结构力学位移法实验教学装置开发及教学实践

位移法基本原理是结构力学课程的难点和重点内容,该方法构建的基本系高度抽象,学生在学习过程中普遍感到难。将理论教学与实验教学相结合,开发了位移法基本原理的教学演示装置和实验装置。将基本系中无中生有的“刚臂”以实体部件的形式展现出来,再现“刚臂”的“放松”和“锁住”效果。从演示装置的定性分析和实验装置的定量分析2个角度阐述位移法基本原理,通过这2个装置再现位移法中原结构和基本系的变形过程。学生可以看到“结构”,看到“结构变形”,看到“基本系”及其在外荷载和结点位移单独作用下的2个状态,将抽象的位移法基本系形象化、直观化,加深了学生对位移法基本原理的理解。

露出式刚接箱型柱混合节点的抗震性能分析

运用ABAQUS有限元软件,分析了用于RC框架-钢结构加层混合结构的露出式刚接箱型柱节点的非线性受力性能,并在验证有限元模型正确性的基础上,深入研究了相关参数对露出式刚接节点抗震性能的影响规律,并提出设计建议。结果表明:露出式刚接箱型柱混合节点为梁塑性铰破坏,具有较强的耗能能力和塑性变形能力,但刚度退化较为严重;根据相关参数研究提出合理的设计建议,上部钢柱应尽可能采用平面内、平面外等稳定性的箱型或■字形截面柱;就论文所研究的试件来看,轴压比控制在0.16~0.40之间比较合理。

采用基础激励下力反作用的大挠性结构动力学建模研究

以中心刚体和挠性梁为例,针对缺乏占质量和惯量强势成分中心刚体的刚柔耦合系统进行动力学建模研究.建立了基于基础激励输入和力反作用输出的离散动力学模型,以仿真计算对本文提出的模型进行验证,仿真结果表明,建立的模型解释了动力学刚化现象产生的原因并计算出不同转速下的系统频率,能够准确地解释刚柔耦合系统的动力刚化现象.同时考虑了中心刚体的运动,发现刚体质量和惯量对系统机动后姿态角振动频率有影响.

山区大跨T型刚构桥设计要点

以巫镇高速公路后溪河大跨T型刚构桥为研究对象,采用大型有限元程序Midas Civil建立主桥计算模型,对主桥承载力、受压区高度、主梁应力、主墩施工稳定、计算长度等方面进行分析探讨。结果表明:1)主梁结构尺寸及配束合理,承载力具有较高的冗余度;2)箱梁底板厚度可适当降低,无需强制满足x≤ξbh 0,进而达到减轻结构自重的目的;3)主墩刚度适宜,施工大悬臂阶段稳定性较好;4)主墩进行强度、裂缝验算时,计算长度宜通过有限元屈曲分析,由欧拉临界力反算。

中华民族研究的理论自觉:以顾颉刚在民族问题上的情感与理智为例

顾颉刚的民族思想,交织着情感与理智的矛盾。他早期的古史辨史学,尽管有理性的一面,但其个性、情感及五四运动的氛围等非理性因素,是其走上疑古反传统激进道路的重要影响因素。在中华民族危亡的关头,顾颉刚反思其古史辨民族话语并转变疑古反传统立场,不过,在一些非正式场合关于民族问题的谈论中,偶尔仍表现出古史辨的倾向,其中不无学究偏见和情绪化。但总体来看,顾颉刚的中华民族研究坚持以理智指导情感,实现了情感与理智的统一。其中华民族研究经历了从打破“中国民族出于一元”到建构“中华民族是一个”理论的转变,其对中国传统文化的态度,也由怀疑批判转向理智的认识与热爱,从反传统的民族主义者,转变为重传统的民族主义者和爱国主义者。

基于非线性色散方程组的全柔性航天器的动力学分析

空间太阳能电站等大型结构由于采用轻质材料且结构尺寸大,呈全柔性状态,即不存在刚性构架,使得传统的中心刚体附加截断模态的方法在处理动力学问题时会出现显著的误差.从连续空间的角度对空间太阳能电站的动力学性质进行分析,以确定不同条件下起主导作用的动力学行为,为控制系统设计提供足够准确的模型简化原则.将空间太阳能电站看作平面内运动的自由边界非线性梁,根据Hamilton原理得到描述局部弹性运动与全局刚性运动的动力学模型.分析小变形情形下动力学方程在给定初始条件下的稳态解及其渐进性,讨论模态解或考虑了波动效应的色散解与结构尺寸、刚度等参数的关系,初步分析有限变形情形下可能出现的动力学行为,如动力刚化、非线性正规模态和孤立子解.总结空间太阳能电站在不同结构参数或运动条件下的动力学模型简化原则.对关键要素分析结果进行数值仿真,以此验证了理论分析结果.

