多轴向与单轴向随机振动疲劳试验对比研究

首先进行了多轴向与单轴向振动疲劳的理论分析,指出了二者之间存在的差异;然后对典型试件分别进行了多轴向同时振动、单轴向振动以及单轴向依次振动疲劳试验,并且对试验结果进行了对比研究。结果表明:与单轴向振动相比,试件在多轴向同时振动环境中的疲劳失效时间、裂纹源的位置以及裂纹扩展方式均存在差异,多轴向同时振动更容易使结构产生疲劳损伤,具有更短的失效时间。从而证明了开展多轴向振动试验的必要性。

一种多轴向随机激励下结构疲劳寿命分析方法

提出了一种多轴向随机激励下结构疲劳寿命估计的频域分析方法。首先,对结构进行频响分析,得到在基础加速度激励下的应力频响函数矩阵,通过随机振动分析,得到结构应力的功率谱密度矩阵;其次,采用等效的Von Mises应力功率谱密度将多轴应力问题转化为单轴应力问题;最后,利用单轴应力疲劳寿命估计的频域分析方法对结构疲劳寿命进行估计。对一典型构件在多轴向随机激励下的疲劳寿命进行了计算,并与实验结果进行了对比。另外,对构件在多轴向同时激励与单轴分别激励的疲劳损伤结果进行了对比分析,表明多轴向同时振动具有明显的多轴效应,因此进行多轴向振动疲劳研究十分必要。

多轴向随机激励下结构疲劳失效的判定方法

对多轴向振动环境下结构振动疲劳失效行为进行了试验研究,提出了2种多轴随机振动疲劳试验试件疲劳失效的判定方法。通过激光测振仪和35670A动态信号分析仪对结构的1阶固有频率进行跟踪监测,通过动态应变测试系统对试件缺口部位的应变进行了实时监测。根据试验数据,分析了多轴向振动环境下疲劳裂纹扩展与固有频率变化和应变变化的关系,确定了2种疲劳失效的试验判定准则,并对2种判定方法的适用性进行了讨论。

多轴向与单轴向随机激励下结构动力学响应对比研究

为了分析结构在多轴向与单轴向振动环境下疲劳失效行为存在的差异,从理论分析、数值仿真以及试验研究三个方面,对典型结构开展了多轴向与单轴向随机振动环境下动力学响应对比研究。研究结果表明:多轴向振动环境能够同时激发结构不同方向的模态振型,在三个轴向互不相关的振动环境下,结构的动力学响应为各个方向单轴向振动时引起的动力学响应的叠加;若各轴向载荷间存在相关性,则其相关性对结构动力学响应存在明显影响,且影响是有规律的。对以上结论产生的原因进行了分析研究,为两种工况下结构振动疲劳失效行为的研究奠定了基础。

瞬态热传导问题的修正变分原理及其数值算法

本文采用拉格朗日乘子将本征边界条件引入到瞬态热传导问题的泛函方程,通过变分原理得到了其修正泛函.采用Galerkin无网格法在空间域内进行离散,得到瞬态热传导问题的半离散方程;在时间域上通过与Romberg积分相结合的精细积分法求解,并且推导了瞬态热传导方程中精细积分的普遍适应的公式,结合数值算例对方法的有效性和精确性进行了验证.

二维稳态热传导问题的修正变分原理及其数值算法

通过适当选取权函数和基函数,将无网格法用于二维稳态热传导问题,构造了稳态热传导问题的泛函,并且推导了其修正变分原理.编制了相应的计算程序,通过数值算例证明了该方法是稳定、精确的.

