基于能力保护的新型拉压双向限位装置设计方法研究

为保护通航渡槽结构缝之间止水不被破坏,提出替代止水受力的新型拉压双向限位装置.此装置力学特征类似销轴耳板连接结构,此类结构有多重破坏模式的弱点.为克服此弱点,结合《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)中销轴耳板连接结构设计方法,在该装置的静力设计中,基于能力保护的设计思想提出了以单一销轴弯曲破坏为该装置破坏模式的设计方法.基于实体有限元数值模拟,分析了加载过程中此装置整体与各部件的受力-变形曲线特点.结果表明:以外荷载-整体变形量曲线不出现塑性特征为依据,判定装置的静力承载力大于设计外荷载、设计方法偏于安全;通过销轴的外荷载-弯曲变形量曲线与限位装置的外荷载-整体变形量曲线显现的非线性特征相一致以及板的外荷载-整体变形量曲线在加载过程中基本保持线性状态,说明板是被保护构件、装置破坏模式为单一的销轴弯曲破坏.研究结果表明此设计方法现实可行.

滑动支座横向限位装置对地面明钢管地震响应的影响

针对地震作用下地面明钢管滑动支座容易产生较大横向滑移的问题,采用有限元方法,研究了支座限位装置对明钢管地震响应的影响。计算结果显示:当支座不设置限位装置时,地震作用下管段中部支座滑移量较大,钢管横向弯曲,对结构稳定不利;当支座设置限位装置后,明钢管的横向位移减小,但在地震中支座滑板与限位装置会产生碰撞,瞬时加速度可超100 m/s 2,支承环的应力大幅增加,支座横向力可达静力状态下的几十甚至上百倍;支座限位值越小,地震中结构受力越大;支座限位挡块和支座滑板接触面上设置一层弹性模量3 MPa的薄垫层后,能缓冲地震中支座受到的冲击,有效减小结构加速度和受力,支座横向力和竖向力的比值可基本控制在摩擦系数以内。因此,支座限位对强震区的明钢管结构是有必要的,在确定限位值时,应同时考虑结构位移和应力2个方面的要求,为减小地震中支座滑板和限位装置碰撞产生的不利影响,可在限位挡块上设置缓冲材料薄层。

施加预紧力的桥梁横向限位装置精细化仿真分析

为完善系杆拱桥横向限位装置细部结构及其分析方法,建立一种适用于拱桥横向限位装置的精细化分析方法,并提出在横向限位装置的螺栓中加预紧力的方法进行仿真分析。采用ABAQUS软件,将上、下限位板、锚杆、螺栓等均进行实体建模,建立相接触部分接触属性,并选择匹配的单元类型。选择合适的网格尺寸进行网格剖分,进行精细化仿真分析,计算各部件的Mises应力、最大剪切应力并与规范强度比较,确定最优方案。研究结果表明:对横向限位装置螺栓施加预紧力,可有效降低横向限位装置结构所受水平力,各部件及混凝土满足规范要求,将锚杆伸入限位板一部分长度的方案更合理。

一种KDF-5MF滤棒成型复合机用滤棒入口限位装置研制

为解决KDF-5MF滤棒成型复合机烟枪和多功能检测装置(以下简称EYEPORT)入口之间的滤棒跳动太大、难以对中定位,造成滤棒在EYEPORT内的滤棒圆周检测校准、切割位置校准及胶囊填充和胶囊缺失状况识别不准确的问题,设计了一种设置于EYEPORT通道入口处的滤棒限位装置。该装置由安装件和限位件组成。安装件配置成沿竖直方向位置可调,限位件设于安装组件上,其上设有锥形孔,锥形孔出口端孔径小于入口端孔径以及EYEPORT通道入口处的孔径。根据实际情况调整限位件所在位置,使锥形孔、滤棒、EYEPORT通道同轴,进而限制滤棒的跳动,使滤棒圆周测量校准、切割位置校准及胶囊填充和胶囊缺失状况识别更精确,以保障产品质量,降低产品缺陷率。