铝土矿尾矿协同钒钛磁铁矿尾矿制备刚玉质复相陶瓷

以铝土矿尾矿和钒钛磁铁矿尾矿为原料,经混料、成型和高温烧成等工艺制备了刚玉质复相陶瓷,研究了钒钛磁铁矿尾矿添加量、烧成温度等因素对制得复相陶瓷材料的物相、显微形貌及力学性能的影响规律。结果表明:当铝土矿尾矿与钒钛磁铁矿尾矿质量比为9∶1时,在1100℃下保温3 h制得刚玉质复相陶瓷材料的性能最优,其体积密度为2.71 g/cm^(3),抗压强度为276.9 MPa,抗折强度为67.3 MPa。

柔性齿轮运动特性及其振动抑制性能的实验研究

在三缸发动机平衡轴齿轮传动系统的传动过程中,存在着较大的振动和噪声问题,为此,提出了一种附加阻尼环的齿轮传动系统刚柔耦合模型,对柔性齿轮结构的运动特性及其振动抑制性能进行了实验研究。首先,采用集中质量法,建立了考虑齿轮间隙和时变啮合刚度的附加阻尼环6自由度齿轮传动系统的弯曲-扭转模型,利用石川公式计算出了柔性齿轮的时变啮合刚度,对比了有无阻尼环的齿轮系统的振动响应;然后,搭建了专门的齿轮传动系统测试设备,测试了不同转速下钢齿轮和柔性齿轮的加速度和噪声峰值;最后,设计了激光位移试验台,对比分析了不同转速下齿轮的微抖动,对柔性齿轮的减振效果进行了测试,并验证了理论模型的正确性。研究结果表明:当转速为1000 r/min时,钢齿轮和柔性齿轮的最大加速度信号分别为35.58 m/s^(2)和20.37 m/s^(2);当齿轮转速为4000 r/min时,柔性齿轮的阻尼效果最佳,加速度峰值降低了45.23%,噪声峰值降低了39.06%;钢齿轮的微抖动幅值明显高于柔性齿轮,两者的变化趋势相似。柔性齿轮能有效抑制轮齿微抖动振幅曲线的不平滑、毛刺现象,从而增强了三缸发动机平衡轴系的稳定性。

考虑重力的液压重载机械臂模型修正应用研究

液压重载机械臂工作时由重力引起的预应力刚化对于整体结构的仿真分析具有显著的影响,针对此问题,提出了一种考虑预应力刚化的计算模态分析方法和基于径向基函数代理模型的有限元模型修正方法。以某型液压重载机械臂为研究对象,建立整体复杂结构的有限元模型及其预应力刚化模态频率的代理模型,以多个工况试验模态分析结果为目标,基于全局优化算法实现了整体结构的模型修正。对试验修正后的模型开展了应变响应预测,验证了模型的预测能力。研究结果表明,所提方法不仅提高了模型复现修正响应的能力,而且能够准确预测未修正的响应,从而验证了方法的可行性,为重载机械臂的自动控制和优化设计提供了精确动力学模型。

探寻宝树园中一叶——从书信和日记看顾颉刚与图书馆的互动

文章以顾颉刚35岁前的书信和日记为中心,追溯其图书馆学思想的根源与演变,在此基础上考察其与图书馆的互动。顾颉刚的图书馆学思想植根于古籍积淀和历史研究的土壤,也受到当时图书馆改革的影响。在不同的人生阶段,顾颉刚分别作为一位学生、图书馆员和学者,在使用图书馆、认识图书馆和改造图书馆的过程中,不断塑造自己对图书馆的理解,并为图书馆事业做出贡献,实现与图书馆的互动和“相互成就”。这种认识和实践与他的其他学术事业交融在一起,如同一片盘根错节的密林,共同成为他改造社会的方式。作为学者与图书馆互动的一个个案,文章展现出民国学者与图书馆事业在互动和相互影响中不断发展的过程。

