阀控非对称缸单向加载方法研究

为提高飞机结构疲劳试验中阀控非对称缸的加载速度,提出阀控非对称缸单向加载方法,并建立了数学模型,完成了加载速度、最大超调量及能耗等性能分析与试验验证。与阀控非对称缸常规加载方法相比,单向加载方法可有效提高阀控非对称缸的加载速度,且超调量小,能耗低,有较高的工程应用价值。

单向加载下明销直榫节点力学性能研究

西南木结构民居的节点主要采用带销钉的直榫连接,明销直榫连接是其中最常用的连接方式之一。为了研究明销直榫节点的力学性能,设计了8个足尺明销钉直榫节点和2个无销钉直榫节点,并进行抗弯的单调加载试验,得到不同类型节点的弯矩⁃转角曲线以及拔榫量⁃转角曲线,探讨销钉形状、位置对直榫节点性能的影响。研究表明:明销直榫节点在单向加载的情况下,其弯矩⁃转角曲线大致分为弹性受力阶段和塑性发展阶段,节点的失效原因主要是木材强度的破坏导致其变形过大而失去承载力;销钉对直榫节点有一定约束作用,能提高直榫节点的力学性能,降低其拔榫量;方形销钉对直榫节点约束性更强,销钉的位置对直榫节点影响较小。

大型火力发电厂梁-柱-支撑节点单向加载试验研究

以发电厂厂房钢结构中普遍采用的梁-柱-支撑节点为对象,根据工作点的不同,设计3个试件,进行单向加载试验。首先将极限承载力的试验结果与现有设计方法的计算结果进行分析对比,给出相应的计算建议;其次对单调加载时斜支撑轴力进行受力分析;最后与反复加载的试验结果进行对比。研究结果表明,不同的传力点在设计中的承载能力有一定区别;当支撑不出现屈服、连接角钢的强度和刚度满足要求时,采用现有方法进行计算是偏于安全的;若连接角钢的强度和刚度不能满足要求时,应采用所提出的计算方法进行计算。

不同加载方式SIP墙体的抗剪性能

以3种不同的单向加载方式对以木质OSB覆面的SIP墙体进行侧向加载实验,对比分析3种加载方式下SIP墙体的破坏形式及这3种加载方式对墙体抗剪性能参数的影响,结果表明:3种加载方式得到的墙体的抗剪性能指标有所差异,其中,采用ISO22452加载协议,即对墙体施加持续增加载荷的加载方式所得到的极限承载力最大、极限位移和延性系数居中,分别为46.06kN、71.83mm、3.31;采用ASTM E72-05加载时极限承载力居中、极限位移及延性系数最大,分别为:40.66kN、76.97mm、4.07。采用ASTM E564-06加载,即对墙体施加阶段载荷并使阶段目标载荷持续作用一段时间的方式,所得到的极限承载力、极限位移及延性系数最小,分别为37.73kN、54.92mm、2.91;3种加载方式对墙体破坏形式的影响不大。

新型装配式剪力墙单向往复/单调加载试验

为明确装配式剪力墙结构水平连接的传力机理,获得更优异的耗能能力,提出一种新型装配式剪力墙结构。针对此结构,设计制作4片缩尺比例为1∶1.54的不同螺栓配置数量、轴压比和边缘构件纵筋配筋率的新型装配式剪力墙结构模型,完成单向往复/单调加载试验。4片试件破坏模式相似,墙体保持弹性状态,且未发现明显裂缝;之后墙体混凝土发生破坏,裂缝多开展于1/3墙高下侧,最终破坏时沿墙身对角线向墙角贯通。轴压比/边缘构件纵筋配筋率减小导致试件各特征荷载降低。试验结果表明,增加螺栓配置数量虽然对试件的特征荷载影响不大,但能有效限制墙体侧移,提高试件的整体性和水平连接装置的传力性能;新型装配式剪力墙具有更强的变形能力,极限承载力与现浇墙体基本一致。

