单向应力状态下钢材高温分析的损伤模型

本文结合结构钢材火灾高温分析的特点,通过对Lemaitre关于常温下金属材料延性损伤模型的分析和修改,提出一种适用于单向应力状态下钢材高温分析的损伤模型,为进行钢框架在火灾高温作用下及火灾冷却后的反应和损伤分析提供可能性。

电磁超声单向应力横纵波联合测量方法研究

针对单向应力检测时厚度不均匀及拉伸变形等严重影响应力检测精度的难题,提出一种电磁超声横纵波联合测量单向应力的方法。通过基于洛伦兹力换能机理,优化设计出电磁超声纵波与横波探头,可有效提高回波信号的信噪比与幅值大小。分析了纵波与横波应力-声时差关系,建立了横纵波联合的单向应力电磁超声测量模型。利用自制的铝合金7075螺栓模拟件,开展了单向应力-声时差系数标定及横纵波联合应力测试实验,并与基于应变片的实测值进行了比较,验证了所设计电磁超声探头和应力测量方法的有效性。

单向应力状态点分析在工程测试中的应用研究

应用材料的应力状态分析理论,在几何形状复杂的工程构件中找到一些靠近棱边的特殊位置点,其在不受表面力时处于单向应力状态,且主应力方向与棱边平行,因此可以方便地测量出这些点的应力应变。在此基础上,将测试结果与有限元仿真结果进行对比分析,有助于对理论模型的有效性和可靠性进行判定。

单向应力状态下薄壁管材连续矫直压弯量模型

针对目前薄壁管材在连续矫直过程中仍沿用经验图表结合人工经验和反复试矫对其进行估定的现状,在构建压弯量计算简化力学模型的基础上,对单向应力状态下弹性区、弹塑性区管材横截面弯矩进行解析,应用莫尔积分建立了矫直辊压弯量数学模型.应用LS-DYNA对薄壁管材的连续矫直过程进行动态仿真,验证了模型的正确性,通过对典型管材数据的计算绘制了压弯量曲线,定性分析了各工艺参数对压弯量的影响,为现场压弯量的调整提供理论依据.

单向应力状态下线性强化弹粘塑性材料的流变性质

分析了单向应力状态下线性强化弹粘塑性材料的流变性质 ,指出了这种材料的本构方程与粘弹性三参量固体的本构方程相似性 。

单向应力状态下线性强化弹粘塑性材料的流变性质

分析了单向应力状态下线性强化弹粘塑性材料的流变性质,指出了这种材料的本构方程与粘弹性三参量固体的本构方程相似性,从而得出了积分型本构方程.

单向应力下类岩石试件预制浅裂隙发育规律及破坏特征分析

我国西南煤矿在开采过程中覆岩裂隙发育显著,开采扰动较强,围岩控制难度较大。为研究含裂隙岩石破坏机理,改善西南矿区围岩控制效果,采用单轴压缩试验结合DIC技术研究了裂隙倾角、裂隙数量等对类岩石试件力学特性、表面变形场、裂隙扩展路径的影响。结果表明:裂隙倾角由0°和90°变化至45°的过程中,岩石单轴抗压强度降低程度分别由12.47%和16.66%增至28.83%,单裂隙试件、双裂隙试件、三裂隙试件的平均峰值强度分别为完整试件的80.24%、69.07%、56.94%,单裂隙类岩石试件在单向应力下,常沿裂隙端翼出现裂纹扩展,多裂隙类岩石试件则出现与加载方向平行的裂隙。当单裂隙试件裂隙倾角为45°和60°时,试件最大主应变超过完整试件;在多裂隙试件中,仅双横向裂隙试件有此现象。此研究结果可为控制我国西南煤矿围岩稳定性提供理论依据。

热-应力老化作用对电容器用BOPP薄膜绝缘性能的影响

为了研究热-应力老化作用对电容器用双向拉伸聚丙烯(biaxially oriented polypropylene,BOPP)薄膜绝缘性能的影响,本文对电容器用厚度为7.8μm的BOPP薄膜进行120℃下单向拉伸,在应力分别为0、10、20、40 N下进行168 h的老化处理,利用万能材料试验机测试了其拉伸应力应变特性,在85℃条件下测试了试样的电导率、介电常数和直流击穿等电气特性,并通过热刺激去极化电流分析了热-应力老化作用对BOPP薄膜陷阱特性的影响。结果表明:热-应力的老化作用导致BOPP薄膜电导率明显上升,热的作用导致介电常数的下降,单向应力的作用导致介电常数的上升。此外,热刺激去极化电流测试结果表明,热-应力老化作用导致BOPP薄膜中能级较深陷阱密度显著上升。上述结果表明,热-应力老化作用导致电容器用BOPP薄膜电气性能下降,应增强对其重视和研究。

