大跨度悬索桥多对刚性中央扣受力性能研究

中央扣对改善大跨度悬索桥动力特性、短吊杆弯折、主梁纵向位移等具有显著作用,但现有文献少见对中央扣自身力学行为的研究。该文以中央扣为研究对象,通过力学方法推导了中央扣侧移刚度的计算公式,通过敏感性分析确认了杆身倾角α以及杆身轴向刚度j是影响中央扣侧移刚度的主要因素;对设置多对刚性中央扣的情况进行了研究,因主缆与中央扣杆身轴向刚度相差不大,主缆对多对中央扣协调受力影响较大,中央扣与主缆组成串、并联弹簧体系,受力分配更加复杂,可通过调整杆身倾角及杆身轴向刚度,设置具有不同侧移刚度的多对中央扣以实现协调受力。

基于PFC2D的缓倾顺层滑移-溃曲型岩质滑坡破坏机制分析

川东红层地区岩层倾角通常较缓,在缓倾顺向斜坡上出现了一种较为特殊的滑移-溃屈变形破坏形式。相对于缓倾岩层的顺层滑移,其破坏、受力和变形显得较为复杂。本文在分析兴浪坡滑坡变形模式的基础上,基于PFC2D软件对其进行破坏过程及微观力学分析。结果显示:受川东宽缓褶皱影响滑坡所处地形呈上陡下缓的特点,岩层变缓和老滑坡堆积造成的应力集中是斜坡发生滑移-溃曲的原因。变形破坏模式解析其分为滑移-弯曲鼓胀、强烈弯曲-隆起和滑移-溃屈破坏3个阶段。模型破坏云图位移显示滑坡中部监测点2位置存在应力集中导致的岩体错断和剪断特征,与实际调查相符合。滑坡中部溃曲处在滑动前主要表现为压应力集中,当应力集中到一定程度,岩体沿着层面或破碎带剪切贯通,形成滑移-弯曲-溃曲变形模式。研究结果对于其他类似边坡的稳定性评价和识别具有参考意义。

河海大学新校区图书馆SRC斜柱-BRB组合转换结构抗震设计

河海大学新校区图书馆外立面下部为一圈波浪形转换斜柱,上部为普通框架,整体结构下刚上柔,属于规则性超限高层建筑。采用RC框-剪结构时,小震、中震弹性计算所得结构各项指标均可满足规范要求,但大震弹塑性时程分析结果显示,楼板和剪力墙均出现了重度损伤。通过研究抗侧力构件各楼层剪力变化,发现刚度突变导致上部楼层水平地震作用放大,剪力墙地震作用通过楼板向转换斜柱转移,是导致结构重度损伤的主要原因。通过对比分析,最终采用外立面为SRC斜柱-BRB组合转换结构,内部为RC框架-BRB支撑结构的混合结构方案,所选结构与RC框-剪结构相比,中震弹性分析时,薄弱部位的楼板剪力减小约25%,大震弹塑性时程分析时,由于BRB屈服耗能,薄弱部位楼板剪力减小约66%,整体结构仅发生轻度损伤。按超限高层建筑性能设计的要求,对结构进行各地震作用水准下的受力分析,结果表明,该结构抗震性能良好。

Analytical solution for upheaval buckling of shallow buried pipelines in inclined cohesionless soil

Upheaval buckling of pipelines can occur under thermal expansion and differential ground settlement.Research on this phenomenon has usually assumed the pipes are buried in horizontal ground.For long-distance transmission pipelines across mountainous areas,the ground surface is commonly inclined.Based on the Rankine earth pressure theory and Mohr-Coulomb failure criterion,analytical formulae for calculating the peak uplift resistance and the slip surface angles for a buried pipe in inclined ground are presented in this paper.Analyses indicate that the slip surfaces in inclined ground are asymmetric and rotate towards the downhill side.Under a shallow burial depth,the failure plane angle is highly impacted by the ground inclination.When the embedment ratio(H/D)is more than 4,the influence of the ground slope on the failure plane angle is negligible.The peak uplift resistance reduces in inclined ground,especially when H/D is less than 1.Finally,a simple equation considering the impact of ground inclination is proposed to predict the peak uplift resistance.

