薄壁杆件屈曲模态分析的力特征约束有限条法

整体、畸变、局部等基本变形模式的划分是条理化开展薄壁杆件工程计算的必要手段。薄壁杆件的基本变形模式传统上基于简化应力-应变关系,采用变形、应变等几何特征进行定义,不利于因应复杂化应力-应变关系。提出一套完全基于力特征和正交完备性原则的基本模式定义。与广义梁理论和约束有限条法相比,提出的整体、畸变、局部3种基本变形模式关于刚度严格正交,且完整覆盖薄壁杆件全变形域。基于该定义实现了针对薄壁杆件有限条模型的屈曲模态分解和识别。算例表明,提出的基本模式定义和屈曲模态分析方法具有开、闭口和折、曲线形截面的一致适应能力,剪应变和横向伸缩的影响在基本屈曲模式中得到合理表达,曲线形截面薄壁构件具有与多边形截面薄壁构件一致的整体、畸变和局部屈曲机理。

超高性能混凝土板加固足尺钢筋混凝土梁抗剪性能

为进一步研究超高性能混凝土(ultra-high-performance concrete,UHPC)预制板加固钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)梁的抗剪性能,开展了3根足尺RC梁的试验研究,包含1根对比梁和2根UHPC预制板加固梁,关注UHPC板及其内嵌CFRP板条对RC梁抗剪性能的影响。试验结果表明:试验梁均发生受剪破坏,但加固梁的承载力、刚度和延性均明显提高,其中,因内嵌CFRP板条提高了UHPC板的抗裂性能,极限荷载及对应位移分别提高了30.8%和28.5%;螺杆力学锚固发挥了侧向约束作用和销栓作用,在一定程度上提高了UHPC板的贡献。同时,通过建立非线性有限元模型对试验梁进行了数值分析,模拟结果与试验结果吻合度高,表明模型所选的本构关系及相关参数合理,可用于预测UHPC板加固RC梁的全过程受力行为。

下穿铁路便梁条基优化及箱涵顶进技术研究

随着铁路路网的不断完善,市政道路下穿铁路施工环境也随之越来越复杂,难度也越来越大,施工方案的优化对下穿铁路施工控制也越发重要。结合上海软土地区下穿立交顶进施工,详细阐述通过便梁条基数量和破除工艺优化等措施,确保工程安全、优质、高效完成的案例,为后续同类工程施工提供借鉴。

基于单波束条带测深仪的大中型水库水下地形图测绘方法

在大中型水库的水下地形图测绘中,常规方法主要依赖数据高程特征匹配,却常因信号介质差异而引发不可忽视的误差,从而影响测绘精度。为了提升测绘的准确性,本文提出基于单波束条带测深仪的大中型水库水下地形图测绘方法。在大中型水库的水下区域进行单波束条带测深仪的点位高程布设,并基于声速数据差值的计算结果对信号数据误差进行修正。定义水下地形图的深度基准面,在此基础上,将网格化的单波束信号数据进行线性差值,完成高精度的水下地形图的测绘。实验结果表明:本文所提方法应用后得出的测绘结果,表现出的地形极点差异度较小,测绘精度较高,满足了大中型水库在建设与运维过程中的高精度测绘需求。

掘进巷道过大断层区支护技术

基于阜生煤矿1306运输顺槽掘进过DF7大断层期间围岩出现严重失稳现象,造成顶板支护难度大、破断率高、巷道掘进速度慢等问题,通过技术研究,对原顶板锚杆(索)支护进行合理优化,提出了“桁架锚索+梯形梁钢带+π型钢棚”联合支护技术。通过实际应用效果来看,大断层区支护优化后控制断层牵引导致围岩破碎、下沉现象,锚杆(索)失效率由原来的13%降低为4%,巷道过断层区掘进速度提高至4.8 m/d,取得了显著应用成效。

条带充填绿色开采回收压覆煤炭资源支巷宽度研究

以山西三元煤业3号煤条带充填工作面为工程背景,基于固支梁理论模型,分析了条带充填开采支巷顶板的变形与受力特征;并采用数值模拟方法揭示了循环间隔条带充填开采支巷间的相互作用及支巷围岩的塑性区分布特征,综合理论解析研究结果并结合三元煤业充填工作面实际条件,确定多轮循环间隔条带充填开采支巷的合理宽度为5 m;最后,通过工程实践验证了支巷宽度的合理性,实现了压覆煤炭资源的安全采出,促进了三元煤业的绿色可持续开采。

基于双面平行带线的全空间扫描漏波天线

为了实现从后向端射到前向端射的连续波束扫描天线,该文基于双面平行带线结构提出了一种具有全空间扫描能力的漏波天线。天线单元由双面平行带线传输线和一对反向加载的开路枝节组成,两个开路枝节分别位于传输线的上导带和下导带。加载的反向开路枝节等效为一个偶极子,使得天线单元具有全向辐射性能,作为整个全空间扫描漏波天线的基础单元。为了抑制周期漏波天线中的开阻带问题,又在天线基础单元上加载了一对平衡槽以实现频率平衡条件,还加载了一对匹配槽以匹配周期结构的阻抗。最后实现了一款天线原型,经仿真与实验验证,该天线能够在7.6 GHz到14.0 GHz的频率范围内,实现从后向端射,经侧向辐射,然后到前向端射的全空间扫描能力。

