大跨度网壳结构优化设计研究

大跨度网壳结构应用广泛,将复形法和满应力法引入大跨度三圆弧面网壳结构的优化设计中,建立了网壳结构用钢量最低为目标函数,以网壳结构的上弦杆长、网壳厚度、结点个数为形状设计变量,以杆件截面面积为尺寸设计变量,以强度稳定等为约束条件,编制了相应的程序。最后通过算例验证了该方法与程序的可行性和有效性。

井冈山火电厂干煤棚优化设计研究

应用满应力优化准则对井冈山火电厂干煤棚空间网架结构进行了截面优化 ,并应用三维有限元法研究了该结构的静力。

大跨度网壳结构优化设计研究

大跨度网壳结构应用广泛,将复形法和满应力法引入大跨度三圆弧面网壳结构的优化设计中,建立了网壳结构用钢量最低为目标函数,以网壳结构的上弦杆长、网壳厚度、结点个数为形状设计变量,以杆件截面面积为尺寸设计变量,以强度稳定等为约束条件,编制了相应的程序。最后通过算例验证了该方法与程序的可行性和有效性。

含椭圆孔单边裂纹板的数值分析

采用复变函数的解法,可以得到含有椭圆、圆和直线裂纹简单形状缺陷的板内应力的解析解。但对于含椭圆孔单边裂纹,由于数学上的保角变换函数比较复杂,因此在现有的文献中,没有含椭圆孔单边裂纹板的应力分布解。利用复变函数和有限元法,研究含椭圆孔单边裂纹板的平面弹性问题,得到单向拉伸荷载的作用下椭圆孔单边裂纹附近的应力分布,并与椭圆孔和直线裂纹解析解进行比较,同时计算椭圆孔单边裂纹尖端的应力强度因子。计算结果表明,在孔和裂纹尖端附近,有明显的应力集中现象,应力迅速衰减,很快趋于板所加荷载值。由于孔和裂纹的相互作用,裂纹尖端和椭圆孔口附近的应力增大。通过有限元计算的孔边应力分布和裂纹尖端的应力强度因子与解析解吻合较好,说明计算结果的准确性。得到的含椭圆孔单边裂纹板的应力分布的数值解可以为工程设计提供理论依据。

多轴加载下缺口件弹塑性有限元分析及疲劳寿命预测

利用有限元分析软件ANSYS,得到了承受拉扭循环载荷的缺口试件缺口的处精确应变数值,给出了引起疲劳破坏的危险点。在临界平面法的基础上,考虑到法向正应变对疲劳寿命的影响,建立了一个新的多轴疲劳寿命预测模型,该模型可以较好地预测缺口试件的疲劳寿命。

移动荷载下黏弹性半空间体上双层板的动力响应

采用黏弹性半空间体上无限大双层板模型模拟路面结构,通过三重Fourier积分变换得到单位脉冲荷载作用下路面动力响应的Green函数。根据线性系统的叠加原理,利用广义Duhamel积分推导出移动荷载作用下路面动力响应的解析解。采用自适应Simpson法编制了计算奇异、振荡函数的广义积分计算程序,完成了路面动力响应从波数-频率域到时间-空间域的转换。结合算例,对移动荷载作用下路面的振动规律进行研究,讨论上、下层板厚度和板材料的弹性模量对路面动力响应的影响,明确了路面结构的振动特性,研究结果可为路面结构的设计、施工提供理论指导。

含裂纹的矩形截面压电材料反平面问题的应力场和电场

研究了含裂纹的矩形截面的压电材料在平面内电场和反平面荷载作用下的问题。得到了满足拉普拉斯方程、电渗透裂纹面边界条件的位移函数解和电势函数解,从而得到了电场和弹性场的基本解。最后,用边界配置法计算了应力强度因子和能量释放率。结果表明,这种半解析半数值的方法计算简便,而且具有足够的精确性和广泛的应用性。

累积法在确定水工结构物自振周期中的应用

确定水工结构物的自振周期是水工结构设计中的一个重要环节 ,由于大多数实际结构物都比较复杂 ,一般是采用经验公式计算其自振周期。经验公式一般是根据已知的同类水工结构物的自振周期进行统计回归得出的 ,在这方面已经进行了许多的研究 ,提出了许多不同的方法。一般的统计回归方法常常是基于最小二乘法提出的 ,而最小二乘法在实用时也存在着计算不够简便等问题。因此 ,寻找新的方法来估计经验公式中的参数是非常重要的。基于累积法提出了一种估计水工结构物的自振周期经验公式中参数的新方法 ,该方法简便、易行 ,精度也比较高 。

