单钢板-混凝土组合板承载性能分析

为研究单钢板-混凝土组合板在公路桥梁中的应用,提出一种新的钢板与混凝土板组合形式。通过对其进行仿真模拟结合静力试验,研究其裂缝发展模式和破坏形态,分析该模式组合板受弯承载性能。试验结果表明:试件破坏模式为弯剪混合破坏,在试验过程中,试件截面纵向应变沿组合板高度上基本符合平截面假定,在破坏前有明显的变形特征,且承载性能较好。可见该形式的组合板基本能满足使用需求,对实际工程组合板的选型有一定的参考意义。

钢板-混凝土组合简支梁的试验研究

对8根钢板-混凝土组合简支梁进行试验研究与承载力分析,量测并分析试件的荷载、挠度及应变,观测试件的裂缝发展情况。试件的破坏形态包括弯曲破坏、钢板剥离破坏及混合破坏等形式。试验表明,若合理地配置栓钉连接件,钢板和钢筋混凝土可以形成组合截面共同工作,试件呈现出典型的弯曲破坏方式,有良好的承载能力和延性性能。对钢板-混凝土组合梁的开裂荷载、极限抗弯承载力及钢板剥离承载力进行理论分析计算,计算结果与试验结果吻合良好。

冷弯薄壁C型钢组合桁架梁受力性能试验研究

随着我国绿色建筑发展的不断推进,轻钢结构开始展露头角。冷弯薄壁型钢作为新型建筑材料,在轻钢建筑中仍有较大的发展空间,因此对冷弯薄壁型钢的受力性能进行分析具有一定程度的工程价值。首先开展C型钢组合桁架梁承载力和变形实验,在此基础之上利用ABAQUS建立C型钢组合桁架梁有限元模型,分析有无缀板、自攻螺钉等因素对于组合桁架梁承载力的影响。本文的实验结果表明裸露的骨架梁由于自攻螺钉的剪切而损坏,最终的承载能力取决于螺钉的抗剪能力;缀板的加固对提高梁的承载能力有着显著的影响。

HPFL-黏钢联合加固混凝土方柱早龄期轴压性能

采用加筋高性能砂浆(HPFL)-黏钢联合加固混凝土方柱进行轴心抗压试验,测试加固柱早期承载能力,分析素混凝土柱和钢筋混凝土柱加固后的破坏机理。在试验分析的基础上建立HPFL-黏钢联合加固RC方柱轴心受压承载力计算公式。研究结果表明:加固层与原结构共同工作性能良好;在加固层约束作用下,加固柱核芯混凝土处于三轴受压状态,早龄期极限承载力得到显著提高,变形能力增强;加固钢筋混凝土柱破坏时,沿螺栓在柱纵向形成主要破坏带,同时柱中部砂浆及混凝土压碎外鼓,角钢压弯,纵筋压屈,钢绞线在角钢尖角处剪断,部分箍筋被拉断;加固素混凝土柱破坏时,在柱中部呈现出斜向剪切裂缝;由于角钢角部倒角有限,钢绞线较早被切断,可通过增大角钢阳角处的倒角或将混凝土柱倒角后黏贴钢板来进一步提高加固柱后期延性。

少筋微弯板组合梁旧桥检测评估及处治技术

为评估少筋微弯板组合梁桥在运营期间的承载能力,并研究合理的处治方案,以某5×16.8 m的钢筋混凝土Ⅰ型梁+少筋微弯板组合梁桥为研究对象。对该桥外观状况、材质状况进行检测,同时通过承载能力检算、静载试验等进行综合评估,采用综合比对方式确定维修改造方案。结果表明:主梁共计存在239条结构裂缝,裂缝最大宽度为3.14 mm,远超规范限值,上部结构承载能力不满足规范要求,且微弯板梁裂缝仍存在持续扩展的趋势。采用更换上部结构为连续钢箱梁形式,保留下部结构,具有工期短、总投资较低等优点,改造后,桥梁运营状况良好。