粘贴竹片加固木梁的研究

木结构使用功能变更或使用荷载增加均可能导致木梁受弯承载力不足,需采用措施进行加固。共进行了6根木梁采用竹片加固的对比试验研究,其中3根为对比试件,3根为粘贴竹片加固木梁试件。研究结果表明:粘贴竹片加固木梁受弯承载力可提高48.0%～83.1%,平均提高69.5%;同时破坏位移亦有所增加。加固木梁跨中截面仍基本符合平截面假定;在相同荷载作用下,加固木梁受拉边缘拉应变和受压边缘压应变明显小于对比试件;不同位置竹片随荷载增加时的应变变化基本一致,且应变值相近。粘贴竹片加固木梁是一种低碳高效的加固技术。

100 MeV强流质子回旋加速器剥离靶驱动控制系统研制

100MeV强流质子回旋加速器(CYCIAE-100)加速负氢离子,引出系统为电荷交换方式的双向剥离引出系统,剥离靶是引出系统的核心装置。剥离靶系统四维联动定位精度要求高。为满足剥离靶驱动控制系统要求,采用了PLC控制驱动电路,读取位置反馈信号,对运动控制形成负反馈闭环的控制方法,实现了引出系统的各项运动控制要求并达到了设计指标。经调试,该加速器于2014年7月首次成功引出75～100MeV质子束流,引出效率达99%以上。剥离靶驱动控制系统经加工调试,满足引出系统的各项技术要求,目前已投入运行2a,可靠性得到了验证。

HLS直线加速器条带束流位置检测器基于对数比方法的标定

对合肥光源(HLS)直线加速器(LINAC)的束流位置测量系统进行改造,设计并加工了非拦截型、高精度的条带电极束流位置检测器(Beam Position Monitor,BPM)。安装前,通过定位精度小于5μm的电控位移平台,采用具有更大动态范围和线性度的对数比而非传统的差和比的处理方法,对条带束流位置检测器进行标定。本文介绍了标定平台、对数比处理系统以及自动控制标定程序,给出了基于对数比方法的标定结果。该条带电极束流位置检测器的水平方向和垂直方向的灵敏度分别为1.55 dB/mm和1.48 dB/mm,束流位置分辨率为42μm,电中心相对于机械中心的偏差为(0.212,0.450)mm。

凝汽器管板梁带模型端部载荷的计算方法

凝汽器是热电站的主要辅机设备之一,其管板的结构和受力都非常复杂。为了准确分析端部载荷对管板强度的影响,根据凝汽器结构特点,改进了梁带计算力学模型。根据管板受力情况,计算分析得到梁带模型端部载荷(端部力和端部弯矩)的表达式,然后分别通过Heat Exchange Institute(HEI)标准和根据圆弧性水室的特点及凝汽器结构特点求解出端部载荷,再利用矩阵位移法求解出管板梁带受力情况,最后通过某电站实例来验证端部载荷算法的正确性。结果表明:方法能正确计算梁带模型端部载荷,为管板的强度设计提供了一套解决端部载荷的方法,具有工程实际意义。

轧制工艺对CSP线热轧汽车用高强钢板组织特征的影响

研究了薄板坯连铸连轧（CSP）工艺生产高强度汽车用大梁板的工艺控制参数与力学性能和显微组织间的关系．根据柔性工艺控制的指导思想，在珠钢电炉CSP流程下实现了生产不同级别高强度钢板的柔性轧制工艺．利用扫描电镜和透射电镜研究了其组织和强度差异产生的原因．研究表明，钢板最终组织为多边形铁素体和少量珠光体组成，平均铁素体晶粒尺寸约为3．7～5．6μm；当降低卷取温度，部分渗碳体已破碎成细小的碳化物粒子分布于铁素体基体上，钢板中有少量贝氏体出现．

CSP流程铌微合金化热轧钢带的研制

通过对薄板坯高温变形奥氏体再结晶和未再结晶区变形的有效控制 ,在包钢 CSP生产线上成功地解决了含 Nb钢的混晶问题。利用 Nb、Ti复合微合金化技术成功地开发了汽车冲压结构用高强度钢带 QSt E380 TM。分析表明 ,开发的含 Nb钢带具有优异的韧性和成形性能 ,其性能完全满足汽车车箱纵梁。

