孔边凸台结构的损伤容限优化设计

以结构裂纹扩展寿命最大为优化目标,以孔边凸台结构的宽度,厚度和圆角为优化变量,采用遗传算法对孔边凸台结构进行基于损伤容限设计思想的优化设计。通过具体算例,给出了等重量情况下孔边凸台结构的最优寿命及对应的最佳凸台结构宽厚比,为孔边凸台结构的结构设计提供了参考和指导。

单双边孔边凸台结构损伤容限设计对比分析

凸台是一种常用的孔边加强方式。通过大型有限元分析软件ANSYS建立孔边凸台结构模型,对比单边凸台和双边凸台对结构断裂品质的影响,为工程应用提供参考。

基于损伤容限的孔边凸台结构优化设计

以孔边凸台结构的宽度和厚度为优化变量,以裂纹扩展寿命最大为优化目标,采用遗传算法对孔边凸台结构进行基于损伤容限设计思想的优化设计。通过具体算例,给出了等重量下孔边凸台结构的最优寿命及对应的最佳凸台结构宽厚比,为孔边凸台结构设计提供了参考和指导。

2D编织C/SiC孔边致密化结构多尺度混合模型与拉伸性能

针对一种开孔2D编织C/SiC复合材料在化学气相浸渗过程中出现的孔边致密化结构,提出了一种表征孔边致密化结构的建模方法。考虑孔隙的随机分布,建立了纤维束尺度代表体积元模型,实现了2D编织C/SiC复合材料等效弹性模量的计算。在此基础上,建立了具有孔边致密化结构的2D编织C/SiC复合材料宏-细观组合模型。基于3D hashin失效准则与修正的Von Mises失效准则,建立了2D编织C/SiC复合材料的渐进损伤模型,模拟了其单轴拉伸应力-应变行为。通过与实验数据的对比分析,验证了模型的有效性。计算不同孔隙率、致密带半径以及孔径的开孔2D编织C/SiC复合材料拉伸强度并分析其影响规律。计算结果表明:随着孔隙率的增大,材料刚度与拉伸强度不断减小,当孔隙率从5%上升到20%时,抗拉强度降低26.05%;随着致密带半径的增加,材料刚度下降越缓慢,失效强度越大,当致密带半径从0 mm增大到0.75 mm时,抗拉强度提高14.17%;随着孔径增大,孔边应力集中效应增强,孔边损伤程度加剧,材料损伤越快,当孔径从0.5 mm增大到2 mm时,抗拉强度降低35.01%。

装配整体式地下车站中板大开孔力学性能研究

研究目的:装配式地下车站符合国家大力发展绿色建筑的倡导,近年来逐步得到应用。本文基于无锡至江阴城际轨道交通南门站采用的装配整体式车站结构体系,提出中板大开孔处孔边结构的设计方案,并对该孔边结构进行力学性能分析,为装配整体式车站的孔边结构体系应用提供理论依据。研究结论:(1)装配整体式车站在中板大开孔处采用叠合装配孔边结构方案合理可行,具有装配率高、免支架模板、施工快、不占用建筑净空、孔边构件刚度大的优点;(2)方案无论是在施工阶段还是在使用阶段,承载能力和变形均满足要求,结构安全可靠;(3)施工阶段,横向孔边梁(MYZAL(Y)梁)和纵向孔边梁(MYZAL(X)梁)安全冗余度相对较低,需控制开孔长边尺寸和施工荷载;(4)永久使用阶段,叠合孔边构件刚度显著大于现浇孔边构件;(5)本研究成果可在装配式地下车站中推广应用。

地铁无柱车站中板大开孔受力数值分析

为了使地铁无柱车站中板大开孔的结构布置更经济合理。本文以地铁无柱车站在公共区设置楼扶梯的中板大开孔为背景,采用三维有限元模型对无柱车站中板开孔受力进行数值分析。对不同孔边梁结构布置、中板腋角布置、中板厚度、开孔位置与中板跨高比等进行分析,总结中板和孔边梁挠度、内力的变化规律。对关键结构构件的设计提出合理化建议;提出优化中板大开孔结构布置的方法;结合主轴力分布特征,提出一种“桁架式”孔边结构布置形式。