厂房纵向支撑体系的设计强度和刚度要求

从保证厂房柱列纵向稳定性的角度,对柱顶系杆和支撑体系的设计要求进行了研究.通过对理想体系的研究得到了对支撑体系的刚度要求;考虑实际工程中厂房柱和横系杆的初始缺陷,利用无量纲化的柱列平衡方程和微小干扰下平衡稳定性的判定方程,得到了对柱顶系杆及其支撑体系的强度要求.利用得到的数据进行公式拟合,经简化可用于实际工程中厂房纵向支撑的设计.

对离心机转鼓的基本刚度要求

本文认为，离心机转鼓应具有必需的刚度以避免发生屈曲。给出按基本刚度要求校核鼓壁厚度的公式，并结合ＳＳＮ８００、ＷＨ８００两种离心机作了说明。

钢梁在满足刚度要求下梁高的估算

钢框架在进行各种荷载作用下的内力计算前,必须先估算钢构件的截面,进而确定出梁住线刚度比,为内力计算做准备。钢梁的截面高度应根据建筑高度、刚度要求及经济条件三方面因素确定,其中刚度要求对梁高起主要作用,而相关书籍中已有关于均布荷载作用下简支梁的梁高的估算方法,本文探讨其他荷载作用下的钢梁梁高的选择,以指导工程实践。

回形刚性板式转换层刚度要求的分析

回形刚性板式转换层能实现高层建筑上、下相邻层不同轴线及结构布置的转换．板式转换层结构设计中的主要问题是厚度的确定，而板式转换层刚度要求是决定板厚的重要因素之一．为此，结合背景工程──南京娄子巷高层公寓四期工程，对刚性板式转换层结构的刚度要求问题，展开一些理论计算和分析研究．

普通机床数控化改造的刚度要求

当前 ,我国有许多企业在考虑把旧设备改造成数控机床 ,但并不是所有的旧机床都能进行数控化改造。本文主要从机床传动精度的问题 ,来阐述普通机床数控化改造对机床传动链的刚度要求 ,及其设计计算。

确定飞行器翼尖挠度和翼面刚度要求的方法

本文基于半理论半经验的方法,为翼面提出了翼尖挠度限制条件和翼面刚度换算公式。

基于刚度要求的SUV车型尾门轻量化研究

将传统金属材质的汽车尾门用塑料材质替换,在保证刚度的情况下实现尾门轻量化意义重大。以某款SUV车型尾门为研究对象,对其内板、外板材料进行替换,内板采用PPGF40-0455,外板采用PP-TD20,并对其结构进行设计更改,利用Hypermesh软件进行有限元仿真计算,分析尾门在五种工况下的刚度情况,针对不能满足性能目标的工况给出局部结构优化的方向,在质量增加较少的前提下实现了尾门刚度值的大幅度提升。最终在满足刚度目标的同时,实现了尾门材质的以塑代钢,实现了尾门轻量化。

满足飞机装配型架骨架刚度要求的正确途径和方法

从受力情况、尺寸大小、基本结构形式、结构布局与连接、支承点的布置等方面详细论述和分析了合理使用材料，保证和提高飞机装配型架骨架使用刚度，排除地坪热膨胀和下沉影响，保证型架尺寸稳定性的方法，并给出了准确估算有关骨架形式刚度的曲线图表。

一类双层高静低动刚度隔振系统试验研究

对一种由欧拉屈曲梁负刚度调节器与双层线性隔振系统并联构成的双层高静低动刚度隔振系统进行了试验研究。描述了高静低动刚度的力学原理,对欧拉屈曲梁负刚度调节器样机进行了压缩试验,验证了其负刚度机理。根据负刚度调节器并联形式的不同,设计了约束型和无约束型两类隔振系统,求解系统的消极隔振模型动力学方程,分析了两类隔振系统在不同上、下层刚度组合下的隔振性能。搭建两种高静低动刚度的隔振试验系统,通过扫频和定频试验验证了其隔振性能,并对结果偏差进行了分析。

一种X构型的负刚度NES抗震性能研究

为拓宽非线性能量阱(NES)的控制频率范围,提出一种引入负刚度的NES,由附加质量通过X型环绕弹簧产生非线性恢复力,增加准零刚度特性,同时调整控制动力参数,降低系统固有频率,能够有效提高NES的非线性和鲁棒性。采用拟静力试验方法,对所提出的负刚度NES模型进行低周往复加载,同时采用ABAQUS有限元软件完成负刚度NES的数值模拟,系统分析弹簧运动行程长宽比、预压缩量和刚度3种参数对负刚度NES抗震性能的影响。研究结果表明:这种X构型负刚度NES比常规NES表现出更宽的频率范围;调整弹簧刚度、长宽比和弹簧预压缩量都能拓宽NES的负刚度和频率变化范围,提高NES的耗能能力和抗震性能,有助于推广非线性结构控制技术在工程中的应用。