预应力单向叠合楼板的结构设计与经济性分析

传统的楼盖结构均采用现浇双向板的方式,随着新技术及新理念的发展,预应力单向叠合楼板等装配式结构体系开始应用于房屋建筑的楼板建设中。但是该类结构体系由于自身材料成本的增加,可能会使工程成本提升,然而目前缺乏定量的统一认识。基于此,分析了不同荷载及抗震条件下整体单向叠合楼板及单构件的钢筋使用量增量,并对比分析了不同类型单向叠合楼板的工程费用。结果表明:单个构件用钢量增量较整体结构用钢量增量相对较大,存在一定的不可靠性;当荷载等级提升,设防烈度降低,该差异更加显著;无支撑预应力混凝土带肋叠合板的工程总费用造价比现浇楼板造价仅低5.7%,比桁架钢筋叠合板工程总造价费用低32.7%,比有支撑预应力混凝土叠合板工程总造价费用低10.8%。

超大跨径单向预应力UHPC连续箱梁桥概念设计与初步实验

提出一种超大跨径超高性能混凝土(UHPC)连续箱梁桥新体系。新体系梁桥将超高性能混凝土(UHPC)、密集横隔板薄壁箱梁和部分体外预应力有机结合,变传统三向预应力为纵向单向预应力结构,不仅提升了梁桥跨径,而且可消除传统大跨径PC梁桥的主梁过度下挠和梁体开裂两类病害,通过对跨径400m的UHPC连续箱梁桥试设计,结果表明,新体系箱梁桥各种板件的厚度大幅度减小,密集横隔板有效降低了箱梁的横向应力,上部结构自重可减轻约50%,具有良好的经济性,单向预应力完全可行。进行了UHPC梁的徐变性能和腹板抗剪性能模型试验。试验结果表明:UHPC梁的徐变变形仅为常规梁的20%,密集横隔板进一步提高了腹板的抗剪能力。超大跨径UHPC连续箱梁桥是一种在安全、经济、耐久各方面极具竞争力的梁桥方案,可适用于400m级跨径的连续体系梁桥。

斜拉桥单向预应力体系索塔锚固区足尺模型试验研究

为研究布置单向预应力的混凝土索塔锚固区的传力机理,明确该类新型索塔锚固区的实际受力状况,以广中江高速公路西江水道桥为工程背景,进行了索塔节段足尺模型试验和有限元数值分析,试验中特制了与实桥一致的平行钢丝索短索,并设计了斜向加载反力梁,以模拟斜拉索的大吨位斜向荷载;试验过程中观测结构的应力、变形以及裂缝发展.研究结果表明:理论分析与试验结果吻合较好,结构在1.2倍设计荷载下仍处在弹性受力状态,主要受力部位未发现裂缝;推算抗裂安全系数为2.04,布置在顺桥向塔壁的单向预应力能够提供足够的压应力储备.

单向拉伸应力状态下沥青混合料强度和刚度特性

为了解单向拉伸应力状态下沥青混合料的强度、刚度特性及破坏原因,进行不同加载速度的直接拉伸动回弹模量、静回弹模量及强度试验,揭示沥青混合料强度、回弹模量、破坏应变、应变能等参数随加载速度的变化规律。建立初始开裂对应的各个力学参数与加载速度之间的幂函数关系,并从破坏机理上将材料设计与结构层的设计相统一。研究结果表明:在单轴拉伸试验中,沥青混合料的动、静回弹模量随加载速度的增大而呈幂函数增大,且动回弹模量随着温度的升高而降低;进行不同加载速度的破坏试验时,试件的初始开裂应变基本保持稳定,且表现为拉应变破坏特征,故拉应变是导致沥青混合料发生破坏的原因,用第二强度理论作为直接拉伸条件下的破坏准则较合适。