基于矿区运输的自卸车板簧承载强度分析

自卸车在矿区进行运输作业时,因路况复杂,存在重载上坡、下坡的情况,所以对悬架系统的刚度要求比较高。为保证矿区自卸车安全和稳定的行驶,通过对自卸车板簧的材质、承载、受力、路况等方面分析,计算板簧刚度、平均应力,辅助使用强度分析软件CATIA、Hyperworks、Optistruct进行数据建模,得出板簧强度在不同条件下的表现及满载载荷下各板簧推荐值,为其运营和维护提供理论参考。

内嵌钢板销式连接胶合木梁短期受力性能

内嵌多块钢板销式连接是重型木结构最有效的连接方式之一,已越来越广泛地应用于木结构节点连接中.采用四点弯曲加载试验方法,对两根内嵌三块钢板销式连接胶合木梁短期受力性能进行了试验研究,其中一根梁的连接节点位于纯弯段,另一根梁的连接节点位于弯剪段.研究采用此类连接胶合木梁的力学性能、破坏模式以及连接位置对胶合木梁力学性能的影响等,并基于试验结果推导采用此类连接胶合木梁的极限承载力和挠度计算公式.试验结果表明:构件的极限承载力和跨中挠度与连接节点的位置有关,连接节点位于弯剪段胶合木梁的承载力大于连接节点位于纯弯段胶合木梁的承载力;理论计算结果与试验数据符合较好,可为木结构的设计和应用提供参考.

国产落叶松平行弦轻型木桁架静力承载性能

【目的】研究国产落叶松轻型木桁架的静力承载性能,为轻型木结构建筑的本土化发展提供科学依据。【方法】以国产日本落叶松和国产齿板为试验材料,设计制作2种工况共6榀跨度为4.8 m的平行弦轻型木桁架。通过静力承载试验,研究轻型木桁架的极限荷载、受力分布和破坏形式,并通过建立有限元模型与试验结果进行对比分析。【结果】P和L型轻型木桁架的极限荷载平均值分别为22.45和22.94 k N,是设计荷载的2.27和2.32倍,变异系数分别为7.9%和7.1%。P型轻型木桁架最终破坏为脆性破坏,主要破坏点为桁架三分点处(即集中荷载施加处)和两端斜腹杆连接节点;L型轻型木桁架在2倍设计荷载之后逐渐出现平面外变形,当侧向变形较大时失去承载能力。通过SAP 2000有限元模拟发现,节点挠度与试验结果基本相符,挠度最大值为跨中位置,并向两端逐渐减小;弯矩最大值和轴力最大值在桁架弦杆的三分点处和两端斜腹杆节点,与试验结果相符。【结论】2种轻型木桁架在设计荷载下承载性能均较好,但由于木材非均质特性及加工差异表现出一定的离散程度;较P型轻型木桁架而言,L型轻型木桁架承载能力略高,但其面外刚度较小易发生侧向变形,在实际应用中应采取措施减小侧向变形,而P型轻型木桁架面外刚度较大相对稳定,更利于实际应用;分析认为平行弦轻型木桁架的薄弱环节在端部节点和集中荷载施加处,SAP 2000有限元模拟可以有效预测轻型木桁架在实际应用中的受力和变形情况。

内嵌多块钢板销式木连接力学性能研究

采用单调加载方法对11个内嵌钢板单销木连接试件进行顺纹受压试验,研究内嵌钢板销式连接的力学性能和破坏模式以及钢板数目、钢板间木材厚度与钢板外边缘木材厚度之比和钢销直径对承载力的影响.试验结果表明,在钢销直径相同的条件下,连接节点的承载力随钢板数目和钢板间木材厚度与钢板外边缘木材厚度比值的增加而增大.基于欧洲屈服理论并根据叠加原理推导了内嵌多块钢板单销连接节点顺纹受压承载力计算公式,理论计算结果与试验数据符合较好.

