应变硬化对钢框架塑性区域长度的影响

目的在理论上研究了钢材应变硬化和钢框架塑性区域长度之间的关系,分析各国规范对屈强比规定上限值的原因,为研究高屈强比钢材的应用提供参考.方法根据平截面假设,对塑性区域长度进行了定义,并按照定义对不同钢材本构模型下塑性区域长度的表达式进行了推导,对影响其大小的参数进行了理论分析.结果针对钢材本构有无屈服平台两种情况,推导出悬臂梁塑性区域长度的计算公式,比较了钢材屈强比(屈服强度fy/抗拉强度fu)、屈服应变、屈服平台末端应变、极限应变对塑性区域长度的影响,其中屈强比在0.5～0.64、0.75～0.90变化,屈服应变在0.001 14～0.001 44、0.003 35～0.003 65变化,屈服平台末端应变在0.01～0.025变化,极限应变在0.15～0.30、0.08～0.14变化.结论随着屈强比的增加,无论钢材有屈服平台或无屈服平台,其塑性区域长度均变小,且塑性区域长度随屈强比线性变化;应变对塑性区域长度的影响都很小;在塑性设计和抗震设计中屈强比应该被限制.

结构塑性区域图的一种有效绘制方法

提出了一种结构塑性区域图的有效而简单的绘制方法，根据弹塑性有限元的计算结果，采用有效的搜索策略，在结构边界和内部连续搜索塑性区域轮廓的高斯积分点，并用一定的方法连结起来，生成。ＳＣＲ命令组文件，通过ＡｕｔｏＣＡＤ绘图软件包，计算机自动生成结构塑性区域图，并显示已进入塑性状态的高斯点位置。实例表明，该方法所绘制的图形清晰。

螺栓塑性区域紧固

叙述了螺栓紧固试验机的构造及用此所得到的结果。旨在说明在提高螺栓紧固的性能及在紧凑化方面塑性区域紧固效杲显著的原因。

生产线上螺栓塑性区域紧固法及其质量管理的研究

针对机动车用发动机的小型轻量化、高可靠性要求而采取了螺栓塑性区域紧固法。与通常的扭矩法相比,在螺栓紧固质量、可靠性方面获得了实质性的提高。但简便且切实可行的质量管理法尚在探索中。

冲击作用下钢护筒复合桩塑性区形成及迁移机制

为探究钢护筒复合桩在冲击作用下塑性区形成和迁移机制,基于经摆锤冲击试验验证的钢护筒复合桩船舶撞击数值模型,通过对比钢护筒复合桩(SCC桩)和普通钢筋混凝土桩(RC桩)塑性区产生和发展的异同,以及不同钢护筒尺度下基桩塑性区的形成和分布规律,深入分析了钢护筒复合桩在冲击荷载作用下塑性区域的产生和演化情况,探索了钢护筒长径比和厚径比对基桩塑性区域的影响规律。研究表明,钢护筒缩短了冲击作用下基桩的塑性区发展时间,使同种桩基中不同桩身位置的塑性区的产生部位趋于一致,增加了基桩参与受力的范围;钢护筒入土深度的增加和厚度的减小均导致基桩塑性区域向钢护筒包裹段转移,厚度偏小的钢护筒容易在冲击荷载作用下产生局部屈曲,导致基桩远离冲击侧也产生塑性区。

塑性区域紧固的高强度螺栓结构设计与验证

本文针对当下小型节能轻量化,高可靠性发动机高强度紧固件,在结构设计上的特殊要求进行说明,以及设计验证时应遵循的思路进行解析。

准静载作用下弹塑性微弯裂纹尖端塑性区

研究了准静载荷作用下的弹塑性弯曲延伸裂纹的塑性区。通过分析,比较精确地确定了弯曲裂纹尖端塑性区域边界上正应力与切应力的分布状态。综合考虑了准静态作用应力,塑性区域边界上正应力与切应力,利用二阶摄动方法,研究分析了弯曲裂纹尖端塑性区域的范围;预测了弹塑性裂纹的扩展路径。