轴套盖内环槽抽芯机构及注塑模具结构设计

结合某轴套盖塑件圆筒特征上内侧带带环形内槽、外侧带凸筋的结构特点,设计了能实现产品自动化注塑生产的4次分型、2次顶出的点浇口多板模具;针对环形内槽特征设计了六面体T形槽差速驱动的内环抽芯机构,并对机构运动的几何参数关系进行了机构运动建模分析,给出了具体的运动参数关系式;针对外环上凸筋构成的倒扣,采用了顶杆驱动、导向块T形槽导向的"肘形"斜顶机构。结果表明,模具结构设计合理,机构设计简单可靠。

斜井中钻柱的稳定性研究

利用弹性杆的大变形理论,在拖带坐标系下建立了斜直井孔约束下钻柱的平衡微分方程。为了比较端部不同约束对钻柱屈曲行为的影响,分别采用两端铰链支承和一端滑动固定、一端铰链支承模型对钻柱的控制微分方程进行了级数求解,并用迦辽金方法在空间域内加权消残,得到了屈曲发生时无量纲的结构参数与井孔几何参数之间的关系,并绘制了相应的分岔值曲线。研究结果表明,随着井斜角的增加和井孔视半径的减小,钻柱发生屈曲的临界载荷亦越来越大。得到的分岔值曲线对于预测钻柱屈曲行为的产生具有一定的参考意义。由于两个模型给出几乎相同的分岔值,说明控制斜直井孔内钻柱屈曲行为的主要因素是井壁的侧向约束,而端部不同边界条件的影响可以不计。

侧边加劲波纹钢板墙弹性剪切屈曲分析

结合两边连接及波纹钢板的优点,提出一种新型的侧边加劲波纹钢板墙。建立了侧边加劲波纹钢板墙的有限元精细化分析模型,采用有限元软件ANSYS对其进行抗剪屈曲分析,推导了波纹钢板墙的弹性抗剪屈曲强度。研究了墙板参数、波纹参数及加劲肋参数对屈曲模态和抗剪屈曲承载力的影响规律。研究结果表明,所提出的波纹钢板墙,其抗剪屈曲承载力较平钢板墙显著提高;在不同的参数下具有整体屈曲和局部屈曲两种不同的屈曲模态;其临界剪切屈曲应力值随跨高比的增加而大致保持不变,随高厚比的增大而逐渐减小,随波纹倾角及子板宽的增大皆先增大后减小。因此,实际工程应用中应合理选择波纹钢板墙参数,以避免发生局部屈曲而导致角部连接失效以及不稳定承载,从而使之具有较大的弹性屈曲承载力,更好地发挥钢材的强度和延性。

井斜角与摩擦对连续油管正弦屈曲的影响研究

为了避免连续油管井下屈曲行为的产生,进而导致井下作业事故,开展了井下管柱正弦屈曲行为的研究。根据最小势能原理建立了一个复杂的井下管柱正弦屈曲模型。在考虑摩擦的情况下,构建了斜井中的管柱屈曲微分方程组。通过对屈曲微分方程组进行无量纲化处理,使方程组能独立于井下泥浆、井眼尺寸和管柱形式而存在。最后,采用虚功原理研究了摩擦与井斜角对正弦屈曲临界载荷的影响。研究结果显示,正弦屈曲临界载荷将随着摩擦系数的增加而增加。此外,随着井斜角的增加,正弦屈曲临界载荷也将不断增加。该研究结果可为连续油管预防井下作业事故的发生提供理论性指导。