桥墩形式对连续刚构桥地震响应的影响

为了研究桥墩形式对高墩大跨度连续刚构桥地震响应的影响,本文以某桥为例,采用有限元分析软件MIDAS Civil建模并分析了3种不同桥墩形式对桥梁结构自振频率的影响;根据场地条件,通过地震波生成软件生成3条随机地震波,并对桥梁进行E2地震作用下时程分析。分析结果表明:在低阶振型下组合式桥墩频率比空心墩和双肢墩分别低42%与38%,说明桥墩形式显著影响50 m以上高墩的刚性;在地震作用下,双肢薄壁墩在横向作用下的水平向弯矩比另两种最多降低了75%,说明在高墩条件下,双肢薄壁墩抵抗横向地震作用的能力要显著提高。说明在山区高地震烈度地带,若拟建桥梁墩高超过50 m,选用双肢薄壁墩可以作为较优解。

转子偏心效应下大范围转动弹性梁外激励非线性动力学行为与振动机制

为实现大范围转动弹性梁类柔性机械的高速、安全、平稳运行,综合应用Galerkin模态截断法和Hamilton原理建立弹性梁刚-柔耦合动力学模型,并建立转子偏心运动微分方程;基于行波叠加原理,应用高阶Runge-Kutta法完成非线性动力学解耦;应用时、频域分析法解析转子偏心效应下弹性梁的振动机制以及外激励下的频谱响应特性。研究结果表明:外激励响应在转子偏心效应下会衍生新的低频谐波分量,转速和激励幅值的增加会导致频域内多个低频谐波分量高于主振,易引发不同程度的间歇性振动;外激励频率提高会引起频域谱峰后移,数值仿真5~35 Hz频段的外激励,当频率为25 Hz时其低频谐波分量是主振幅值的2倍,高达0.181 mm,进而呈现明显的外激励突发性激振。因此,借助时、频域分析可有效解析具有随机性的间歇性或突发性振动产生机制,可为大型旋转柔性机械的动力学优化设计提供重要的理论基础和数据支持。

基于ABAQUS的某水电站厂房楼板改造加固有限元分析

粘贴钢板加固技术因其施工快速、加固效果好、适应性强、经济效益高等优势,在水利、电力等行业内的结构改造和加固补强等方面被广泛应用。基于有限元分析,针对某水电站厂房楼板局部开挖后所采用的粘贴钢板加固措施进行探讨,结果表明,楼板开挖后,开挖孔洞周边出现明显应力集中现象,孔洞交界处应力最大值增大了57.89%;粘刚加固措施显著提升了楼板结构的稳定性,相较于未加固情况下,楼板最大变形降低幅度可达50%,对于该水电站的楼板改建计划提供了安全保障,亦可为后续相关工程建设起到一定借鉴意义。

充液挠性航天器时变滑模控制及振动抑制

针对存在外界未知干扰、参数不确定问题的刚-液-柔多体耦合航天器姿态控制进行了研究.将液体燃料的晃动等效为球摆模型,挠性附件假设为欧拉-伯努利梁,建立了多体耦合航天器动力学方程.首先,设计了积分滑模干扰观测器,使其能够在有限的时间范围内对控制系统的集总扰动实现准确估计;其次,以此干扰观测器为基础,设计了一种时变滑模控制方法,该控制运用双曲正切函数;最后,结合光滑整形技术,设计出零振动指令光滑器,从而抑制液体晃动和挠性附件振动.数值仿真结果表明:本文所设计的控制方案具有可行性和有效性,多模态充液挠性航天器在姿态机动过程中所引起的残余振动可以得到有效抑制.

基于BCALoD的FPSO软刚臂系泊系统疲劳分析

针对软刚臂系泊系统铰节点在服役过程中出现的疲劳损伤问题,提出一种基于原型监测和局部密度双向聚类算法(Bidirectional Clustering Algorithm based on Local Density,BCALoD)的疲劳寿命计算方法。采用BCALoD算法对获得的船体六自由度进行工况分类,运用多体动力学将运动数据转算为受力时程,将其作为铰节点疲劳寿命分析的载荷谱。采用Abaqus软件建立各铰节点有限元模型以计算热点应力,结合Miner线性疲劳累积损伤理论和雨流计数方法计算疲劳寿命。进一步分析评估基于实测数据的铰节点疲劳设计指标,指出该FPSO软刚臂上铰节点的疲劳寿命不足以支持其完成服役,且各铰节点难以统一维护和更换。本研究可为在役软刚臂系泊系统的疲劳寿命计算提供一种新的载荷处理方法,为未来海洋平台的设计提供参考。

