复合材料曲面帽形加筋壁板在内压-轴压联合载荷下的屈曲及承载性能

为研究碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)曲面帽形加筋壁板在内压-轴压联合载荷下的屈曲及承载性能,对7长桁、4框的复合材料曲面帽形加筋壁板进行了试验研究。结果表明,内压能提高复合材料曲面帽形加筋壁板轴压屈曲载荷,联合载荷试验中加筋壁板破坏前无屈曲。以复合材料扁壳线性稳定性理论为基础,采用瑞利-里兹法和Kirchhoff假设得到了复合材料曲面加筋壁板在侧压、轴压、内压-轴压联合情况下的屈曲载荷解析表达式,并针对复合材料曲面帽形加筋壁板的结构特点和破坏模式提出一种在内压-轴压联合载荷下轴压破坏载荷的工程估算方法。将解析表达式和工程估算方法的计算结果与试验结果进行了对比,结果表明,解析表达式和工程估算方法与试验结果吻合,表明轴压、内压-轴压联合情况下的屈曲载荷解析表达式能用于屈曲载荷的预测,工程估算方法结构形式简洁,便于在复合材料曲面加筋壁板的设计中应用。

快速傅里叶变换与泽尼克模式拟合的条纹投影面形恢复算法

针对条纹投影偏折法中需要多次迭代进行面形恢复,提出一种结合快速傅里叶变换(FFT)算法与泽尼克(Zernike)模式拟合的算法(FFT-泽尼克)。数值仿真结果表明,直接使用泽尼克模式拟合,需要迭代15次,用时1min以上,而使用FFT-泽尼克算法,迭代5次已收敛到理想精度。在保证计算精度在纳米量级的情况下,计算时间也缩短了近2/3。

考虑缆索约束的多塔悬索桥中塔顺桥向基频近似算法

将多塔悬索桥的中塔当作底部固定、顶部受到主缆弹性约束的结构,在Rayleigh能量法和Southwell's频率合成法的基础上,推导了受到主缆约束的桥塔结构振动基频近似计算表达式。以成桥后的泰州大桥中塔为例,测试了其环境激励下的自振基频,并对环境激励下桥塔的自振基频与其理论计算结果进行了对比分析。结果表明:该基频表达式不仅可在设计阶段预估桥塔的振动特性,还可在桥梁运营期通过频率测试来识别塔顶的顺桥向抗推刚度。且计算基频与实测值的误差为4.46%～5.48%,在可接受范围。该算法不仅适用于各种复杂截面多塔悬索桥中塔,也适用于挂线的输电塔等工程结构。

复合荷载作用下简支钢梁弹性弯扭屈曲研究

为建立复合荷载作用下简支钢梁弹性弯扭屈曲的设计理论,提出不同类型、不同作用点的横向荷载和不等端弯矩共同作用下的弯扭屈曲总势能方程。采用Rayleigh-Ritz法推导复合荷载作用下临界弯矩Mcr的通用计算式及系数(参数)C'1、C'2a、C'3的计算式,并得到复合荷载作用的C'1、C'2a、C'3与单一荷载作用的系数C1、C2、C3的关系。采用RayleighRitz法推导临界荷载的通用计算式,并通过数值算例验证其正确性,最后分析钢梁自重对弯扭屈曲临界荷载的影响。研究表明:复合荷载作用下的临界弯矩Mcr通用计算式可完全采用单一荷载作用下的Mcr通用计算式表示;钢梁自重对其弯扭屈曲临界荷载的影响较小,计算中可忽略不计。