U型钢支架偏纵向受力及屈曲破坏分析

淮南某矿运输巷底抽巷29U支架破坏,主要表现为耳部的强力屈曲,机理分析需要引入偏纵向受力的三维机制。通过分析型钢支架几种典型破坏特征,提出了针对性防治措施,建立了偏纵向耳部受力模型,采用ANSYS数值模拟手段,研究了29U支架拱顶压平型破坏、大范围扭曲破坏及局部屈曲破坏的力学机制、应力分布与加载量级,揭示了一定尺度岩块的强力作用是耳部屈曲破坏的主因,偏纵向受力则发挥着加速变形的关键作用。

层状岩质边坡的屈曲破坏分析

本文根据多层层状结构岩质边坡的屈曲破坏模式,建立了相应的力学模型,从理论上对这种形式的破坏机理进行了研究,得出了相应力学模型的挠曲曲线的理论解。对具体工程实例的应用表明,本文的研究成果不仅能解决具体工程问题,而且有助于深入理解该类边坡的屈曲破坏机理。

彩色压型钢板波形拱壳结构的破坏机理——折曲屈曲破坏

本文对彩色压型钢板波形拱壳结构的受力和破坏机理进行了全面的分析和论述，指出了这种新型轻钢结构最危险的破坏形式－折曲屈曲破坏模型是这种结构设计的控制模型。

热障涂层体系界面屈曲破坏实验测试研究

针对实际应用中热障涂层体系发生界面屈曲破坏的工程问题,通过合理设计预埋界面缺陷的热障涂层样品,采用无损非接触式变形测试技术(数字图像相关法)和热力环境加速实验法,研究了空心圆柱体结构热障涂层体系的界面屈曲破坏问题。通过控制实验条件,再现了服役中热障涂层系统出现的不可预测性的界面屈曲破坏现象,并对其失效机理进行了合理的解释,为进一步了解和研究热障涂层体系界面屈曲破坏问题起到重要的指导作用。

圆弧拱结构屈曲破坏位置的分析

利用虚功原理对圆弧拱结构的屈曲破坏位置进行了分析,求得其屈曲破坏位置的一种简化计算方法,并对不同高跨比进行了计算和分析.

含表面缺口复合材料层压板的屈曲破坏

通过实验研究和理论分析探讨了含表面缺口复合材料层压板的屈曲破坏。采用电测和声发射技术对层压板的受压力学行为进行观测和分析。作为比较,对无缺口层压板也进行了压缩试验,尽管2种层压板试样随载荷增加到一定值时都会发生屈曲,但它们的破坏过程仍有着显著的差别。利用层压板刚度减少技术推导了含表面缺口复合材料层压板的临界应力表达式。

薄壁半圆型拱结构屋顶屈曲破坏位置的简化计算

通过对薄壁半圆型金属拱结构的屈曲破坏分析,利用虚功原理,求得半圆型拱结构的屈曲破坏位置的一种简化方法.并经过对简化半圆型拱的有限元计算验证,其计算方法是精确和实用的.

金属圆弧拱型波纹屋顶屈曲破坏位置简化计算

利用力学原理对金属圆弧拱型波纹屋顶屈曲破坏位置进行了分析,求得一种简化计算的方法。其简化计算结果与试验和有限元计算结果进行对比验证,得出了一些结论。这些结论可为此类大跨度金属圆弧拱型波纹屋顶的设计计算、加工制作等提供有益的参考。

柬埔寨额勒赛下游水电站上电站引水洞压力钢管屈曲破坏修复技术

介绍柬埔寨额勒赛下游水电站上电站引水洞压力钢管屈曲破坏的产生过程。针对屈曲鼓包,施工技术人员从水头损失、体形变化造成的局部应力变化、外压对屈曲鼓包作用等方面,分析了屈曲鼓包可能给水电站今后的运行带来的安全风险;介绍成型深埋压力钢管修复的切割、混凝土凿除、焊接、应力消除、回填、钢管封闭等施工工艺、注意事项与施工质量检测等技术要点,证实了压力钢管屈曲鼓包修复通过多年不同工况的运行检验,达到了设计标准。