冷弯薄壁斜卷边槽钢轴压构件的稳定性分析

为研究冷弯薄壁斜卷边槽钢轴压构件的稳定性能,选取了两种翼缘外廓尺寸(B=55 mm和B=80 mm)、七种卷边弯起角度(θ分别为30°、45°、60°、90°、120°、135°、150°)、三种板厚(t取为1.0、2.0和3.0 mm)、六种试件长度(L以0.5 m为间隔,由0.5 m起变化到3 m止)、简支和固支两种边界条件,对共计504个算例进行了轴心受压状态下的非线性有限元分析.研究了上述参数对斜卷边槽钢轴压构件稳定性能的影响.结果表明,θ对弹性畸变屈曲临界力影响显著,且对轴心受压简支构件而言,θ为钝角时能够有效地避免畸变屈曲的发生,若θ为30°构件的破坏模式不由畸变屈曲控制时,则其承载力最大;轴心受压固支柱比简支柱更容易出现畸变屈曲,且斜卷边槽钢大多不及相同条件下直角卷边槽钢的承载力.

斜直圆筒内基于Euler-Rodrigues参数的细长杆螺旋屈曲研究

基于Euler-Rodrigues参数描述受约束细杆的后屈曲变形状态,建立相应的能量泛函,导出非线性平衡微分方程及接触力表达式.采用有限元法对能量泛函进行分析计算,通过与现有文献中数值、理论结果比较,验证了公式和求解过程的正确性.结合算例,揭示了正弦屈曲模态与螺旋屈曲模态之间的转化过程,证实了在受约束细长杆的后屈曲响应中存在不同屈曲模态之间的互相转变.

直接强度法计算冷弯薄壁斜卷边槽钢轴压柱的承载力

通过计算得到了适合各种弯起角度的斜卷边槽形截面特性计算公式,方便了手算求解构件的屈曲应力。采用直接强度计算法对斜卷边槽钢轴压固支柱的稳定承载力及破坏模式进行了分析,并与已有的试验资料进行了对比。结果表明:直接强度法可以有效地预测斜卷边槽钢轴压固支构件的稳定承载力,从而说明了建立在简支试验结果基础上,经回归得到的直接强度法同样适用于固支柱稳定承载力的计算。

斜置单层折板钢板剪力墙的屈曲分析

通过对以往钢板剪力墙资料的研究,在竖直折板钢板剪力墙的基础上提出一种将整片折板斜置的钢板剪力墙,并对其进行了有限元弹性屈曲分析。通过改变截面几何形状,以期望改善薄钢板剪力墙的出平面弹性失稳问题,这样就可以更好的发挥钢板材料的强度和延性。本文为这种新型钢板剪力墙的研究奠定了基础,并对实际工程中钢板剪力墙的设计与应用提出建议,具有很好的经济和社会效益。

倾斜带式输送机8m支架屈曲特性有限元分析

采用有限元分析方法,根据倾斜带式输送机8 m支架的结构和工作情况,建立了8 m支架的三维计算模型。应用ANSYS软件对其进行屈曲特性分析,求出了8 m支架的屈曲特征值、临界屈曲载荷和前6阶屈曲模态。为8 m支架的非线性屈曲分析奠定基础,对研究8 m支架的屈曲特性具有一定的参考价值。

成都市青羊产业园会展中心结构设计

成都市青羊产业园会展中心呈下小上大的结构形式,下部为钢筋混凝土框架结构+薄壳巨柱,上部为钢结构网架;因有较多斜柱,1~3层间设置少量屈曲约束支撑,支撑在多遇地震及设防地震下增加并调整结构刚度、提高承载力,罕遇地震下进入耗能阶段并提供附加阻尼;下部钢筋混凝土框架结构存在局部大跨及大悬挑,上部钢结构网架连接钢筋混凝土框架结构及薄壳巨柱。对下部钢筋混凝土框架结构进行多遇地震、设防地震及罕遇地震性能化分析;对大跨与大悬挑楼面进行舒适度分析;可以得出,整体结构及各构件在地震作用下能够满足预定的性能目标要求,大跨及大悬挑楼面满足舒适度要求。对上部钢结构网架进行风荷载、温度及地震作用在内的整体力学性能分析,对薄壳巨柱进行考虑几何非线性及材料非线性的全过程稳定承载力分析,可以得出,上部钢结构网架及薄壳巨柱具有较好稳定性。采用拆除构件法对薄壳巨柱进行了防连续倒塌分析,可以得出,偶然事件导致的局部构件失效不会引起结构连续倒塌。