采用超高性能混凝土和限位装置的斜拉桥易损性分析

斜拉桥作为交通网络中控制性的重要节点,在强震作用下其钢筋混凝土塔柱易产生塑性破坏,从而延误灾后应急救援工作的开展。基于此提出了一种既采用新型材料又采用新型限位装置的斜拉桥结构体系,用于提升斜拉桥的抗震韧性,在仅采用形状记忆合金(SMA)拉索限位装置的普通斜拉桥基础上将塔柱中容易损伤的塑性铰区普通混凝土采用超高性能混凝土(UHPC)代替,分别建立普通斜拉桥与新型韧性斜拉桥的有限单元模型,在远场和近场地震波的作用下分别开展桥梁构件和结构体系的易损性分析。研究结果表明:同时采用UHPC和SMA拉索限位装置的斜拉桥仅需增加少许成本即可大幅提高斜拉桥结构体系的易损性,极大地拓展了UHPC材料和SMA拉索限位装置的应用场景。

防落梁钢结构限位装置的锚固性能影响研究

针对在某铁路桥梁上大范围应用的防落梁钢结构限位装置,研究分析了不同的锚固形式对承载能力的影响。采用有限元软件ANSYS WORKBENCH建立了8个不同设计参数的有限元模型,分析了该装置在水平地震荷载作用下的破坏机理、滑移-荷载曲线、位移-荷载曲线,以及在水平地震力作用下装置的承载能力。结果表明:内侧立柱角钢直接锚固在混凝土中时,装置具有较强的抗滑移能力和承载能力;当内侧立柱角钢的锚固深度为60cm时,完全满足计算荷载的承载力要求;抗滑移能力越强的装置,其承载能力越强,两者呈现出正相关的关系。因此,在满足承载力以及现场施工条件的前提下,建议在装置设计时尽量将立柱角钢直接锚固在混凝土中,且内侧立柱角钢的锚固深度以60cm为最优。同时,为后续对防落梁限位装置的优化提供一定的参考和依据。

大型旋转设备限位装置的设计及ANSYS分析

针对现有大型旋转设备圆周限位装置在实际应用过程中存在的问题,结合机械设计理念研究设计一种行之有效的中心纵向限位装置,利用Solid Works建立其三维模型,并导入到ANSYS中,先对其进行静态分析得其位移云图和应力云图,看其是否满足强度和刚度要求,用以验证设计方案的合理性。然后再对其进行模态分析,得到其前五阶模态频率和振型,并通过增加斜撑来提高结构的动刚度,从而有效地提高结构的固有频率,获得更好的设计方案。最后将两种限位装置进行对比。

液压支架顶梁限位装置的研制与应用

研制出液压支架顶梁限位装置,解决了液压支架顶梁在运输过程中,特别是井下辅助上山或者下山运输时,由于震动和惯性作用,垫在液压支架顶梁平衡千斤顶耳座下的道木滚动,使捆绑顶梁的链条松动,造成支架顶梁窜动,将顶梁下方电液控阀组及其他零部件挤压损坏,顶梁窜动极易造成翻车、掉道事故的问题。

桥梁中抗震限位装置设计方法的研究

为防止桥梁上部结构在地震中发生落梁破坏,通常在伸缩缝处安装限位装置。在调查影响伸缩缝处相邻梁体相对位移因素的基础上,根据线性化模型提出一种限位装置设计方法。该方法既考虑了相邻桥跨不同向振动的动力特性,又考虑了相邻梁体间碰撞对相对位移的影响。运用替代结构法考虑墩柱的弹塑性,使用考虑碰撞效应的相对位移反应谱考虑碰撞对相对位移的影响。通过参数研究对提出的限位装置设计方法的可靠性进行验证,并通过与已有的限位装置设计方法相比,评估了所提出的限位装置设计方法的限位效果。与已有的设计方法相比,本文提出的限位装置设计方法与非线性时程分析结果的相关性更好。

限位装置对连续梁桥地震反应的影响

为防止上部结构在地震中发生落梁破坏,通常采取适当的限位措施来限制相邻梁体和墩梁间的相对位移。本文在文献[4]、[5]考虑支座非线性和墩柱弹塑性及相邻梁体间碰撞计算模型的基础上,应用非线性时程方法对3种限位措施:伸缩缝处相邻梁体之间安装受拉连梁装置、流体黏滞阻尼器以及伸缩缝处墩梁之间设置受拉限位装置的限位效果进行分析探讨。参数研究结果表明:在伸缩缝处相邻梁体间安装受拉连梁装置和流体黏滞阻尼器的限位效果都很好,而在墩梁间设置受拉限位装置对伸缩缝处墩顶的位移延性需求较高,影响其限位效果的发挥。

