变桨轴承连接螺栓有限元分析及试验验证

变桨轴承是连接叶片和轮毂的转盘轴承,其寿命直接影响风机的可靠性。通常,变桨轴承的结构设计与优化采用有限元方法,其结果的准确性取决于连接螺栓等效模型的准确性。轴承与叶片和轮毂的连接通过两组百余个螺栓实现,若螺栓连接采用实体模型,则计算量巨大。为此,对螺栓等效模型进行研究,以便在轴承整体模型计算中高效准确得到螺栓组的分布应力。文中分别对采用实体模型、实体无螺纹模型和梁-耦合模型3种螺栓模型的轴承整体有限元模型进行了分析。并设计了载荷工况试验台,将试验结果与有限元结果进行对比分析。结果表明,梁-耦合模型的误差小于7%,在误差允许范围内,且计算效率大大提高,节省了约90%的时间。因此,采用梁-耦合模型能真实等效螺栓连接,为轴承的设计优化提供支撑。

钢-混凝土组合梁抗扭特性研究

通过４根组合梁的纯扭试验，并参考另外已有的４根组合梁的试验结果，讨论了受扭组合梁的破坏形态。根据软化桁架模型理论，通过平衡、变形和协调条件，建立了组合梁抗扭特性分析的方程式，并给出了一种计算组合梁抗扭特性（抗扭强度、扭转角、开裂角、钢筋和混凝土应力、应变等）的简化算法，结果表明：理论值和试验值符合较好，可供组合梁的抗扭设计使用。

双端固支梯形梁压电俘能器机电耦合模型与试验分析

针对环境中的低频振动能量,基于双端固支梁压电结构,建立了梯形梁压电俘能器的机电耦合振动模型,并通过试验对其进行了验证.结果显示,数学模型与试验结果相吻合.当梯形梁结构在1阶谐振(96.85 Hz)状态,且激励加速度2m/s^2时,结构单侧开路输出电压峰值可达44.43V,最大输出功率为6.16mW.另外,双端固支梯形梁结构与矩形梁结构的比较试验结果显示,双端固支梯形梁压电结构可以有效降低谐振频率,输出开路电压较矩形结构提高22.7%,输出最佳负载功率较矩形结构提高33.0%.

空间组合拱桥模型试验测试结果分析

在文献[1]的基础上,对中山一桥模型试验测试结果进行了初步分析.测试结果表明:该桥动力性能较好,无明显的薄弱部位;在恒载及最不利荷载作用下,模型桥梁的挠度、水平位移、应力均在规范允许的范围内,最大水平推力较小,在顺桥向及横桥向均可以实现自平衡,各拱肋刚度是比较匹配的,说明该桥设计构思是科学合理的,总体上是安全的.

静电硅微多折叠梁谐振器设计和试验研究

建立了静电硅微多折叠梁谐振器的横向振动模型,得到了多折叠梁的变形方程和该类谐振器谐振频率的解析表达式。用标准体硅微工艺设计加工出两类共4种该类谐振器,通过试验测定其谐振频率,并用ANSYS软件进行了模态分析。结果表明,该类谐振器谐振频率的理论计算值和ANSYS模拟值与实测值间的相对误差均小于2%,验证了该理论模型的正确性。采用多折叠梁谐振器可以实现低频下大振幅的电能-微机械能的转换。

钢-混凝土简支组合梁的恢复力模型

根据5根不同剪力连接度钢-混凝土简支组合梁在低周竖向反复荷载作用下的恢复力特性试验结果,对不同剪力连接度组合梁的屈服荷载、屈服挠度、极限荷载、极限挠度及平台荷载进行分析,建立简支钢-混凝土组合梁正向加载和反向加载的骨架曲线模型,并提出统一的实用计算公式,根据试验结果,建立简支组合梁的荷载-挠度恢复力模型的滞回规则。

微型硅谐振式力传感器的振动分析

介绍了谐振式力传感器的工作原理,并从理论上和实验上对中科院合肥智能所研制的第一代微型硅谐振梁(3×0.4×0.045mm^3)式测力传感器进行了全面的振动分析,所得结果为其进一步优化设计提供了科学根据。文中使用的实验分析方法,为其它微小物体的动态参数识别提供了一条有效途径。