单向受限应力下镐型截齿破岩特性及其影响因素分析

基于刀具破岩的非爆机械化开采有望成为深部矿山开采的主要替代方法之一。矿岩可切割性是制约刀具破岩的关键因素,其受到受限应力条件和岩石性质的影响。因此,研究不同种类岩石在不同受限应力条件下的可切割性,可为机械刀具破岩提供理论依据和关键技术参数支撑。首先在不同受限应力条件下,对花岗岩、大理岩、红砂岩和磷矿石进行了截齿破岩试验。然后,以试验结果为基础,对脆性指数、受限应力条件与截齿破岩峰值载荷和破岩比能之间的关系分别进行了回归分析。最后,利用熵权法评价了岩石强度特性和受限应力条件对截齿破岩峰值载荷和破岩比能的影响权重。结果表明:所建立的回归模型具有良好的预测精度,单向受限应力和脆性指数对截齿破岩峰值载荷和破岩比能的影响均呈非线性变化;单向受限应力和岩石强度特性对截齿破岩性能均有显著影响,且单向受限应力的影响权重略大于岩石强度特性。研究结果可为深部矿山非爆机械化开采可行性判别以及破岩参数设计提供理论依据。

四边简支矩形单向预应力双向叠合板的弹性设计方法

分析了当前预应力混凝土叠合板设计中存在的问题,结合预应力混凝土叠合板的工作特性,根据弹性薄板原理,按正交异性板推导出了四边简支单向预应力矩形板的弯距分配公式,最后运用实例验证了这种弹性设计方法的合理性.

单向预应力宽枕板结构设计及力学特性研究

为解决不良地质区域既有预制轨道板和现浇道床板破坏后难以快速、便捷修复的问题,提出一种单向预应力宽枕板的设计方案。为验证宽枕板的设计能够满足其施工、运输及安全服役需求,基于数值分析方法对单向预应力宽枕板的抗弯特性、疲劳特性及抗裂特性进行结构检算,基于有限元分析方法对宽枕板在起吊状态下的受力特性进行模拟,并对宽枕板板下聚乙烯泡沫板的合理设置宽度进行研究。结果表明:宽枕板的各项力学特性均能满足设计要求,且具有较大的安全余量,宽枕板的配筋设计可以确保其安全服役需求;宽枕板的设计可以确保其在施工或运输等过程中起吊或支承的安全性;宽枕板下泡沫板宽度取500 mm时,可使宽枕板的弯矩水平和道床表面应力水平均处于较低的水平,且满足现场施工工艺要求。

单向预应力混凝土钢桁架预制底板受力性能试验研究

为研究新型单向预应力混凝土钢桁架预制底板的受力性能,设计制作了4块单向预应力混凝土钢桁架预制底板试验构件。通过逐步加载方式,对预制底板的挠度变形、抗裂性能、承载能力及裂缝分布进行试验研究。试验结果表明:与预制平板相比,钢桁架能够显著提高预制底板的抗弯刚度、抗裂性能及承载能力,且不同桁架类型的预制底板呈现出不同的破坏状态;其中单向预应力混凝土钢管桁架预制底板的开裂荷载最高,能够满足施工阶段下部不设临时支撑的要求;对于单向预应力混凝土钢管桁架预制底板而言,上弦钢管灌浆与不灌浆对提高预制底板开裂荷载作用并不显著。

单向预应力混凝土双向叠合板非线性有限元分析

剖析了当前预应力混凝土双向叠合板在理论分析和设计应用方面存在的一些问题,结合该种叠合板的工作特性,并考虑材料的非线性、叠合板各向异性等因素,采用非线性有限元程序,分析并模拟了单向预应力混凝土双向叠合板在均布荷载作用下加载直到破坏的过程,并与试验结果进行了比较。

单向预应力双向受力叠合板的试验研究及设计方法

由若干块单向预应力底板拼合,并浇筑后浇层形成的双向受力叠合板,其现有的设计计算方法存在不合理之处。通过对7.3m×6.9m的四边简支单向预应力双向叠合板进行静力加载试验,并通过理论分析,提出按刚度分配原则设计单向预应力双向受力叠合板的方法,与实际受力相符,具有较好的经济性,且较为实用。

叠合单向预应力肋梁空心楼盖受力性能研究

采用有限元软件Abaqus建立了叠合单向预应力肋梁空心楼盖(带拼缝)、现浇单向预应力肋梁空心楼盖两种在平面内荷载作用下数值模型,分析楼板的挠度与施加作用力之间的关系。计算结果表明,叠合单向预应力肋梁空心楼盖拼缝处预留钢筋,现场设置现浇肋梁时,其整体受力性能与现浇单向预应力肋梁空心楼盖性能接近,适用于大跨度结构中。

先张法单向预应力高性能砼面板预制施工

上海国际航运中心洋山深水港一期工程采用的预应力构件，都由高性能砼浇筑而成。除预应力梁外还有预应力面板，预应力面板共计1014块。大批量生产高性能砼预应力面板在我公司预制厂还是第一次，无现成的生产台座，因此需新建预应力面板制作台座，见照片1、2。同时在实践中不断完善高性能砼的施工工艺。