输电线路防风偏闪络限位装置的设计

为有效防治风偏对输电线路的危害,提出了一种能将风偏角限制在一定范围内的柔性抗风偏闪络装置,并研究了该限位装置在导线风偏冲击下对输电塔的影响及其安装方法。基于多档距输电线路风偏瞬态分析结果,根据冲量定理确定了导线风偏的等效撞击模型,在几何缩尺比为1:4的输电塔模型上进行了柔性抗风偏限位装置在不同初始静张力作用下的防撞击试验,确定了限位装置在导线风偏冲击下的附加动张力,并采用数值模拟方法验算了输电塔关键构件在限位装置动张力作用下的承载能力;最后给出了限位装置的初始静张力建议取值和安装方法。结果表明:在导线风偏所致冲击作用下的限位装置动张力放大效应显著,且动张力放大系数随最大风偏角的增大而增大,但随初始静张力的增大而减小;安装抗风偏限位装置后输电塔横担根部的受力状态最为不利,但输电塔构件的极限承载力仍能满足规范要求。

限位装置对桩基础高墩摇摆反应的影响

提出了限位装置的模拟方法,完善了桩基础高墩摇摆隔震的分析模型.基于某铁路高墩桥梁,输入3条强震记录,采用非线性时程分析方法进行了限位装置的影响分析.讨论了限位装置初始间隙及屈服力的变化对墩顶位移与墩底弯矩的影响规律.结果表明,限位装置减小墩顶位移的同时会增大墩底弯矩,墩顶位移受限位装置初始间隙的影响较大,墩底弯矩受限位装置初始间隙的影响较小,桩基础高墩的摇摆反应受限位装置屈服力的影响较大.

具有限位装置的滑移隔震框架结构在碰撞前后单向和双向地震反应分析

为了克服传统滑移隔震限位装置一滑就限增加上部结构的地震反应的缺陷,使滑移隔震技术在框架结构中得到应用,在研究了U型环限位消能元件的工作性能的基础上,采用有限元SAP2000软件,建立了一种新型具有限位装置的滑移隔震三层框架结构的计算模型,并根据合理的碰撞前后滞回特性,进行了单向和双向地震波作用下的隔震结构分析.计算结果表明,限位装置的刚度对结构碰撞后层间加速度和位移量的变化影响较大;双向比单向地震激励对结构产生的最大基底滑移量要大.随着另一个方向地震烈度的不断加大,结构最大滑移量呈现出先增后减的规律,为滑移隔震在框架结构中的设计提供了理论依据.

村镇建筑带限位装置摩擦隔震体系的参数影响研究

针对村镇建筑带限位装置摩擦隔震技术,建立了隔震装置的综合恢复力模型和隔震体系的运动方程,编制了考虑摩擦效应的非线性分析程序,详细分析了隔震层摩擦系数、限位装置弹性刚度和屈服位移等因素对隔震体系的影响,最终通过大量计算给出了参数选取的合理取值范围,可为该隔震体系的简化设计和实际应用提供依据。

限位装置静力设计研究

在地震中,由于桥梁联结间伸缩缝处过大的变位会造成桥梁的破坏,所以需要在支座宽度不足的伸缩缝间设置适当的限位装置,以限制伸缩缝间的相对位移。文章对限位装置的设计思想进行了探讨,通过对桥梁按不同的重要性等级进行分类,引入桥梁地震荷载重要性系数,提出了限位装置的设计地震力和位移的计算方法,并对限位装置的构造以及设计过程进行了介绍。通过对算例结果的反应谱分析,证明了该设计方法能够有效地减小桥梁控制位置的剪力和相对位移,从而达到限位的目的。

村镇建筑带限位装置滑移隔震系统的滞回耗能影响因素分析

以村镇建筑为研究对象,以能量法为基础,提出了滞回耗能比的概念,计算了结构在地震作用下的滞回耗能比,探讨了系统参数对滞回耗能比的影响,以此来分析带限位装置滑移隔震系统的村镇建筑的隔震层滞回耗能特性。研究表明:摩擦系数对滞回耗能比影响显著,刚度比、上部结构固有周期和限位装置的第2阶段刚度系数对滞回耗能比有一定的影响,而质量比和限位装置的屈服位移对滞回耗能比影响不显著。

