初弯曲的设计取值提出建议。

初弯曲和残余应力对箱型钢柱稳定极限承载力的影响

采用有限元方法分析了初弯曲和残余应力对常用长细比范围内箱型钢柱稳定极限承载力的影响,同时考虑了几何非线性和材料非线性,并通过荷载—位移曲线确定箱型钢柱受压稳定极限承载力。通过分析得出,初弯曲对箱型钢柱轴心受压稳定极限承载力影响较大,残余应力的影响相对较小,当既有初弯曲又有残余应力时,柱的稳定极限承载力将大为下降。这可以为今后实际工程中箱型钢柱的设计和计算提供一定的参考。

钢管负公差和初弯曲对脚手架受压钢管稳定性影响分析

脚手架的钢管按国家标准允许存在公差和初弯曲。为了研究负公差和初弯曲对脚手架构件稳定承载力的影响,采用我国现行规范《钢管脚手架安全技术规范》JGJ130—2011中的计算方法,计算得到负公差会造成构件轴压承载力下降10.24%～12.59%,负公差和初弯曲共同作用时承载力下降12.17%～15.28%。为了减小负公差和初弯曲对脚手架立杆承载力的不利影响,建议提高脚手架钢管精度,使得外径负公差限值为0.3mm,壁厚负公差限值为5%t,初弯曲限值为1‰l。

初弯曲和残余应力对焊接工字钢梁模态影响的数值模拟

以多自由度体系的模态分析理论为基础,通过有限元软件ANSYS分析了残余应力和初弯曲两种初始缺陷对两端固结的焊接工字钢梁模态参数的影响。通过分析比较焊接工字钢梁分别在原始状态下,初弯曲和残余应力分别影响和共同影响下的前四阶振型和频率的变化,得出初弯曲对结构的模态影响甚微,可以忽略;而残余应力对结构的模态影响较大,不能忽略。该结论对钢结构设计及健康检测有一定的参考意义。

初弯曲对杆件动力性能的影响

采用弹性稳定理论 ,初步探讨了初弯曲和初偏心对杆件动力性能的影响问题。算例表明 ,随着杆件初弯曲的增大 ,其振幅值随之成比例增大 ,而其动力稳定性随之降低。根据分析结果 ,提出了实际工程中减少或防止杆件初始缺陷的具体措施。