一种新形式大跨度拱形梁屋面简析

拱形结构作为一种传统的建筑结构形式,在建筑、桥梁等工程领域得到广泛应用。传统的双层屋面板拱形结构采用先张法预应力双层板形式:下层板为平板,承受拉力;上层板为拱形板,承受压力。但受限于先张法施工方法以及预应力筋等因素,跨度受到了一定的限制,难以实现更大跨度。本文以传统的双层拱形板屋面为基础,结合更高强度的预应力钢筋、混凝土以及后张拉施工方法,探讨了一种更大跨度的拱形梁屋面的设计方案。

电枢力作用下的电磁发射导轨及壁板的变形与应力分析

本文将电磁轨道发射装置的发射导轨及壁板简化为双层弹性地基梁。当电枢位于发射状态的某一位置时,在电枢接触力的作用下,建立了发射导轨及壁板的微分平衡方程。应用"影响函数"法,得到了双层梁位移和应力的解析解。通过算例,对发射导轨及壁板的变形和应力进行了分析,并将计算结果与ANSYS的分析结果进行了比较,相互佐证了解的可靠性。本文的研究结果可为电磁发射装置构件的强度、刚度设计提供依据。

电磁发射装置轨道及壁板的物性参数选择对其力学性能的影响

通过将方口径电磁轨道发射装置的发射轨道和壁板简化为有限长双层弹性基础梁,结合双层梁的力学平衡方程和"广义克雷洛夫函数",导出了轨道(上梁)及壁板(下梁)在电磁力和电枢对轨道接触力的作用下的挠度解析表达式。结合算例,讨论了在工作状态下,轨道和壁板的材料性能参数、几何参数等,对其变形和应力状态带来的影响。研究结果可供方口径电磁轨道发射装置的参数选择、优化设计及动力分析打下基础,且可供航空、航天、船舶工程、土木工程中的相关设计计算参考。

爆轰产物冲击带破口双层板结构内板壁压研究

针对水下接触爆炸条件下爆轰产物冲击带破口双层板内板壁压载荷特性不清的问题,开展了理论和试验研究。将舱外附着气泡和爆轰产物气柱射流的演化过程分为3个阶段:1)气泡膨胀和爆轰产物从破口随进过程;2)爆轰产物形成气柱射流并在结构内运动过程;3)爆轰产物气柱射流冲击结构内板过程,构建了爆轰产物气体破口随进动力学方程组,给出了爆轰产物气体在结构内部运动时速度和密度的衰减规律,建立了爆轰产物冲击带破口双层板结构内板壁压的理论计算模型,并且分析了药量、破口半径和舱室宽度对气泡运动和内板壁压的影响规律。同时,开展了带破口双层板结构的水下接触爆炸试验,采用高速摄像拍摄了气泡和爆轰产物气柱的运动演化过程,测量获取了爆轰产物气柱射流作用在内板上的壁压时程。结果表明,壁压峰值和冲量的理论计算结果与试验测量结果的偏差分别为-5.84%和9.71%。理论计算模型精度满足工程应用要求,可为舰船结构的毁伤评估和抗爆设计提供理论基础。

方口径电磁轨道发射装置参数选择对系统动态响应的影响

将方口径电磁轨道发射装置的导轨及壁板在发射状态下的力学分析简化为在集中荷载和均布荷载同步作用下双层弹性地基梁的动力响应问题,在建立双层弹性基础梁的动力学平衡方程的基础上,依据边界约束条件设定振动模态,得到了导轨(上梁)和壁板(下梁)的动位移和动应力的解析解,并通过算例分析了不同的结构参数、材料参数及运动参数对导轨和壁板动态响应的影响。结果表明:导轨宽度及厚度、壁板厚度、上下梁之间支撑的弹性常数、发射速度的变化对系统动态响应的影响较大;导轨和壁板的弹性模量、壁板宽度、导轨和壁板的密度、下梁与地基间的弹性常数的变化所带来的影响较小。研究结果可为方口径电磁发射装置的动特性分析和结构设计提供依据。

双层泡沫铝夹芯板抗冲击性能数值研究

泡沫铝材料具有轻质高强和吸能比高等特性常用于抗爆结构。为研究双层泡沫铝夹芯板在冲击荷载下的动力学响应,建立TNT炸药-双层泡沫铝夹芯板-空气的三维有限元模型,采用ALE多物质流固耦合算法分析双层泡沫铝板在冲击荷载作用下的弹塑性变形机理、能量吸收特性。研究结果表明:在相同加载条件下,双层泡沫铝夹芯板要比单层泡沫铝夹芯板有着更强的抗冲击性能;随着面板厚度的增加,泡沫铝板在冲击荷载作用下的塑性变形明显减小,结构的整体安全性增加,但是整体吸能缺减小;上层面板与上夹芯层占结构总吸能较大;正梯度板结构要优越于相同厚度的面板结构,为设计优质抗冲击双层泡沫铝板提供参考依据。