船舶圆弧过渡肘板节点的屈曲破坏研究

船体构件腹板在连接端部逐渐升高形成圆弧过渡肘板节点,较大的腹板尺寸导致其受弯时易出现屈曲破坏,从而影响船体结构的安全性。以典型圆弧过渡肘板连接的横梁-肋骨节点结构为研究对象,采用极限强度试验与非线性有限元模拟方法,研究肘板节点受弯时的破坏模式、极限载荷以及屈曲过程,讨论肘板臂长、圆弧半径、面板厚度对节点结构屈曲破坏的影响。结果显示:考虑初始缺陷的非线性有限元模拟结果与试验结果一致;根据肘板尺寸的不同,屈曲破坏的位置包括靠近肋骨的横梁腹板区域以及肘板与横梁过渡圆弧处的腹板区域;随着肘板臂长的增加,不同圆弧半径时节点的极限载荷均为先增大后趋于不变;随着圆弧半径的增加,肘板臂长较小的节点极限载荷缓慢上升,肘板臂长较大的节点极限载荷则近似呈线性增长趋势;面板厚度对极限载荷的影响较小,随着面板厚度的增加,极限载荷先缓慢增加后趋于不变。

不同厚度的冷弯薄壁型钢C型柱屈曲承载性能

采用ABAQUS有限元软件,对冷弯薄壁型钢C型截面柱屈曲性能进行数值模拟,分析截面厚度对相同用钢量、不同截面形式的试件屈曲承载力及屈曲破坏模式的影响,把数值分析结果与直接强度法(DSM)计算的屈曲承载力进行对比。结果表明试件破坏模式均为畸变屈曲,随着试件厚度的增大,其屈曲承载力逐渐增大。在板厚t>3.8mm时,宜做成二次卷边形试件;在板厚t≤3.8mm时,将试件加工成腹板加劲形试件且加劲个数为1为宜。文中的研究为冷弯薄壁型钢C型截面柱工程设计提供参考。

深井大型硐室厚坚硬底板破坏机理及控制技术

针对深井大型硐室厚坚硬底板底鼓难题,以千米深井唐口煤矿绞车房硐室为工程实例,研究底板破坏机理:深井大型硐室厚坚硬底板开挖初期表现出明显的分层屈曲损伤破坏特征,随后在高应力作用下沿损伤破坏面滑移错动鼓起;以薄板屈服理论推导了底板屈曲破坏临界载荷。以控制厚坚硬底板的屈曲损伤破坏为出发点,基于硐室底板整体加固控制原则,提出了底板组合桩基群加固治理技术:以反底拱技术为基础,借助底板横向组合钢梁及双层链接钢筋网,辅以混凝土整体浇筑组合形成底板强基础梁结构,均衡底板受力,防止局部地点高应力集中;以高预应力锚索束和高压封闭注浆技术胶结加固围岩形成底板组合桩结构,阻断围岩应力向底板传递和转移;最终形成多排锚索束张拉强基础梁的组合桩基群结构,现场应用效果良好。研究成果对于当下日益加深的深部大型硐室及大型地下空间支护具有一定的指导和借鉴意义。

岩溶区穿越溶洞基桩屈曲临界荷载计算方法与试验研究

基桩穿越大型溶洞时可能发生屈曲失稳,屈曲临界荷载即为基桩极限承载力。针对岩溶区穿越单层溶洞基桩屈曲问题,依据能量法原理建立了穿越单层溶洞基桩总势能方程。根据基桩屈曲的突变特性,引入尖点突变理论,建立了基桩在顶部弹嵌、底部嵌固情况下失稳的尖点突变模型,导出了该体系的分岔集方程,进而通过分析其失稳条件,提出了穿越单层溶洞基桩屈曲临界荷载计算方法。为验证理论方法的合理性,进行了基桩穿越不同高度溶洞的室内模型试验,研究表明:(1)基桩主要发生桩身压缩破坏和屈曲破坏,洞高小于6d时基桩发生材料压缩破坏,洞高大于等于6d时基桩发生屈曲,位移最大点位于临空段的中点;(2)基桩屈曲临界荷载随洞高增大呈线性减小,理论方法适用于基桩发生屈曲的情况,且与试验结果吻合较好;(3)洞高越小、顶板越厚、基桩弹性模量越大、桩-岩界面越粗糙,则基桩屈曲临界荷载越大,反之则越小。

