SCWCBM中钢悬臂优化设计

混凝土箱梁正交异性钢悬臂板拓宽方法(SCWCBM)是一种新型的不增设桥墩的箱梁拓宽方法.采用该法加宽后整个结构能协同安全工作的重要前提是确保钢悬臂结构与混凝土后浇隔板间的接触面受力合理,在此前提下,引入拓扑优化理论以指导钢悬臂梁的外形设计,并结合施加预应力的钢悬臂结构的受力特点,推导出保证接触面受力合理的横向体外预应力筋位置的理论范围的解析式.最终提出基于钢-混凝土接触面受力问题的钢悬臂优化设计思路:先对钢悬臂的外形进行拓扑优化计算,再利用推导出的解析式求出横向体外预应力筋位置的理论范围,随后进行接触面加劲肋的细部设计,最后验算接触面应力.按照该思路进行SCWCBM中钢悬臂优化设计可以减少不必要的试算次数,节约计算资源,为SCWCBM的推广提供理论支持.

含棒状共晶团复合陶瓷细观强度模型研究

以剪滞法为基础推导了棒状共晶团外加远场拉伸应力与共晶团界面极限剪应力、共晶团体积含量、共晶团长径比之间关系的解析表达式,进而得到含棒状共晶团复合材料的拉伸强度与基体极限剪应力之间的理论表达式。计算过程中将共晶团长径比的概率统计分布规律引入到计算模型中,并考虑了棒状共晶团方位的随机分布。定义了共晶团达到最大剪应力的共晶团长度占共晶团整个长度的比值β,当加权平均的β值超过材料的许用值[β]时,材料发生剪切破坏。[β]的取值由材料自身的性质决定,可以通过试验确定。分析了复合材料的[β]的取值与其强度的关系,并在MATLAB中实现了编程计算。