轴压下钢筋混凝土桥墩塑性铰特性研究

通过2个大尺寸钢筋混凝土桥墩在轴压下的水平低周往复加载试验,并结合混凝土压应变方法和基于OpenSEES的数值方法,研究钢筋混凝土桥墩的塑性铰特性,分析轴压对塑性区域长度及等效塑性铰长度的影响规律。结果表明:随轴压的增大,桥墩截面受压区应变增大,桥墩发生塑性破坏区域的长度显著增加,既有规范按1.0倍的桥墩截面高度估计塑性区域长度在高轴压下偏于不安全,故建议当桥墩轴压比超过0.2时,加密布筋的塑性区域长度应增大至1.5倍的桥墩截面高度;随着轴压增大,桥墩位移延性的下降大于截面曲率延性下降的幅度,从而使等效塑性铰长度不断减小,因此在推导等效塑性铰长度时应考虑轴压的影响,以免在轴压较大时过高估计桥墩延性,带来安全隐患。

渗流作用下圆形巷道围岩弹塑性分析

在假设岩体在无限小的区域内材料属性相同,将岩体划分为若干个塑性区域环的情况下,应用统一强度理论,结合岩石应变软化力学模型与围岩峰后强度和变形演变规律,推导了渗流作用下圆形巷道围岩破裂分区的计算公式,分析了渗流作用下巷道围岩的弹性区、塑性软化区和破裂区的力学性态。结合具体算例,对比分析了渗流作用下和无渗流作用下巷道塑性区范围影响因素,得出支护反力、巷道半径以及采深对渗流作用下的巷道塑性区域影响尤为明显。研究表明,考虑渗流作用使得分析结果更加接近于实际,能显示出巷道围岩变化破坏情况,为地下工程的优化支护设计及安全性评价提供理论依据。

基于数字图像相关的塑性变形识别方法

为了检测金属构件表面的塑性变形,提出了一种基于加权光强相关系数的塑性变形识别方法.该方法利用数字图像相关方法,搜索变形后被测点的位置,然后将加权因子引入光强相关系数的计算,并以此来判断被测点是否已经进入了塑性变形阶段,最后用试验对完整的试件和带缺口的试件分别进行了弹塑性边界和塑性区域识别.研究结果表明,该方法能够准确地判断试件是否进入塑性变形阶段,并且能直观地识别出塑性区域.

导电矩形板的磁弹塑性动力失稳特征研究

基于Maxwell电磁场方程及电-磁-力多场耦合理论,研究了矩形导电薄板在横向脉冲磁场及面内恒定磁场共同作用下的弹塑性动力响应及其动力失稳特征。采用有限元方法探讨了悬臂矩形薄板在外加磁场作用下的涡电流的分布特征,数值模拟了矩形导电薄板的振幅,频率随外加磁场幅值的变化情况,给出了磁弹塑性动力失稳的临界磁场值与金属薄板的电导率、板的长厚比以及磁脉冲参数τ之间的关系,展示了不同磁场下导电薄板结构塑性区域等,这些研究结果为工程实际中电磁成形工艺的改进以及导电结构的安全设计和可靠性评估提供依据和参考。

铁磁矩形简支板的磁弹塑性弯曲行为分析

基于广义变分原理得到的磁力计算公式,采用塑性增量理论,Mises屈服准则和有效的增量有限元计算方法,研究了线性强化材料铁磁矩形板的磁弹塑性弯曲行为。在文中定量模拟了铁磁简支矩形板在外加磁场作用下的挠度特征曲线,铁磁板发生塑性变形时的构型图和不同外加磁场下的中截面构型,以及铁磁板在卸载后的残余挠度特征曲线等力学特征,分析了塑性区域随磁场增加而扩展的情况。数值结果表明:当铁磁矩形板上的部分区域发生塑性屈服后,其变形明显大于相同磁场条件下铁磁板发生的弹性变形值;且随着外加磁场倾角的增大(0°<α≤45°),铁磁板进入塑性屈服状态的临界屈服磁场值减小;铁磁板的中截面构形为双半波型,其塑性区域由铁磁板两侧挠度最大的区域向板的中心区域扩展,板的中心最后进入塑性区域等。