基于预压限位装置的新型桥梁减隔震体系的研究

高烈度地震区的中小跨径梁桥主要采用减隔震支座或阻尼器来降低结构的地震响应,常用的减隔震装置在室外环境中存在耐久性问题,与桥梁结构使用寿命相差较大,且不具备上部结构自复位特征。本文提出一种基于弹性多线性的预压限位装置和滑板橡胶支座组合的新型桥梁减隔震体系。通过限位装置试件的拟静力试验及有限元软件分析,研究了装置的力学性能及新型减隔震体系的抗震效果。结果显示该体系通过耗散地震能量能够有效地降低桥墩的地震内力和位移,并在震后实现桥梁上部结构自复位,是一种可行的中小跨径桥梁抗震新体系。

带限位装置的新型摩擦滑移隔震结构振动台试验研究

以新型固体润滑材料,即二硫化钼涂层材料为主,设计制作了一种带限位装置的新型滑移隔震装置,并进行了新型摩擦滑移隔震支座的力学性能试验,研究表明,文中研发的新型滑移隔震装置具有摩擦滑移隔震和限位功能,构造简单,适用性强.在此基础上,建立欠人工质量模型的一致相似关系,设计制作了一个相似比为1:5的2跨5层框架模型结构,进行了结构振动台试验研究.检验了新型摩擦滑移隔震装置的隔震和限位性能,振动台试验结果表明:限位装置可有效降低隔震层相对滑动位移,新型摩擦滑移隔震支座降低了上部结构的地震反应,新型隔震系统能够控制结构层间位移角在允许范围内,隔震效果良好,且具有良好限位复位能力,结构可满足抗震要求.

限位装置对滑动摩擦隔震桥梁地震反应的影响研究

为防止滑动摩擦隔震桥梁位移过大对临跨造成不利的影响,可在桥墩上设置限位装置限制墩梁相对滑动位移,降低滑动摩擦隔震桥梁的纵向位移。本文提出了滑动摩擦隔震支座和限位装置同时使用的抗震构造措施,利用滑动摩擦隔震支座降低固定墩的地震反应,利用限位装置降低墩梁相对滑动位移。建立了同时考虑支座滑动摩擦非线性、限位装置接触碰撞及其材料非线性和桥墩材料非线性的桥梁结构非线性地震反应分析模型,改变活动支座摩擦系数、限位装置与梁体之间的碰撞初始间隙等参数,进行了非线性时程反应分析,针对限位装置对滑动摩擦隔震桥梁的非线性地震反应的影响进行了综合分析。研究表明,限位装置对于限制滑动摩擦隔震桥梁的梁部位移、均衡地震动输入能量在各墩之间的分配有着较大的作用。设计时可通过详细的有限元分析,改变限位装置的间距、刚度等设计参数,使限位装置起到降低滑动摩擦隔震桥梁的纵向位移而不显著增加固定墩地震反应的作用。

静脉穿刺用手部限位装置的设计与应用

目的 :研制一种静脉输液中使用的手部限位装置,从而提高静脉穿刺成功率,减轻患者疼痛。方法 :该装置由定位器和夹持器2个部分组成。定位器由类似骨折夹板或高分子支具等材料制成,具有可塑性,有一定牢度和弹性。夹持器为U形弹性夹持板,其制作材料为较薄的铝板或钢片。将2015年10—12月的输液患者分为对照组和实验组各156例。2组年龄、性别、手背血管状况及对输液操作的配合程度均无统计学差异。对照组采用常规静脉穿刺法进行穿刺,实验组使用手部限位装置进行静脉穿刺,比较2组"一针见血"成功例数和患者疼痛评分。结果:实验组一次穿刺成功率为92.9%,感觉无痛或轻微疼痛占90.4%;对照组一次穿刺成功率为82.7%,感觉无痛或轻微疼痛占77.6%。结论:该装置结构简单、制作方便、成本低且易操作,能有效解决患者不配合、手部难固定、皮肤不易绷紧等问题,并快速对患者手部限位,提高静脉穿刺一次成功率。