斜齿轮表面形貌分形特征对时变接触刚度的影响

基于改进的W-M分形函数,利用齿高和齿宽表征斜齿轮齿面的表面形貌。采用圆锥微凸体并考虑啮合过程中斜齿轮接触曲率半径的时变性建立了斜齿轮时变接触刚度模型,计算发现基于圆锥微凸体模型计算的时变啮合刚度与ISO6336-1—2006标准计算所得结果接近。研究结果表明,斜齿轮的时变接触载荷和时变接触刚度随着分形维数、特征尺度系数、量纲一接触面积、材料塑性指数的变化而表现出不同的变化趋势。

基于刚度折减法的岸边集装箱起重机结构损伤模拟

岸边集装箱桥式起重机是码头集装箱进行装卸的专业设备,其前大梁、梯形架和拉杆往往受到交变载荷、冲击载荷,且在露天码头环境下受到锈蚀、涂膜剥离、裂纹等故障的侵袭,这会对其结构的刚度产生较大影响。鉴于此,文中以岸边集装箱起重机为研究对象,提出了一种基于刚度折减法的岸边集装箱起重机损伤模拟方法 ,建立有限元模型对岸边集装箱起重机的前大梁、梯形架和拉杆分别进行损伤模拟,得到不同刚度折减程度下损伤状态的位移、应变等响应;同时,考虑到这3种损伤并不独立发生,采用正交试验方法基于该损伤模型对这3种损伤进行分组模拟,得到多损伤条件下的响应数据,从而进一步反映岸边集装箱起重机实际工况下的损伤规律。

恒刚度边界下加锚节理岩体剪切行为宏细观研究

为探究深部地下工程中加锚节理岩体的剪切特性,本文开展了恒刚度边界条件下加锚节理岩体的直剪试验,探究了不同节理面粗糙度、法向刚度和初始法向应力对加锚节理岩体剪切力学特性的影响,并结合PFC数值模拟,分析了不同锚杆弹性模量影响下锚固体系的宏观力学特性和细观裂纹变化特征.结果表明:节理面粗糙度对剪切强度影响显著,粗糙度越大,剪切强度越高;锚杆可提高试样的整体抗剪强度,但法向刚度和初始法向应力对锚杆的锚固效果有不同的影响,存在最优范围;试件内部裂纹以张拉裂纹为主,随着锚杆弹性模量的增加,锚固体的峰值剪切强度和内部裂纹数量都呈现增加趋势,但增加速率在变小;锚杆内部剪切应力曲线和轴向应力曲线变化相似,与锚杆弹性模量有明显关系,弹性模量越大,应力增长越剧烈,达到屈服强度后增加变得十分缓慢.

仿生肢状准零刚度隔振系统的振动特性研究

在低频隔振领域,针对线性系统存在承载能力不足及传统准零刚度隔振系统存在刚度硬化,非线性跳跃导致系统失稳的问题,以仿生肢状结构作为负刚度元件与正刚度弹簧并联建立了仿生肢状准零刚度隔振系统的力学模型,分析了系统的静力学特性;基于拉格朗日方程建立动力学模型,采用谐波平衡法进行解析求解;通过理论分析和试验研究对比分析了线性、传统准零刚度隔振系统和仿生肢状准零刚度隔振系统隔振特性,以及激励幅值对系统隔振性能和稳定特性的影响规律。结果表明:相比线性系统和传统准零刚度隔振系统,仿生肢状准零刚度隔振系统不仅保证了系统具有较高的承载能力,而且通过结构参数设计有效降低了位移传递率,拓展了隔振频宽,提高了系统在复杂激励环境中的稳定性和隔振性能。

预紧力变化对包带装置轴向连接刚度影响机理分析

为精准计算包带装置的非线性承载能力,通过包带装置各组件间力学行为的分析,提出了一种考虑预紧力变化的装置轴向连接刚度计算方法;建立了考虑结构非线性的精细化有限元模型,并通过拉伸试验验证了有限元模型的准确性。结合有限元模型修正了装置连接刚度的理论计算,基于所建的有限元与理论模型,揭示了包带预紧力分布、变化及初始预紧载荷对装置强度及连接刚度的影响机理。结果表明:刚度计算理论模型可以准确计算装置的轴向连接刚度并预测连接失效载荷,具有重要的工程应用价值。