悬臂式电磁发射导轨及壁板在发射状态下的强度分析

为进一步研究电磁炮的模型理论,建立了方型电磁发射装置的双层弹性基础悬臂梁模型。简化导轨和壁板为上、下梁,用解析法求解其在工作状态下的动态响应,并使用数值法求解与之比较。研究结果显示:解析法和数值法的计算结果较为吻合,解析法的可靠性在一定程度上得到了验证;双层弹性悬臂梁动态响应的最大值发生在距起始位置0~0.5 m范围内,且上梁的响应比下梁的大。研究结果可为电磁炮的强度分析以及设计提供一定参考。

Mg/Al-LDHs纳米阻燃剂的制备及其在饰面人造板中的应用

人造板属于易燃材料,其燃烧往往是引起火灾的主要原因,对居住环境安全有极大的威胁。研究开发新型阻燃剂,对有效降低人造板的燃烧速率、降低火焰传播速度和减少人造板在燃烧过程中产生的有害烟气等具有重要的意义。以六水合硝酸镁和九水合硝酸铝为原料,采用共沉淀法制备Mg/Al层状双金属氢氧化物(layered double hydroxides,LDHs),对其结构和热稳定性进行表征,然后将其与三聚氰胺甲醛树脂复合,并将复合物应用于饰面人造板中,研究其对板材力学性能和阻燃性能的影响。结果表明:所合成的LDHs结晶度较高,尺寸达到纳米级别,且具有良好的层状结构;与空白样相比,添加7%LDHs阻燃剂的饰面刨花板点燃时间延长3s、热释放速率峰值降低6.80%、有效燃烧热峰值降低7.48%、释热总量降低9.97%、二氧化碳产率峰值降低4.62%、一氧化碳产率峰值降低44%,起到了一定的阻燃抑烟效果。

微穿孔板简化仿真方法在双层微穿孔结构中的应用

为解决微穿孔板消声结构声学仿真计算过程中,微孔给有限元网格划分带来的困难,采用两种不同的简化方法模拟微穿孔板.其一将经典微穿孔板吸声结构理论与传递导纳法相结合,通过在穿孔板内外表面定义一组传递导纳系数表示微穿孔板;其二则计及板材料性能对吸声特性的影响,将微穿孔板转化为等价的多孔材料模型.分别运用这两种微穿孔板简化仿真方法对某高频双层串联微穿孔板消声器的传声损失进行仿真计算,并与阻抗管实验测试结果进行对比.结果表明,两种微穿孔板简化仿真方法均适用于双层微穿孔结构,且能准确有效地预测其声学性能.

不同加筋双层板结构隔声特性的理论、仿真及试验研究

针对双层板结构隔声性能的分析,很少有对比不同加筋双层板和空腔双层板隔声性能差别的。首先分析了夹层为空腔的双层板隔声特性。通过理论、仿真和试验相结合的方法确定选用仿真分析方法的准确性,然后对夹层分别为波纹加筋板和正交加筋板的双层板结构进行隔声特性的分析。对波纹加筋双层板分析时,对比了"全耦合模型"、"声透明模型"和"无内部声腔模型"三种模型隔声曲线的区别。结果表明,三种模型计算的隔声曲线吻合很好;因而可以用"无内部声腔模型"计算。通过对比空腔、波纹加筋和正交加筋双层板的隔声曲线,发现内部加筋对双层板的隔声性能有很大的影响;因而研究了声桥对双层板隔声的影响。结果表明,声桥刚度越大,在频率低时,能抑制两板的共振,增加隔声量;而在频率高时,反而会降低板结构的隔声量。

双层串联微穿孔板吸声体吸声特性研究

单层微穿孔板的吸声频带较窄,采用双层串联微穿孔板结构可进一步拓宽其吸声频带,但由于双层串联微穿孔板结构的吸声曲线中两个波峰之间有很大的下降趋势致使整体吸声系数有所降低,故采用传递函数法建立双层串联微穿孔板吸声体理论模型,分析两层穿孔板的穿孔参数和板后空腔改变时结构整体吸声系数的变化,并通过与COMSOL中所建模型的计算结果相对比进行验证,比选确定合适的结构参数,使其在拓宽吸声频带的同时保持其在吸声频带内的吸声系数均较大,得到较优的吸声效果。

双层微穿孔板双向吸声系数分析与优化

相比单层微穿孔板,双层微穿孔板具有吸声频带更宽,吸声效果更好等优点。本文利用传递矩阵法求解双层穿孔板结构的正反向吸声系数,并用有限元仿真验证理论模型的可行性。分析讨论了结构前后板参数变化对结构整体的双向吸声系数影响,应用遗传算法计算得到了结构板双向吸声系数最优解,为微穿孔板吸声结构的应用及发展提供参考。