型钢混凝土空腹叠合梁受剪承载力试验研究

为更加深入研究型钢混凝土叠合梁的受剪机理,提出更为优化的截面形式,该文完成了10个足尺型钢混凝土叠合梁在单调集中荷载作用下的静力试验研究。通过考察剪跨比、截面形式(空腹和实腹)等参数对受剪性能的影响,着重研究了足尺型钢混凝土空腹叠合梁的受剪性能。结合试验结果对各试件的裂缝形态、破坏特征、承载能力、变形等性能进行了分析研究。采用桁架-拱模型并基于变形协调条件将桁架、拱和型钢三者对受剪承载力的作用相结合,建立了适用于型钢混凝土叠合梁的受剪承载力计算方法。结果表明:型钢混凝土空腹叠合梁与实腹叠合梁具有相似的受剪性能和破坏形态,承载力随剪跨比的增大而减小,试件整体性良好;采用JGJ 2016和YB 9082-2006计算的受剪承载力离散型偏大,该文建立的修正桁架-拱模型计算值与试验结果吻合较好。

空间组合拱桥模型试验研究——模型桥梁分析及原型桥梁的设计施工建议

在文献[1,2]基础上,就中山一桥模型试验测试结果与理论计算结果进行了比较,根据试验结果提出了 设计施工建议.使用荷载试验表明:原型桥梁各受力构件截面拟定得比较合理,刚度比较匹配,内力分配比较 均匀,且有足够的安全贮备.模型桥梁的理论计算结果与实测结果的比较表明:实测值与理论计算值吻合较好.

整体预应力板(梁)柱体系抗震性能研究

通过振动台实验和三维有限元分析两种方法, 对整体预应力板(梁)柱体系模型进行抗震性能研究, 介绍了两种方法所得出的主要结论, 并进行了比较, 在此基础上对该体系的抗震性能做出了评价.

装配式群钉组合梁与现浇组合梁对比试验研究

为了研究桥梁工程中装配式群钉组合梁和现浇组合梁在力学行为上的差异,分析混凝土浇注方式、栓钉布置形式对组合梁结构整体受力的影响,采用了装配式组合梁和现浇组合梁对比试验研究,分析了两组不同浇注方式及不同栓钉布置形式的试验梁在宏观本构曲线、破坏形态、钢-混凝土交界面滑移以及截面应变规律的差异;采用考虑混凝土损伤塑性模型和交界面连接差异的有限元模拟分析方法,建立试验梁精细化有限元模型,对比分析了试验梁栓钉Mises应力及栓钉附近混凝土损伤发展规律。结果表明:装配式组合梁和现浇组合梁在宏观本构曲线以及破坏形态上无明显差异;装配式群钉组合梁中钢与混凝土界面滑移初始荷载水平显著低于现浇组合梁,且相同荷载作用下的滑移值较大;现浇梁在大部分情况下近似满足平截面假设,装配式群钉组合梁不满足平截面假设,仅钢梁与混凝土板分别服从平截面假设;相同荷载作用下,装配式组合梁栓钉Mises应力较现浇组合梁提高约20%,其周边混凝土损伤区域集中分布于预留孔区域。该研究结果可为装配式群钉组合梁的设计以及计算提供理论依据。

黏弹性复合材料梁动力学实验建模的研究

以ABS树脂为基材,填充1%～10%的金红石纳米二氧化钛制成纳米复合材料样本系列,搭建了参数激励非线性振动实验系统.采用实验建模的方法,基于非线性增量谐波平衡识别理论,建立了黏弹性复合材料屈曲梁的动力学控制方程.通过数值模拟与实验结果的比较,验证了理论模型和实验系统在定性定量分析上的一致性,并且对一类不同配比成分的纳米复合材料也有很好的适用性.

主动式冷梁热工性能仿真模型及实验验证

以无限空间射流理论和表冷器换热理论为基础,对主动式冷梁的工作原理进行了分析。在假设条件下,建立了诱导送风模型和干工况表冷器换热模型。结合这两种模型,最终建立了主动式冷梁工作模型。在设定的5种静压箱静压值下,对主动式冷梁样品的一次风量、二次风量、水侧换热量等热工参数进行测试。选取诱导比和制冷量两个表征冷梁性能的参数作为标准,对模型理论值与样品实际值进行了一致性与差异性分析,验证了所构建的主动式冷梁模型。

参强联合作用非线性结构动力学实验建模

搭建以L型梁为实验研究对象的参强联合作用多自由度非线性振动实验系统,将增量谐波平衡非线性识别理论运用到实验建模方法中,建立了L型梁的动力学控制方程.通过对不同激励频率和不同响应情况下的数值模拟与实验数据的比较,验证了基于增量谐波平衡识别的实验建模方法对多自由度参强联合作用非线性动力学结构的有效性,以及动力学控制方程的普适性.