弹塑性疲劳微弯裂纹尖端塑性区问题

主要研究疲劳载荷作用下弹塑性裂纹弯曲延伸扩展问题。通过分析论证,比较精确地研究了疲劳载荷作用下弯曲延伸裂纹尖端塑性区域边界上交变应力的分布状况。综合考虑了疲劳作用应力,塑性区域交变应力,利用二阶摄动方法,研究计算了弯曲延伸裂纹尖端塑性区域的范围,并预测了疲劳载荷作用下弹塑性裂纹扩展路径。

基于双极坐标法浅埋圆形隧道围岩非线性弹塑性分析

考虑围岩的非线性特性,采用双极坐标系研究弹塑性半无限空间内浅埋隧道围岩应力分布和塑性区域。在连续、均匀和各项同性的无限半空间下建立浅埋隧道开挖模型,围岩求解问题可当作半无限平面问题,并且将平面依据双极坐标曲线划分。在地表均布荷载和隧道径向支护力作用下,基于广义Hoek-Brown强度准则推导出半无限空间内水平圆形隧道围岩的弹塑性应力解析解以及塑性半径、塑性区域范围和隧道临界支护力计算方法。最后,通过数值计算,分析地质强度指标、内部支护力、地表荷载和隧道埋深的变化对浅埋隧道围岩的塑性半径、塑性区域形状和应力分布的影响规律。通过与其他基于线性强度准则下的应力计算方法进行对比,验证本文方法的有效性。之后的结果显示,两种准则计算结果差距十分小。

对称Y型月牙肋钢岔管内压下弹塑性分析

为了研究月牙肋钢岔管在内水压力下的应力分布特点,确定超载情况下塑性区的出现部位及塑性的发展程度,以某水电站月牙肋钢岔管实际工程项目为例,建立带弹性地基的岔管有限元模型,开展水压试验工况下正常内水压及超载内水压的静力弹塑性分析。对不同管壁厚度和内水压力下塑性区域、第一主塑性应变和Mises应力进行了分析,表明:在内水压力作用下,塑性区域集中出现在管壳与月牙肋板相贯线附近主岔管最高点内壁处,月牙肋板与岔管接缝处附近出现小部分塑性区域。为月牙肋钢岔管的加肋补强及钢筋混凝土外包提供了设计依据。

反复荷载下混凝土框架柱塑性铰区基于延性的抗剪承载力机理分析

在试验研究的基础上,以框架结构延性设计为目的采用桁架+拱模型研究了框架柱塑性铰区域抗剪受力机理,分析了位移延性系数、加载循环次数等因素对框架柱构件塑性铰区域剪切受力性能的影响,并结合试验结果提出了混凝土框架柱塑性铰区域剪切承载力抗震延性设计实用公式,可有效实现结构的延性破坏机制。主要为配合GBJ10-89的修订,该成果已被《混凝土结构设计规范》(GBS0010-2003)吸收。

双节公交大巴铰接盘弹塑性变形研究

根据双节公交大巴铰接盘的工况,取其单元体,建立切向坐标系下的动力学平衡方程和变形协调方程;经线性变换后,确定了内力与应力、应变的平衡关系,从而得出应变与内力的关系式;并引入微变积分函数,得出应变与微变积分函数的力学平衡关系;给出了铰接盘在不同载荷下,塑性区数量不同时的微变积分函数的表达式和曲线图,供工程技术人员设计时参考。