粘钢加固RC梁剥离破坏研究现状

粘钢加固法具有施工便捷、可大幅度提高构件刚度和承载力等诸多优点,但是板端的剥离破坏会极大的限制粘钢加固法的应用。文章在阐述粘钢加固钢筋混凝土梁剥离破坏机理基础上,通过对比前人研究成果,总结出影响粘钢加固RC梁剥离破坏的因素,并对各个影响因素进行了详细的分析,最后对未来发展趋势进行了展望。

预应力钢带加固RC框架节点抗震性能试验研究

在对现有节点加固技术分析研究的基础上,该文提出预应力钢带加固RC梁柱节点技术。为验证预应力钢带加固技术的有效性,对4个预应力钢带加固试件和1个未加固试件在水平低周反复荷载作用下的抗震性能进行了试验研究。研究节点核心区钢带间距、邻近核心区的梁端钢带间距和预应力钢带加固位置对加固后节点抗震性能的影响,并对各试件的破坏形态、滞回性能、耗能和延性性能等抗震性能指标进行分析。试验结果表明:预应力钢带能有效抑制节点核心区裂缝的开展,减小节点核心区的剪切变形,提高节点核心区抗剪承载能力,实现破坏位置和破坏形态的改变,加固试件的破坏形态由未加固试件的梁端弯曲-节点剪切破坏变为梁端弯曲破坏,加固后试件的承载力、耗能、延性和刚度退化等抗震性能指标均有明显提高。

墙下条形桩基承台梁与单排桩协同工作分析

利用结构力学基本原理,分析了墙下条形桩基承台梁与单排桩协同工作效果,指出单排桩承载力计算和条形桩基承台梁计算应考虑协同工作的因素.

惯性边界下带钢的非线性振动分析

根据连轧机轧制过程中带钢与轧辊的运动机理,将相邻两机架间的带钢简化为轴向运动的Euler梁,轧辊简化为定轴转动的惯性元件,建立Euler梁在惯性边界下的非线性振动力学模型。基于哈密顿原理建立轴向运动Euler梁的纵向和横向非线性振动微分方程,利用Kantorovich时间平均法简化运动方程和边界条件,并采用修正迭代法求解运动方程。最后通过数值计算获得了Euler梁非线性振动的幅频响应曲线,并讨论惯性边界条件下的轴向运动速度、长度和轧辊的转动惯量对Euler梁振动特性的影响。研究结果可为控制和分析连轧过程中带钢垂直振动提供重要的理论参考。

装配整体式双肢剪力墙连梁抗震性能试验研究

为研究装配整体式连梁的抗震性能,完成了2个两层装配整体式双肢剪力墙试件的拟静力试验。2个试件的几何尺寸相同,配筋基本相同,区别在于组成连梁的一层预制窗上墙、后浇带与二层预制窗下墙之间,试件A采用单排钢筋套筒浆锚连接,试件B无此连接。试验结果表明:2个试件的破坏形态相同,为连梁端部形成塑性铰,以整体弯曲破坏为主,连梁后浇带与二层预制窗下墙相对错动,连梁整体有剪切斜裂缝;2个试件的承载能力、刚度基本相同,极限位移角都大于1/90。装配整体式连梁是否采用钢筋套筒浆锚连接,其抗震性能均满足要求。

宽扁梁楼盖结构计算方法

借鉴ACI规范中板带分析方法 ,利用有限元法对竖向荷载作用下的宽扁梁楼盖进行了探讨 ,获得了梁在柱上板带中弯矩比例和柱上板带弯矩分配系数随梁宽、梁高、板厚、区格跨度及柱截面大小的变化规律 .通过分析弯矩分配系数随梁相对抗弯刚度因子的变化特征 ,发现柱上板带弯矩的分配不能像ACI规范中只考虑梁的相对抗弯刚度因子及两向跨度比两个参数 ,梁宽对于宽扁梁结构也是一个很重要的变量 .基于以上分析 。

基于失效概率法的桥梁地震风险评估

为了研究地震破坏下高速铁路连续梁桥发生破坏的可能性,根据地震风险性(risk)为地震危险性(hazard)与易损性(fragility)乘积的定义,基于失效概率法,对高速铁路连续梁桥地震风险评估方法进行了分析.通过条带法建立桥梁地震需求模型,基于可靠度函数获得桥梁地震易损性曲线,拟合得到桥梁易损性概率密度函数;根据桥址处地震危险性资料,推导桥址处地震加速度概率密度函数;通过地震加速度概率密度函数与桥梁结构易损性概率密度函数的数值积分,实现桥梁地震风险概率评估.以一座(32+48+32)m高速铁路连续梁桥为例系统演绎了失效概率法桥梁风险评估的实现过程.研究结果表明:当地震危险性资料缺乏或不足时可以通过地震烈度分布函数及其与地震峰值加速度之间的换算关系,推导和完善地震危险性分析资料;对于高速铁路(32+48+32)m连续梁桥100年设计期间内发生轻微损伤的概率为5.16%,发生中等损伤的概率为4.46%,桥梁受到轻微损伤和中等损伤风险概率接近,几乎不可能发生严重损伤和完全破坏.