湘北平原区杨树优良无性系选育及立地适应性评价

针对湘北平原区杨树育种群体及品种资源单一、遗传基础变窄以及适应性减退等问题,定向选育品种与立地相适应的杨树优良无性系,提高杨树遗传改良水平,充分发挥优良无性系增产及土地利用潜力。选择30个杨树无性系在岳阳君山区、益阳沅江市等3个不同立地条件类型进行区域试验,应用多点联合方差分析、AMMI模型和GGE双标图等分析方法,对5~9年生杨树试验林平均胸径、树高、材积、材性等指标以及立地适应性进行综合评价。各参试杨树指标性状无性系间存在极显著差异,胸径、材积性状无性系×地点交互效应显著,树高差异不显著;以综合指标平均材积进行分析,基因型主效应(G)、环境主效应(E)以及基因与环境互作效应(I GE)其平方各占总变异平方和的比例分别为29.5%、59.8%和10.7%;与当前主栽良种比较生长量较高的无性系依次是LA09-N56、LA06-N30、TN02-92、TN02-13、TN01-88、TN01-49、TN01-90、TN01-38和TN01-30。7个杨树无性系木材基本密度、纤维长度、纤维宽度和纤维长宽比范围分别在0.3331~0.3817 g/cm^(3)、1273.09~1366.85μm、19.65~28.19μm和46.05~69.76,均符合纤维材和大径级胶合板材质量要求,其中LA09-N56、LA06-N30两个新无性系不仅速生性能与对照比有大幅提高,且木材基本密度没有下降。综合生长性状的适应性和稳定性考虑,筛选的优良无性系可分为两类,一类是LA06-N30、TN01-90、TN01-38为广泛生境型,在湖洲滩地、江河岸线和内垸林地等不同立地条件下造林均能较充分地发挥自身遗传潜力;另一类是LA09-N56、TN02-92、TN02-13、TN01-88、TN01-49为优良生境型,可选择内垸立地条件较好的地类栽植。

双线并行隧道施工中影响地表沉降的因素分析

近年来为满足规划、平面线型要求,受地形、地质、地面构筑物的影响,双线地铁隧道呈迅猛增加的趋势。且大多数地铁区间隧道中,通常在同一埋深地层平行修筑两条隧道。广州轨道交通5号线淘金―区庄区间隧道具有穿越地层复杂、隧道断面、间距、埋深均随里程而变化的特点。两条隧道的开挖将导致地表沉降相互影响,沉降预测更加困难。在概化地质模型的基础上,利用反演得到地层参数,选择典型隧道断面及地质剖面,采用数值方法分析不同间距、隧道埋深以及地层情况对地表沉降的影响。得出一定的规律,预测隧道施工引起的地表沉降,以指导实际工程的安全施工。

铸铁缺口梁断裂过程电测试和结构承载力计算

为探寻带缺口金属件的断裂规律与承载能力,对8种不同切口尺寸的铸铁梁进行了三点弯曲加载实验,并对其中2个铸铁梁进行应变规电测跟踪测试,得到了加载点位移、应变规处断裂损伤区黏聚裂纹张开位移、中性层位置、黏聚裂纹端点位置随载荷的变化曲线.结合粘聚裂纹应力强度因子的计算公式与断裂准则,得到该类材料结构承载力的理论计算数值,并与实验值进行对比,二者符合良好.

炭纤维强化板及其加固混凝土梁的力学性能

为探寻涂胶对炭纤维布力学性能的影响,深入了解其加固混凝土结构的力学行为,对制备的炭纤维强化板(CFRP)及其加固混凝土梁,分别进行了轴向拉伸和预制裂缝四点弯曲加载实验。对比有胶与无胶纤维布拉伸实验,表明环氧树脂不仅粘接纤维布,对纤维布有保护作用,而且能够显著提高其拉伸强度。通过对加固混凝土梁的FRP外贴应变片的加载过程进行电测跟踪测试,得到了材料结构损伤破坏过程曲线。由力学模型和曲线点拟合的最小二乘法,对CFRP板所受轴力及混凝土的界面剪应力分布进行分析,得到轴力及剪应力分布。在载荷的变化过程中,FRP与混凝土的界面逐渐脱粘,使得FRP的应力集中程度降低,有时会出现应变回弹现象。

混凝土断裂过程及尺寸效应分析

为研究混凝土裂纹断裂过程和最大承载力计算方法,通过实验机对四种不同尺寸混凝土紧凑拉伸断裂试件进行了加载过程实验,并对其中一个试件进行应变片跟踪测试。由实验结果分析得到了一系列关系曲线,如试件的载荷-加载点位移关系曲线,断裂损伤区变形随载荷变化曲线;并且计算了不同尺寸断裂试件的应力强度因子。结合计算粘聚裂纹应力强度因子的公式与断裂准则,完成了对承载力理论值的计算,并将其与实验峰值平均值进行对比,其结果是两者相比误差较小,表明此种计算裂纹结构最大承载力方法是可行的。