双向加载下混凝土的力学特性研究

为了研究双向加载下混凝土的强度,采用河南理工大学的双向等刚度加载设备,对C50混凝土立方体试块进行了单向和双向σ_1∶σ_2=1∶1和σ_1∶σ_2=2∶1的加载试验,并将单轴下混凝土的强度与双轴下混凝土的强度进行了比较;得出了不同加载条件下的混凝土应力应变曲线,给出了实验过程中观察到的现象,探讨了双轴下混凝土的破坏机理.通过研究表明:单向加载下,混凝土的破坏属于剪切破坏,双向加载下,混凝土的破坏属于拉—剪破坏;双向加载条件下,混凝土的破坏强度比单轴破坏强度要高,主要是中间主应力的影响.

装配式混凝土墙板新型键槽接缝受剪性能研究

为研究适用于低多层装配式混凝土(PC)墙板的新型键槽接缝界面的受剪性能,设计并制作2组共8个键槽式接缝连接的PC墙板试件,开展单向推剪加载试验和扩展参数数值分析,分别探讨轴压比、结合面砂浆强度及键槽构造形式等因素对键槽界面受剪性能的影响;提出新型键槽接缝界面的受剪承载力计算公式,并构建键槽接缝界面的剪力-滑移模型。研究结果表明:轴压比对接缝破坏形态和受剪承载力均具有显著影响,增大轴压比后,裂缝发展更为充分,局部混凝土出现剥落甚至压溃,接缝的受剪承载力与轴压比近似呈线性关系。提高结合面砂浆强度可较大幅度地提升接缝的受剪承载力,对比普通填充砂浆,采用高强砂浆连接试件的受剪承载力提高了57.2%。合理的键槽界面构造可有效提高接缝的受剪承载力,相较于传统的平直缝界面,深度为50 mm、倾斜倒角为11.3°的键槽界面的受剪承载力提升了16.5%。本文所提公式受剪承载力计算结果与试验结果吻合较好,所提模型能准确预测键槽界面的受剪行为。

钢管混凝土柱脚的承载性能分析

为了研究钢管混凝土柱与钢筋混凝土基础之间的柱脚连接性能,采用ANSYS软件进行了钢管混凝土柱脚在单向加载和低周期反复加载下承载性能的有限元分析,明确了柱脚中性轴的变化规律,给出了单向加载下柱脚的破坏特征,分析了低周反复荷载下该柱脚节点的滞回性能。研究表明:该柱脚节点的工作性能可靠,总体抗震性能良好;随着轴压比的增大其抗震性能表现出先增强后减小的趋势。

装配式挡墙箱体集束连接力学性能试验研究

为解决船闸工程现浇施工体系施工效率低、质量不可控等问题,提出将装配式结构应用于船闸挡墙工程,并在此基础上将集束搭接连接应用于装配式挡墙结构。为明确集束连接的力学性能,开展了集束连接局部构件的单向分级加载试验,观察试件破坏特征和裂缝发展规律。试验结果表明:试件破坏模式为小偏心受拉破坏,破坏位置集中在插筋端部较小范围内。研究结果可为船闸挡墙工程集束连接结构的破坏模式分析和受拉承载力计算提供理论支持。

某核岛厂房转运清洗间曲面墙单向轴压试验

以转运清洗间钢板混凝土弧墙为研究对象,采用单向循环轴压加载试验的方式,对曲率超限墙体钢板、栓钉、混凝土的协同工作性能进行验证。通过对试件破坏现象、荷载-位移曲线、应变等试验数值的分析,验证了转运清洗间曲率超限墙体设计的可靠性。