考虑接触刚度的航空发动机模拟整机模型降维及修正

针对航空发动机建模过程中普遍存在的精确度和计算效率难以同时满足的问题,提出了一种考虑接触刚度的航空发动机模拟整机模型降维及修正方法。分别建立航空发动机转子和机匣的三维有限元模型,并运用薄层单元来模拟转子轮盘间的端齿接触以及机匣间的螺栓接触界面;基于固定界面模态综合法,对模型进行降维处理,保留接触界面和支承位置处的关键主节点,分别得到转子和机匣的降维模型;运用灵敏度方法,结合转子模态试验和机匣模态试验的结果,对转子和机匣降维模型中的接触刚度进行修正;将修正后的转子降维模型和机匣降维模型进行组装,得到航空发动机模拟整机模型。开展模拟整机模态试验,将修正后的模拟整机模型的计算结果与试验数据进行对比。结果表明,修正后的模型前两阶弯曲模态频率误差控制在1.22%以内,且以Matlab软件为计算平台,进行了五次迭代修正计算,平均每次计算时长仅为2.1 s,验证了所提方法的准确性和高效性。研究结果为航空发动机建模及修正提供了一种新的有效手段,在满足了航空发动机模拟整机修正精度的同时,显著提高了模型修正的计算效率。

基于复合材料性能退化规律的疲劳剩余刚度预测模型构建

针对现有复合材料剩余刚度预测模型考虑因素不全的问题,提出了一种考虑到最大应力、初始刚度、临界剩余刚度、循环周次及恒幅疲劳寿命共同作用的复合材料疲劳剩余刚度预测模型。结果表明:所提模型符合三阶段性能退化规律,可用于描述复合材料的剩余刚度退化,吻合精度高;模型在高应力区表现出比在低应力区更高的预测精度,这与高应力下数据点较为集中有关;与已有模型进行对比,本文所提模型对复合材料疲劳剩余刚度具有较高的预测精度和普适性。

双层隔振系统的隔振器刚度适配研究

以双层隔振系统为研究对象,建立双层隔振系统的三维有限元模型。在给定的刚度范围内,单独改变设备隔振器刚度值或者底座隔振器刚度值时发现,任意一层隔振器刚度的变化对各级隔振均产生一定的影响。从底座隔振器与设备隔振器刚度比的角度出发,对两层隔振器的刚度进行适配,研究结果表明:在刚度适配时,可能出现振动传递过程中振动放大的情况;当刚度比相同时,在刚度值较小的工况下传递到底座上的振动加速度级比刚度值较大的工况小,同时其整体隔振效果也更好;在所计算的工况中,最优刚度适配工况下的整体隔振效果比最差刚度适配工况提高9.8 dB,传递到底座的振动加速度级降低12.3 d B,辐射声功率级总值降低12.8 dB。

电力动车组变刚度转臂节点的半主动控制

为抑制电力动车组运行中由异常轮轨匹配产生的车体晃动,提出一种采用半主动转臂节点代替被动式转臂节点的解决方法。设计了具有两级刚度特性的半主动转臂节点并建立其力学模型,推导了具有可变惯性通道的半主动转臂节点复刚度表达式,并通过台架试验验证了力学模型的准确性。基于半主动转臂节点控制策略,建立了半主动转臂节点与车辆动力学的联合仿真模型,分析了不同轮轨匹配状态下半主动转臂节点对车辆动力学性能的影响。结果表明:在低等效锥度轮轨匹配状态下,半主动转臂节点能有效衰减一次蛇行对应速度区间内车体大幅值、低频的横向振动,显著减小车体横向加速度主频处的幅值;正常轮轨匹配状态下,与搭载传统被动转臂节点的车辆相比,搭载半主动转臂节点的车辆有更优的曲线通过能力和更高的临界速度。

负刚度惯性阻尼器控制高层结构振动的试验与模拟研究

建立了控制多自由度高层建筑风致振动的负刚度惯性调谐阻尼器(negative stiffness-tuned viscous mass damper, NS-TVMD)系统的理论模型,通过3D打印技术设计制造了以齿轮齿条式惯容器元件和预压弹簧式负刚度元件组装而成的NS-TVMD系统,并将该系统安装在一个6自由度高层建筑气动弹性模型上进行了风洞试验研究。然后通过数值模拟和试验结果相互验证,并分析得到了NS-TVMD的最优参数。结果表明,准确调谐的NS-TVMD系统比传统调谐惯性黏滞阻尼器系统对高层建筑的风致振动具有更好的控制效果。由于负刚度组件在静态情况下具有高刚度,而在动态情况下具有低刚度,当NS-TVMD系统被调频至受控结构的一阶自振频率附近时,它不仅能有效控制结构的一阶模态响应,还能通过其低动态刚度特性控制结构的高阶模态响应。