疏松砂岩出砂油藏套管发生破坏校核方法的确定

在疏松砂岩油田开发过程中,油井出砂引起套管变形现象经常发生。本文从临盘采油厂出砂井的套管损坏现状及规律着手,分析油藏出砂后形成空洞的特征,根据岩层出砂形成空洞形状,确认套管在地层承受三向应力状态,根据套管在岩层中力学状态,引用了《滩海管道系统技术规范》中管道屈曲破坏的条件,首次提出了为疏松砂岩油藏出砂井套管发生变形的一种校核计算方法。

形状测量的光学方法应用于组合薄壳的屈曲模态测量

本文应用影像云纹法、频率编码法对短圆柱组合薄壳的屈曲现象进行了研究,给出数字化的初始曲面和屈曲模态图象,将现代光力学法用于快堆主容器结构稳定性模拟体分析实验研究,取得较好的实验结果。本项目的研究成果,为我国制定快堆主结构的安全性评估提供科学依据。

腹板开孔冷弯槽钢轴压构件直接强度法研究

北美冷弯型钢结构设计规范(AISI S100—2016)(简称为AISI S100—2016)给出了腹板开孔冷弯槽钢轴压构件承载力的直接强度法设计公式,然而用于推导该设计公式的试验数据来自于边界条件不是铰接的轴压构件。为了进一步完善两端铰接腹板开孔冷弯槽钢轴压构件直接强度法承载力设计公式,采用有限元程序ANSYS对已有两端铰接腹板开孔冷弯槽钢轴压构件试验进行了模拟,验证有限元分析的可行性。在此基础上,对不同卷边宽度、腹板高度、柱长和板厚的两端铰接腹板开孔冷弯槽钢轴压构件承载力进行有限元参数分析,将分析结果与AISI S100—2016中直接强度法设计公式的计算结果进行对比。结果表明:采用AISI S100—2016直接强度法设计公式计算两端铰接腹板开孔冷弯槽钢轴压构件承载力偏于不安全,最后对AISI S100—2016的直接强度法设计公式进行了修正。

钢混组合梁力学性能的研究

由于钢混组合梁形式较多,选取波纹钢腹板与平钢腹板组合槽形梁为研究对象,对两种形式的组合梁进行力学性能对比分析;以某试验梁为依托,建立平钢腹板和波纹钢腹板2种腹板形式的实体有限元模型并对其进行破坏加载,比较两者的截面应变分布、荷载-位移曲线、刚度,并对钢腹板全过程力学行为进行分析。结果表明:波形钢腹板对强度的影响并不明显,但平钢腹板极易出现屈曲破坏状态;波纹钢腹板混凝土槽形组合梁、平钢腹板混凝土槽形组合梁荷载-位移曲线总体上均具有显著的弹性阶段、弹塑性阶段、弱化阶段;平钢腹板组合梁在弹塑性阶段位移增长较快,弱化阶段强度下降速率较快;加载过程中,刚度、Mises应力均小于波形钢腹板。

T型钢半刚性连接梁柱节点抗震性能试验研究

通过对两组T型钢连接梁柱节点的单向与循环加载试验,了解该类型节点的抗震性能以及翼缘厚度对节点抗震性能的影响,并通过IDARC程序模拟节点的受荷过程,讨论T型钢连接梁柱节点理论建模的方法。试验研究表明:T型钢梁柱连接滞回曲线饱满,连接表现出了良好的延性,极限转角均超过了欧洲规范规定的极限转角0.03rad,具有较为理想的抗震性能;T型钢翼缘越厚,节点初始刚度、承载力以及耗能能力越大;对于半刚性连接中螺栓刚度大于T型钢翼缘刚度的试件应按T型钢的极限承载力设计。程序分析表明:利用刚度均匀变化的节点板模拟T型钢的半刚性连接具有较高的模拟精度,通过调整节点板底部刚度以及屈服弯矩可以模拟不同翼缘厚的T型钢半刚性连接。

海洋平台结构的冰力作用模型

首先分析了工程中静冰力计算中普遍应用的Korzhavin -Afanasev公式和Schawz公式 ,提出了统一的静冰力模型 ,给出了挤压破坏、屈曲破坏和弯曲破坏冰力系数函数CI(t)。应用该冰力模型分析了自激振动产生的条件 ,指出冰屈曲破坏和弯曲破坏动冰力可以作为强迫振动模型 ,冰挤压破坏动冰力则需要考虑CI(t)与冰阻尼的耦合效应。