基于多点位移控制的梁柱节点刚度对钢框架抗震性能的影响

利用ABAQUS有限元软件建立不同梁柱节点连接刚度的平面钢框架模型，采用SPRING2单元模拟梁柱连接，以不同弯矩-转角曲线作为节点约束条件，并通过添加位移约束方程实现多点位移控制加载。通过与两层两跨半刚性钢框架的实验结果进行模型验证，设定不同节点刚度影响系数α的值，建立一组不同节点刚度的六层两跨钢框架模型，对其进行了单向加栽及循环加载，对比分析了承载力、侧向刚度、延性、耗能能力、刚度退化等特性。结果表明：当α介于1／15～1／20时钢框架承载力及侧向刚度较高，且具有良好的延性及耗能能力。可为实际工程中节点设计提供参考。

不同覆面材料木剪力墙抗侧性能试验研究

对10片尺寸为2.44 m×2.44 m且覆面板分别为进口OSB板、国产OSB板、国产胶合板、玻镁板和石膏板的木框架剪力墙进行了单向加载试验,得到了不同覆面板剪力墙的破坏模式、荷载-位移关系,通过计算分析获得了各种剪力墙的屈服和极限荷载、弹性阶段刚度、板材延性等性能指标.研究结果表明:国产胶合板及OSB板剪力墙在承载能力、延性和耗能方面较进口OSB板剪力墙有较大的提高;玻镁板不仅具有较好的防火、防水性能,而且比石膏板的强度高、韧性好.因此国产板材具有良好的力学性能,可以作为轻型木结构剪力墙的覆面板材.

轻钢-尾砂微晶发泡板组合墙平面外受力性能试验

本文提出了一种轻钢-尾砂微晶发泡板组合墙,是由内部嵌入钢筋的尾砂微晶发泡板与轻钢龙骨组合而成。为研究其风吸或风压作用下弹性变形性能以及平面外受弯破坏全过程,进行了8个轻钢-尾砂微晶发泡板组合墙足尺试件的单向加载试验。试件参数包括组合墙高度、发泡板强度、嵌入发泡板的钢筋直径、发泡板是否带釉面、发泡板是否复合轻质砌块。每个试件均进行3个工况的加载,前两个工况模拟风吸作用,加载至试件外表面产生裂缝;第三个工况模拟风压作用,加载至试件破坏。采用门式加载架,悬吊试件实现简支,通过简支分配梁将集中荷载分成与试件八点接触加载,各加载点设置球铰支座。研究表明:轻钢龙骨与发泡板有良好的平面外共同工作性能;采取增大组合墙截面高度、提高发泡板材料强度、发泡板设置釉面层、发泡板复合粉煤灰砌块的构造措施,均可提高组合墙的平面外受力性能,复合粉煤灰砌块对提高试件平面外承载能力效果最为显著;利用截面换算方式对组合墙板平面外极限承载力进行计算,计算结果与试验符合较好。结合试验数据及外围护墙板的风荷载计算公式,计算出组合墙的极限风荷载值,为该组合墙的设计及工程应用提供了参考。

梁柱节点刚度对无支撑钢框架性能的影响

采用有限单元法对不同层数及跨数的无支撑钢框架进行了单向和循环加载有限元分析与对比,研究了梁柱节点刚度大小对框架的抗侧刚度、屈服荷载、屈服位移、滞回性能、破坏模式等性能的影响。结果表明:随着节点转动刚度的逐渐降低,框架侧向刚度减小,侧移增大,框架柱脚很容易率先屈服,梁端很难形成塑性铰,导致结构耗能能力降低;节点刚度达到106kN.m/rad时,框架性能与理想刚接基本一致,可以看成刚性连接框架;节点刚度小于103kN.m/rad时,可以看成铰接框架;节点刚度介于103～106kN.m/rad时则属于半刚性连接框架,节点柔性对结构性能的影响不可忽略。