凹坑形仿生非光滑表面滑靴副的动压润滑计算

通过建立凹坑形仿生非光滑表面滑靴副的全水动压润滑模型,采用CFD方法及正交试验法研究工况参数(膜厚、转速)及几何参数(坑形、面积率、深径比)对流体动压润滑性能和水膜承载力的影响规律。研究结果表明:凹坑表面产生的承载效应是其静压和动压分布的综合,其中具有凹坑形仿生非光滑表面的斜盘与滑靴相对运动而引起的动压效应起主要作用;工况参数和几何参数对水膜承载力的影响顺序为转速>膜厚>坑形>深径比>面积率;膜厚30μm、转速3 000 r/min、面积率20%、深径比0.5的三角柱坑为最优水平组合。该研究结果可为高压海水轴向柱塞泵仿生非光滑表面斜盘的设计提供参考。

竖向均载下轻钢门式刚架极限承载力有限元分析

基于非线性板壳有限元结构分析方法，运用有限元分析软件ANSYS，对轻钢门式刚架考虑柱腹板屈曲，梁腹板不屈曲的极限承载力进行材料、几何双重非线性分析，研究了柱腹板高厚比、翼缘宽厚比、斜梁坡度、高跨比等几何参数的变化对刚架极限承载力的影响．计算结果表明：增加柱腹板厚度、柱腹板高度、翼缘厚度、斜梁坡度、高跨比可以提高刚架极限承载力；柱腹板高厚比在60～135范围内，翼缘宽厚比在9～15．43范围内变化时对承载力影响较大；而斜梁坡度在1／8～1／24范围内，高跨比在1／12—1／8范围内变化时对刚架极限承载力的影响较小，工程分析时可以忽略它们的影响．

国产落叶松规格材齿板拉伸承载性能研究

为缓解我国结构材主要依靠进口的现状,对三种国产规格材及国产齿板进行拉伸试验,分析其破坏形式、承载力和延性。结果表明:在荷载平行于木纹方向时,兴安落叶松节点延性最好,进口云杉节点延性最差;在荷载垂直于木纹方向时,日本落叶松齿板节点延性最好,兴安落叶松节点延性最差。

内嵌多块钢板销式连接木结构节点承载力的计算与设计方法

随着技术的发展,现代木结构开始向大跨、多层方向发展,在荷载作用下连接节点处往往会产生较大的内力,而内嵌多块钢板销式连接节点具有较高的承载力且破坏具有较好的延性,越来越广泛地应用于现代木结构设计中.介绍了内嵌3块钢板销式连接节点的破坏模式,根据Johansen屈服理论推导了各种破坏模式下其承载力计算公式,并简要地介绍了实际工程中连接节点在弯矩M、剪力V共同作用下的设计方法,对实际木结构工程中该类连接节点的设计具有一定的参考价值.

DX桩单桩抗拔计算公式探讨

DX桩在承受上拔荷载时,桩土间的相互作用除了桩侧的摩擦阻力外,还有承力盘提供的抗拔阻力,对于桩身的抗拔摩擦阻力的研究有不少成果,但要研究DX桩的抗拔承载力,关键问题在于解决支盘的抗拔阻力计算问题。文章通过对DX桩作为抗拔桩的某工程实例进行分析,运用不同的计算方法对DX抗拔桩的承载力进行计算并与工程实测值进行对比,对不同计算方法进行了讨论研究,并试着探求一种新的计算方法。

加筋板结构后极限强度行为影响参数研究

为使船体结构的安全性设计得到有效技术支撑,通过ABAQUS有限元软件,对面内压力作用下的加筋板结构进行响应分析,得出加筋板结构在达到极限强度之后的载荷-位移关系曲线,即后极限强度行为.探讨了板厚、材料硬化率、边界条件以及初始缺陷等影响船体加筋板结构受损之后承载能力的重要参数.结果表明:加强筋数量的增加对于提高加筋板结构在给定变形下的承载能力有利,板厚的增加并不能有效改善结构受损后的承载能力.

机械载荷作用下单边裂纹载流薄板的应力场

采用坐标变换的方式,将单边裂纹载流薄板通电瞬间由温度产生的应力场表达式中的各应力分量分离,并用极坐标进行表示.给出了Ⅰ型穿透裂纹尖端附近的应力场的表达式.最后将温度产生的应力场与单向拉伸载荷作用产生的应力场相叠加,推导出用极坐标表示的机械载荷作用下单边裂纹载流薄板的应力场的表达式,并给出算例.