爆炸载荷下双层梯度夹芯板的抗爆性能

为了深入分析芯层尺寸参数对夹芯结构在爆炸载荷下抗爆性能的影响,在纤维增强三层蜂窝夹芯板基础上,采用实验和数值模拟方法,研究了纤维增强铝合金面板和铝合金蜂窝芯层复合而成的双层梯度夹芯板,在爆炸载荷作用下的动力响应。首先分析了实验中双层梯度夹芯板的变形失效模式:整体的塑性大变形,中心区域前面板的破坏及芯层压缩屈曲,中心区域前面板及芯层的贯穿失效;其次通过数值模拟手段在下芯层几何尺寸不改变的情况下,研究了上芯层孔边长和壁厚的变化对结构抗爆性能的影响。研究结果表明:保持结构质量一致的情况下,上下芯层孔边长一致的试件具有较好的抗爆性能;保持上下芯层孔边长一致的情况下,上下芯层相对密度比值在3∶1左右时,结构具有最优的抗爆性能。

大场馆双层双曲幕墙BIM技术施工应用的探讨

随着幕墙行业的飞速发展以及人们对建筑美学的更高追求,建筑幕墙特别是大场馆幕墙的结构和造型越来越复杂,为工程施工带来了更多的难题。针对福州奥林匹克体育中心游泳馆双层双曲幕墙现场施工中遇到的技术难题,通过对现场问题的实际考量,从龙骨安装和面板开料两个方面入手,总结出一套采用BIM思维解决问题的比较完善和创新的施工工艺流程。

金属屋面围护系统双层防水设计及其应用

大型公共建筑设计实践中,屋面防水的构造设计也在逐步优化。本文以成都天府国际机场金属屋面设计研究方案为例,阐述大型公共建筑金属屋面工程一种刚柔结合、双层双道防水的金属屋面设计思路,为金属屋面系统防水构造的进一步优化提供一种参考。

钢吊车梁设计中应注意的一些问题

对吊车梁的支座连接构造设计及双层翼缘板焊接工型吊车梁的某些受力特征等进行详尽论述,可作为吊车梁设计时的参考。

发泡铝板与双层防水构造技术在三线建设博物馆建筑外围护上的应用

以位于贵州六枝原地宗矿洗煤厂的三线建设博物馆接待中心项目为列,介绍了一种适用于金属屋面、铝板幕墙的新型装配式金属板块技术,其特点是整体板块既有内、外装饰性,又满足各项外围护结构所需要的物理性能要求;板块之间利用错位式双层防水构造技术解决了建筑外围护由于板块变形所引起的防水难题。同时还介绍了一种新型装饰材料——金属发泡铝板在建筑外围护上的应用及其效果。

钢-超轻质高韧性橡胶集料混凝土双层夹芯组合板抗多次冲击性能

钢板-混凝土夹芯组合结构可以充分发挥钢材的抗拉性能和混凝土的抗压性能,在冲击荷载下表现出优异的抗冲击性能。采用研发的超轻质高韧性混凝土(ULHDCC)中掺入橡胶粉制备超轻质高韧性橡胶集料混凝土(RULHDCC),并提出采用混合剪力连接件的多层钢板-混凝土夹芯结构,分别从材料和结构角度提升组合板抗冲击性能。通过落锤冲击试验研究发现,夹芯组合板在多次冲击荷载下表现出明显的冲切破坏模式。参数分析表明:采用双层夹芯板和混合剪力连接件可降低结构的冲击破坏程度;增大连接件间距和橡胶粉掺量能提升结构的耗能能力。采用LS-DYNA有限元分析软件对双层组合板的落锤冲击试验进行数值模拟,将多个落锤从不同间隔高度同时下落冲击组合板来模拟多次冲击作用,该方法能够较好地预测多次冲击下夹芯组合板的动力响应。

双层板内插微穿孔板的隔声性能

提出一个在双层板内插入微穿孔板的隔音结构,微穿孔板与双层板平行,把双层板间的腔体一分为二.对结构建立全耦合的数值模型,微穿孔板与双层板均为有限大板,考虑边界条件,计算得到结构的声传播损失.通过实验对所建立的全耦合数值模型进行验证,计算结果与实验结果符合较好.对微穿孔板的位置、穿孔率、板厚以及微孔孔径进行数值计算研究.计算结果表明：相对传统的双层板或者无微穿孔板的三层板结构,内插了微穿孔板的双层板结构在低频的声传播损失效率有所提高;通过适当的微穿孔板参数设置,该结构可以在低频达到较好的隔声效果.

隔膜抽气泵排气噪声控制研究

为降低某隔膜抽气泵的工作噪声,对其噪声特性进行了试验研究,通过分析确定排气噪声为其主要噪声源;为满足排气背压损失小、消声量高、消声容积小的要求,采用了双层串联微穿孔金属管结构进行消声器的设计。对设计的3种不同方案的消声器的试验测试结果表明,该结构消声器能够使排气噪声降低8dB(A)以上,并使得整体噪声降低到设计目标。