轻质纤维增强复合木剪力墙拟静力试验研究

为研究轻质纤维增强复合木剪力墙的抗震性能及墙骨柱对其的影响,进行了无轴力下墙板的单向加载试验及往复加载试验。结果表明:轻质纤维增强复合木剪力墙的破坏形态为弯曲破坏及连接破坏;试件峰值承载力能达到100kN以上;墙骨柱提高了墙板承载力、初始刚度,墙骨柱受拉时承载力较墙骨柱受压时高;往复加载条件下,墙体出现的裂缝较多。

影响方钢管柱-H型钢梁不等高梁节点域性能的参数分析

为探究影响方钢管柱-H型钢梁外加强环式不等高梁节点域力学性能的参数,以梁高比、柱宽厚比、轴压比、梁翼缘宽厚比、梁柱宽厚比和节点域高宽比为分析参数,采用有限元分析软件ABAQUS,在对比已有试验结果验证有限元模型可靠性的前提下,对节点模型进行了单向位移加载下非线性数值模拟分析。研究结果表明:柱宽厚比对不等高梁节点域剪切初始刚度有明显影响;梁高比、柱宽厚比和梁翼缘宽厚比对节点域的变形能力有一定影响;梁高比和柱宽厚比对不等高梁节点域的剪切承载力影响较大。

砌体剪压复合强度的试验研究

为避免现有砌体结构剪压复合作用下较为繁琐的双向控制强度测试模式,采用一种以单向加载替代传统双向加载的改进试验装置,借助试件角度旋转获取了不同应力比下砌体剪切滑移破坏、受拉破坏、受压破坏3种破坏形态;通过数值分析对试验现象进行对比验证,揭示了不同剪压复合应力状态下砌体抗剪强度的破坏规律;以0.2和0.6为界限采用三段式剪压相关曲线构建出不同应力条件下剪压复合强度破坏准则,以0.2为界限提出了砌体剪压复合受力状态下材料应力应变关系.结果表明:改进试验方法简捷高效误差小,理论计算与试验结果之比的均值为1.07,变异系数为0.180;试验结果丰富了砌体材料本构关系,可为砌体结构破坏准则的完善与数值分析模型的构建提供理论依据.

基于ANSYS的支撑对比分析

屈曲约束支撑在结构中是一种高效的抗侧力构件,利用ANSYS建立屈曲约束支撑和普通支撑的有限元模型并进行对比分析,包括弹性稳定性分析、单向加载分析、滞回分析。结果显示屈曲约束支撑在这三方面性能明显优于普通支撑。

复杂应力条件下饱和珊瑚砂各向异性试验研究

各向异性是珊瑚砂的固有属性。对饱和南沙珊瑚砂开展了一系列不排水单向剪切试验,探究了固结应力方向角α_(0)和单向加载方向角α_(m)对饱和珊瑚砂不排水反应的影响。α_(0)和α_(m)对饱和珊瑚砂的不排水反应均有显著影响,且α_(0)与α_(m)的耦合作用对其不排水反应的影响更为复杂。对所有试验的应力条件,饱和珊瑚砂的超静孔压ue均呈现出先增大后减小的趋势。α_(0)不同时饱和珊瑚砂的相变强度S_(PT)、有效内摩擦角Φ_(PT)与α_(m)的关系存在显著差异。发现饱和珊瑚砂的相变强度S_(PT)与无量纲参数β存在事实上的线相关性,其中,β是以α_(0),α_(m)为变量的余弦函数。随着广义剪应力q_(g)的增大,饱和珊瑚砂呈现出明显的应变硬化现象。

汽车轮毂轴承单元试验机

轮毂是连接车轮和车轴的部分,是轮胎和车轴之间承受负荷的旋转组件,担负着承载车重、传递动力、轮胎散热等功能,而且作为一个旋转运动部件,轮毂在具有一定的刚度前提下,必须符合轻质、耐疲劳、动平衡等条件。轮毂加载试验机通过对轮毂内部轴承的轴向双向加载和径向单向加载,模拟轮毂在工作中的实际工况,并且对试验轴承温度、加速度、转速、时间等数据进行自动测量、记录及处理。