栓钉锈蚀钢-混凝土组合梁在负弯矩作用下的力学性能研究

基于受弯性能试验和数值分析,研究栓钉锈蚀钢-混凝土组合梁在负弯矩作用下的力学性能。对5根梁进行试验,其中4根梁采用恒定电流通电加速锈蚀方法(CCAC)使其抗剪栓钉锈蚀,栓钉锈蚀率为0%~40%。加载结果表明:随着栓钉锈蚀率的增加,组合梁抗弯承载力轻微减小,但其抗剪承载力则明显减小。根据试验结果,建立一个新的计算分析模型,以研究负弯矩下栓钉锈蚀组合梁的力学性能。该数值分析模型能够相当准确地预测试验结果。

基于FBG应变传感网络的梁结构振动参数辨识

火箭弹性振动模态实时变化,导致姿态控制系统设计困难。将火箭等效为一维梁模型,提出自适应时域分解方法(ATDD),构建光纤布拉格光栅(FBG)应变传感网络,实时识别模态参数。利用样条插值计算位移模态振型,重构梁振动过程中位移、加速度和角速度信息。搭建梁振动实验平台,采用高速相机和惯性单元(Inertia Measurement Unit,IMU)进行梁位移、加速度以及角速度测量,将其数值与FBG应变传感网络的计算值进行对比,结果表明基于该网络能有效识别振动模态参数,准确重构振动状态,为姿态控制系统设计提供良好基础。

再生碎砖混凝土墙梁结构受力模型试验研究

对再生碎砖混凝土简支墙梁进行承载能力试验,参照GB 50003-2011《砌体结构设计规范》,分析了墙体高跨比、墙体材料对试件承载力的影响。结果表明:再生碎砖混凝土墙梁受力模型为拉杆拱结构模型,承载能力随墙体高跨比、墙体材料强度的增大而提高。设计时应考虑上部墙体和下部托梁的组合作用,再生碎砖混凝土上部墙体承载弯矩80%,下部托梁承载弯矩20%。运用GB50003-2011公式与模型公式进行计算发现,矢高、结构刚度对试件的承载能力有一定影响,这些参数取值至关重要,设计时应引起注意。

剪跨区开圆孔RC梁的破坏形态和初步试验研究

为了降低建筑层髙,在梁腹部开设孔洞供管线通过的方法在工程中已被逐步应用.但迄今仍缺乏对开大圆 孔 T 型 RC梁完善的设计方法及系统化、参数化的试验研究支持.文章介绍了腹部开设单个圆孔的钢筋混凝土梁的 几种较为典型的破坏形态,并对在剪跨区开大圆孔T 形 RC梁开展了初步的试验研究与分析.

水下爆炸球面冲击波作用下船体梁的刚塑性动响应特性

将船体整体结构简化为理想刚塑性等截面直梁,推导了梁上冲击波壁压的理论公式,并对其进行试验修正,给出了修正系数的经验公式。以炸药在船体中部正下方爆炸的工况为研究对象,提出了一种计算船体梁在球面冲击波作用下发生刚体运动或塑性运动的近似理论方法,并通过船体梁模型试验验证了理论方法的正确性,最后利用该理论方法深入讨论了船体梁的塑性运动特性。结果表明:在冲击波作用时间内,船体梁的塑性运动过程是在整体刚体运动的基础上叠加了一个塑性变形转动;相比减小爆距而言,通过增加药量来增大塑性变形的效果要偏小;就舰船整体结构安全而言,适当减小船长比增加船宽会有更好的抗冲击变形效果。

锈蚀钢筋混凝土梁抗剪承载力预测经验模型

该文总结了172组锈蚀钢筋混凝土梁抗剪承载力试验数据,并利用这些数据与现有的锈蚀钢筋混凝土梁抗剪承载力计算模型的预测值进行了对比分析研究,结果表明:现有的计算模型对锈蚀钢筋混凝土梁抗剪承载力的估计是偏于保守的,且离散性较大。该文基于欧洲规范的抗剪承载力公式,考虑锈蚀后钢筋的屈服强度、锈蚀后梁截面有效宽度、箍筋锈蚀对箍筋承担剪力部分的折减、纵筋锈蚀对混凝土承担剪力部分的折减等影响因素,提出了集中荷载下有腹筋梁锈蚀后抗剪承载力经验预测模型,该模型计算值与试验结果吻合较好,为锈蚀钢筋混凝土梁抗剪承载力的预测和评估提供了更有效的计算方法。