水中有限长功能梯度材料圆柱壳声辐射研究

研究了径向简谐集中力激励下的水中功能梯度复合材料有限长圆柱壳的振动和声辐射问题。从有限长功能梯度材料振动方程出发,利用模态叠加法,推导出了圆柱壳在径向集中力激励下,平面振动平均振速和声辐射效率表达式。通过数值仿真计算了不同梯度指数下圆柱壳的平均振速、辐射功率和辐射效率。为功能梯度材料圆柱壳声辐射的研究提供了一种有效方法。

缓和曲线桥梁的几何计算

结合施工实践推导出的缓和曲线段曲线梁边线长度和坐标的计算公式,可用于缓和曲线梁及其他结构的放样计算。

大跨度干煤棚网壳结构风荷载试验研究

以某热电厂大跨度干煤棚工程项目为背景,根据工程设计和实验研究的需要,对干煤棚这种建筑结构进行了风洞试验.文献中考虑了风向角、堆煤等对风载体型系数的影响,本文还考虑了仰角对干煤棚体型系数的影响.经过对不同工况下各测点的体型系数分析,得出体型系数的极值.考虑到干煤棚形状和不同工况的影响,分别将其表面划分为7段区域和77块区域,得到不利工况下干煤棚表面的分块体型系数,与规范取值对比,并得出结论,其结果可供设计参考.

基于风洞试验成果的大跨度网壳结构优化

以某大跨度网壳结构为研究对象,对建筑结构进行了风洞试验.将风洞试验体型系数结果引入大跨度网壳结构并优化设计.应用复形法建立了网壳结构目标函数,初步拟定网壳结构的网格尺寸、网壳厚度、网壳矢高,以杆件的截面面积为设计变量,杆件的强度和最小截面尺寸为约束条件,并编制了相应的程序,对三圆弧网壳结构外形尺寸进行多种方案的优化设计,比较试验与规范风载体型系数优化结果,为类似网壳结构设计提供参考.

干煤棚结构风荷载风洞试验研究

以干煤棚网壳结构为研究对象,根据工程设计和试验研究的需要,对干煤棚建筑结构进行了风洞试验。考虑风向角、仰角和堆煤等对干煤棚风载体型系数的影响,经对不同工况下各测点的体型系数分析,得出体型系数的极值。考虑到干煤棚结构形状和不同工况的影响,分别将其表面划分为7段区域和21块区域,得到不同工况下网壳结构表面的分块体型系数,横向端部体型系数的正、负值偏大,建议在两端部加肋或增大杆件截面尺寸,并注意加强屋面与干煤棚的连接,以适应不同风向的变化,其结果可供设计参考。

大跨度柱面结构复形法优化设计研究

将复形法引入大跨度双层柱面网壳结构的优化设计中,建立了柱面网壳结构目标函数,以网壳结构的网格尺寸、网壳厚度、网壳矢高为设计变量,以杆件的强度和最小截面尺寸为约束条件,编制了相应的程序,并进行了三圆弧网壳结构外形尺寸多种方案的优化分析,得出跨度为87m三圆弧网壳的最优网格尺寸和最优网壳厚度。

移动随机荷载下沥青路面的动力学特性和参数影响分析

为研究车辆与路面的相互作用机理,采用四自由度二分之一悬架模型模拟车辆系统,以Kelvin地基上无限大双层Kirchhoff薄板模拟沥青路面,建立了车辆-路面-路基相互作用系统。通过Fourier积分变换得到路面动力响应的解析解,考虑路面随机不平度和车辆与路面的相互作用,研究了移动随机荷载作用下沥青路面动力响应的分布规律,进一步讨论了路面不平度、车辆载重、车辆悬架刚度、悬架阻尼、轮胎刚度和轮胎阻尼等参数对沥青路面动力响应的影响,形成了一套车辆对道路破坏性研究的系统化方法。结果表明:提高路面不平度等级、严禁车辆超载、限制轮胎超压、优化悬架刚度和悬架阻尼可有效降低路面的动力响应,延长路面的使用寿命,防止路面早期破坏。研究结果可为避免路面的早期破坏,延长路面的使用寿命提供理论参考。