大跨钢桁拱桥斜拉扣挂悬臂法施工技术

大跨钢桁架拱桥采用斜拉扣挂悬臂法施工,其结构受力和施工工艺极其复杂,施工难度大。针对国内采用斜拉扣挂悬臂法施工的主要大跨钢桁拱桥中的总体施工方案、体系转换工艺技术、线形控制技术、主桁拱和刚系杆合龙技术、斜拉扣挂系统施工技术进行总结、对比分析研究。得出针对不同情形的施工工艺和方法。

屈曲粘弹性倾斜矩形板的非线性振动分岔

根据屈曲粘弹性倾斜矩形板的非线性动力方程 ,采用Melnikov法及Galerkin原理研究了其在铅垂周期扰力作用下的非线性振动分岔。并讨论分析了倾斜角、长宽比、板厚等因素对屈曲粘弹性矩形板发生混沌运动区域的影响 ,得到了倾斜角、板厚的增加会使混沌运动区域减小 。

基于斜销抽芯的电子琴键注塑模具设计

针对电子琴键内部存在斜扣的问题,设计了一副基于斜销抽芯的电子琴键注塑模。鉴于电子琴塑件外表面存在的凹凸结构,采用内侧抽芯机构协助脱模,根据塑件的结构参数,设计浇注系统、推出系统等结构,同时设计了环形冷却水路和对称排布型腔结构。生产实践表明,该注塑模具适用于电子琴键大批量生产。

考虑自重的斜井钻柱稳定性

钻柱轴向力是井眼倾角、钻柱摩擦系数及钻柱浮重的函数,将此函数代入斜井钻柱挠曲线方程,并采用无穷级数法求解,确定钻柱长度系数与临界屈曲压力系数之间的关系。结果表明:当钻柱长度系数增加时,临界屈曲压力系数趋于常数;钻进过程中钻柱很容易发生屈曲,在进行钻柱摩阻扭矩分析时,考虑钻柱的屈曲很有必要。

设置斜向加劲肋钢梁试验研究

在剪力作用下,当钢梁腹板高厚比较大时,腹板会沿主压力方向发生屈曲,从而降低钢梁承载力,为此提出了在腹板主压应力方向设置斜向加劲肋,以提高腹板的抗屈曲能力.对腹板设置斜向加劲肋的简支钢梁及在梁长四分点设置或不设置加劲肋的平腹板简支钢梁进行了跨中集中荷载作用下的静力试验,对其受力性能进行了分析,着重探讨了设置斜向加劲肋工字钢梁的腹板局部屈曲性能、屈曲形式、屈曲后强度和承载能力.试验研究表明,腹板设置斜向加劲肋工字钢梁具有优异的屈曲后能力,钢梁的极限承载能力大大提高.

倾斜柱框架弹性屈曲分析

为研究倾斜柱框架的轴力所产生的水平分力对荷载的抵消作用及对框架侧移减少的影响,进行了倾斜柱框架的一阶弹性屈曲分析。通过对倾斜框架柱和规则框架柱的内力计算,推导了不同倾斜角度的框架顶点相对侧移和临界荷载,给出了倾斜柱框架柱的转角位移方程,用转角位移法对多层多跨倾斜柱框架无侧移和有侧移时的稳定性进行了分析;结果表明,柱倾斜极大地改变了结构的受力状态,使内力降低;框架柱的倾斜角度变大时,结构的顶点相对侧移迅速减小,而临界荷载亦明显增大。