薄板钢构件火灾下的变形能力和承载能力分析

钢结构塑性设计和抗震设计中都要求组成钢结构的板件有足够的局部变形能力,以防止板件局部的屈曲而降低钢板件的承载能力.结合常温状态下钢板件变形和承载能力分析的基本原理和方法,用非线性有限元法,对钢结构中常用的四边支撑钢板件在高温下的屈曲性能进行分析,着重考虑了板件宽厚比、边界约束和初始缺陷等因素对板件变形能力和承载能力的影响.此外,通过参数的分析,还给出了板件宽厚比与变形能力和承载力的相关关系.

强电流滑动电接触下的最佳法向载荷研究

弓网系统中滑板磨耗大及电力机车受流不稳定是制约我国电气化铁路向高速、重载、安全、稳定运行方向发展的一个关键问题,亟待采取有效的措施进行解决。在特定的载流、滑动速度条件下,表征滑板磨损快慢的滑板磨耗率随法向载荷增大呈现出先减小后增大的"U"型变化趋势,而表征载流稳定性的载流稳定系数随法向载荷增大而逐渐减小,因此选择合适的法向载荷可使滑板磨耗和载流稳定性均达到相对最佳。通过使用浸金属碳滑板与铜导线进行对磨实验,得到了不同实验条件下滑板磨耗率和载流稳定系数的大量实验数据。以此建立了以法向载荷、载流和滑动速度为输入量,以滑板磨耗率、载流稳定系数为输出量的BP神经网络非线性模型,进而利用遗传算法优化了相关参数,并在特定的载流和滑动速度条件下,采用基于粒子群算法的多目标优化方法,确定了滑板磨耗率最低、载流稳定系数最小的最佳法向载荷对应的非劣解。

弯剪共同作用下不锈钢薄腹梁承载性能试验研究

为研究不锈钢薄腹梁在弯矩和剪力共同作用下的承载性能,进行了6根焊接工字形截面不锈钢梁的试验研究。结果表明,所有梁试件的破坏形态为结合了腹板剪切屈曲和受压区板件局部鼓曲的弯剪联合屈曲。建立精细有限元数值模型对试验过程进行模拟,同时考虑了不锈钢材料、几何双非线性,局部几何初始缺陷和焊接残余应力的影响。基于得出的试验和有限元分析结果,对我国《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)中考虑腹板屈曲后强度的梁弯剪相关计算方法进行评估。分析表明:当梁的极限承载力受剪切控制时,腹板正则化宽厚比较大时的规范计算承载力偏于保守,而正则化宽厚比较小时的计算承载力与试验和有限元分析结果较为接近;当梁的极限承载力由弯剪共同作用控制时,规范中公式的承载力计算值偏于安全。总体而言,GB 50017—2017的计算方法可以直接应用于计算不锈钢焊接截面梁在弯剪共同作用下的极限承载力。

海水润滑滑靴副的仿生凹坑表面动压润滑性能仿真研究

为探寻仿生非光滑表面在高压海水轴向柱塞泵滑靴副上的应用效果,将不同形状凹坑布置在斜盘表面,采用CFD方法对非光滑表面滑靴副全水动压润滑模型进行数值模拟,通过分析水膜上表面的压力分布、凹坑纵截面的速度分布,探寻仿生凹坑的动压润滑机理及凹坑几何参数对承载特性的影响规律。研究结果表明:水膜上表面最大正静压位于凹坑前缘,最小负静压位于凹坑中心;最大动压位于凹坑上方,且随凹坑分布圆半径的增大而明显增大;总压承载力主要来自于动压的贡献,4种凹坑承载力由大到小依次为F球>F圆柱>F柱锥>F圆锥;承载力随凹坑面积率的增大而增大,摩擦系数随凹坑面积率的增大而减小,且深径比越大,这种增大或减小的趋势越明显。