结构动力学精细积分的一种高精度通用计算格式

给出了一种结构动力学精细积分的一种高精度通用计算格式。该方法不仅可以处理弹性模态结构的动力响应而且可以处理刚体模态结构的动力响应,并且不论是线性激励还是非线性激励,本文提出的计算格式都给出了很高的精度。

带环向切口金属杆的扭转剪切断裂

扭转圆杆的环向切口根部存在高度集中的剪切应力,Ⅲ型应力强度因子是裂纹端部应力场奇异性的度量。为探求带环向切口的受扭金属圆杆最大承载力的计算方法,通过对不同切口尺寸杆件的扭转剪切断裂实验,由各试件的预制切口尺寸和实验中测到的最大转矩分别计算相应的应力强度因子;利用非线性断裂理论推导出计算带环向切口裂纹扭转杆承载转矩的计算公式,将理论计算数值与实验结果进行比较,表明铸铁比碳钢试验结果更接近理论计算值。

无网格-精细积分算法在二维结构振动问题中的应用研究

将无网格-精细积分法用于二维结构振动问题的求解,通过瞬时最小势能原理构造与弹性动力学方程等效的能量泛函。由伽辽金无网格法在空间域内进行离散;在时间域上通过与Romberg积分相结合的精细积分法求解,得到了二维结构的固有频率和振型以及在不同激励作用下的位移、应力和速度响应。

轿车轮胎地面摩擦力的研究

为了研究轿车轮胎地面磨擦力的作用效果,通过实验,利用测力装置测得轮胎地面摩擦力,并计算出附着系数.分析了轿车在启动、行驶、制动和转弯的过程中,整车的惯性力和轮胎转动的惯性力偶矩,以及由轮胎与地面的变形产生的滚动阻力偶矩.提出在几种行车状况下地面摩擦力和附着系数的计算方法,并通过算例进行讨论.

造林密度对5年生‘XL-90杨’生长量的影响

以5年生不同造林密度南方型美洲黑杨‘XL-90杨’Populus deltoides‘Xianglin 90’人工林为研究对象,通过分析林分平均胸径、树高、单株材积和蓄积量等指标,探究不同造林密度对‘XL-90杨’生长量的影响。结果表明,(1)随着造林密度的减小,林分的平均胸径、树高、单株材积呈先增加后减小的趋势,在造林密度减小至417株·hm^-2且株行距为4 m×6 m时,各项生长指标达均到最大值,分别为23.27 cm,17.13 m和0.291 m^3,与其他造林密度间的差异达均到了显著水平(P<0.05);(2)不同造林密度林分蓄积量呈不规律变化,在造林密度为833株·hm^-2且株行距为3 m×4 m时,林分的蓄积量达到最大值,为140.25 m^3·hm^-2;(3)采用因子分析综合评价方法确定5年生‘XL-90杨’以单株材积、林分蓄积量为培育目的最佳造林密度分别为417株·hm^-2和833株·hm^-2。

砂质路堑边坡稳定性分析方法探讨

文章利用极限平衡法分析无黏性砂质路堑边坡渗流时的稳定性,将滑坡体作为一个整体,既考虑力平衡又考虑力矩平衡,确定滑坡面的位置及最小安全系数。计算结果与传统条分法的结果比较发现,二者滑坡面的位置基本一样但计算最小安全系数略小于传统条分法的结果,理论计算结果与工程实际吻合较好。

热镀锌层柠檬酸改进型铈盐转化膜工艺

研究了热镀锌层柠檬酸改进型稀土铈盐转化膜工艺，探讨了工艺条件对转化膜耐蚀性的影响。通过正交试验和单因素试验得到柠檬酸改进型稀土铈盐转化膜的最佳工艺为：Ce（NO3）3·6H2O25～30g／L，H2O24～6mL／L，柠檬酸20g／L，处理温度70℃，处理时间10min。经柠檬酸改进后的铈盐转化膜耐蚀性能明显优于常规铈盐转化膜。