广义链杆分析平面结构的几何组成

刚片两端同体系其它部分为铰链约束的构件,均可视为广义链杆。该文归纳了工程构件中常见的刚片-刚片、刚片-地基,以及复合广义链杆等三种类型,提出了广义链杆与虚铰间的转化模式。通过算例分析,验证了广义链杆分析结构几何组成的可靠性。广义链杆尤其是复合广义链杆,辅以等效代换、支座平移等方法能够极大程度简化复杂的杆件体系,有效拓展了简单规则分析的结构类型,进而丰富其应用范畴,为平面体系几何组成分析提供新的思路。

Hypermesh二次开发在汽车转向节刚强度分析中的应用

汽车转向节是车辆转向系统中的重要组成部分,其刚强度对转向系统的安全性和可靠性具有关键影响。基于汽车转向节刚强度分析的流程,对其前处理进行二次开发。首先,建立转向节的有限元模型,归纳静态刚强度分析的流程和关键步骤;然后,对Hypermesh软件的前处理部分进行二次开发,包括材料属性的赋予、硬点坐标的建立、载荷约束的施加和载荷步的建立;最后,通过对某款新能源汽车转向节前行制动工况下刚强度进行分析,验证了二次开发的有效性。分析结果表明:在转向节的上连接杆处应力、应变最大,应力最大值为319.8 MPa,位移最大值为1.376 mm,满足设计要求。通过对Hypermesh软件的二次开发,减少了前处理过程中的重复劳动,提高了技术人员的工作效率;同时,降低了汽车转向节的研发成本,缩短了研发周期。

复杂钢结构杆件预拼装与施工误差控制技术

针对复杂钢结构杆件安装问题,本文提出了基于全站仪测量数据的虚拟预拼装技术,该技术可以提前预知杆件安装误差是否可以控制在规范要求之内,同时针对现场安装问题,分别提出了截面误差和径向误差的控制方法和纠正措施,相关安装施工方法和经验可为类似大型钢结构工程安装提供参考。

‘黑金刚’黄皮在南宁市良庆区的表现及栽培技术

为了研究‘黑金刚’黄皮在广西南宁市良庆区的生长表现情况,对‘黑金刚’黄皮物候期、植物学性状及果实性状进行观测和评价。结果表明,该品种综合性状表现突出:3月中旬始花,8月中旬果实成熟;平均果穗质量323.5 g,果实中等大(单粒果质量平均8.1 g),单粒果实长圆形或近圆形(果实平均横径2.1 cm、纵径2.6 cm),成熟时果皮呈古铜色,完熟时果皮变黑褐色,果实可溶性固形物含量16.5%,可食率60.7%,每粒单果含种子1~2粒,果实清甜芳香,肉质结实柔滑,多汁无渣。总的来说,该品种有特色、品质优,能较好地迎合产销市场的需求,具有较广阔的发展前景,适合在广西南宁地区推广种植。

风土:文史演绎与地景再造的新史学研究

在其生前身后海量的诗、文、史、画中反复出现的杨贵妃,首先是一个常人,是姿质丰艳、善歌舞、通音律的杰出艺人,其次才是身不由己、动移上意的贵妃。无论叹惋还是诅咒,作为一个文化符号的杨贵妃,更多指向的是人人挥之不去又向往的“情”。抛离爱恨夹杂的贵妃情结所支配的文史叙事诗学的层层陷阱,杨贵妃的常人和艺人面相就呼之欲出。作为一个雅俗共享的消费对象,贵妃的遗物也脱离唐明皇的专利属性。其故冢和传闻遗失在马嵬并引过客争相观瞻的锦靿,犹如显圣物将马嵬圣地化,也支撑了贵妃落户海外的“野野史”。悖谬的是,在旅游成为一种生活方式的今天,马嵬已成为一个不再具有归属感、关系性和历史性的“非地点”。由此观之,文化就是在时空连续体中不同心性行动主体情与理的对撞、交融和辩证,抽象与具象的互生互促。