中间加劲复杂卷边槽钢纯弯构件弹性畸变屈曲应力计算方法研究

为了研究中间加劲复杂卷边槽钢纯弯构件弹性畸变屈曲应力简化计算方法,采用有限条分析软件CUFSM对不同参数的复杂卷边槽钢、Σ形复杂卷边槽钢以及腹板V形加劲复杂卷边槽钢各70个构件的畸变屈曲应力进行数值分析。在此基础上,借鉴现有板件局部屈曲应力的表达方式,引入畸变屈曲系数,经拟合分析提出上述构件畸变屈曲应力的简化计算公式,并将复杂卷边槽钢和腹板V形加劲复杂卷边槽钢的公式进行合并,对公式的有效性进行验证。

翼缘加劲与未加劲C形轴压构件畸变屈曲临界应力计算简式

作为计算轴压构件畸变屈曲临界应力的有效方法,Lau和Hancock的计算式已被我国《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》(JGJ 227—2011)采纳。然而,Lau和Hancock的计算式无法计算固支轴压构件畸变屈曲临界应力,且采用该计算式的参数多、计算过程烦琐。以畸变屈曲临界应力σcr,D计算简式中的畸变屈曲系数kD为研究对象,采用有限条软件CUFSM对影响翼缘中间V形加劲C形截面kD的关键因素进行了分析,给出了该截面简支、固支轴压构件系数kD的计算式,并进一步分别简化得到了C形截面简支、固支轴压构件系数kD的计算式。数值算例对比表明,σcr,D计算简式避免了烦琐复杂的截面几何参数计算,同时适用于翼缘V形加劲、未加劲C形轴压构件畸变屈曲临界应力的计算,特别是对于《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018—2002)和《建筑结构用冷弯薄壁型钢》(JG/T 380—2012)中的C形截面,较Lau和Hancock的计算式以及Schafer的计算式精度更高。

波形腹板钢-混组合箱梁畸变效应分析

为研究波形腹板钢-混组合箱梁畸变效应,以桑园子黄河大桥引桥简支箱梁为研究对象,将畸变角重新定义,通过计算畸变中心、畸变总势能,确定初始参数,利用势能驻值原理推导与传统扭转分析理论相一致的畸变效应分析方法。根据工程实例,对车道荷载下波形腹板钢-混组合箱梁畸变翘曲应力变化规律进行研究。结果表明,畸变翘曲应力在组合箱梁应力中占比不容忽视,且随着箱梁顶板混凝土厚度增大,翘曲正应力逐渐减小,在钢底板组合箱梁增设铺底混凝土可有效减少畸变翘曲应力。

考虑剪切变形的矩形截面薄壁杆件畸变分析

在以往不考虑剪切变形的畸变分析理论基础上,假设翘曲位移及切向位移的分布函数,考虑剪切变形的影响,利用最小势能原理建立单位均布畸变荷载作用下的畸变角微分方程。采用一般解法对该畸变角微分方程进行求解,并推导求解的初参数法。随之,通过实例验证了本文理论的正确性,结果表明考虑剪切变形的影响大大提高了考虑畸变效应的计算精度。

冷弯薄壁卷边槽钢柱弹性畸变屈曲数值分析

随着高强冷弯薄壁型钢在建筑业中的大规模应用,使得构件畸变屈曲的出现可能先于板件的局部屈曲,成为构件失效控制模式。畸变屈曲的破坏机理不同于局部屈曲,其弹性屈曲应力计算过程也大相径庭。现有畸变屈曲临界应力的计算公式异常复杂,在设计中可以借助数值分析的方法进行计算。有限条方法和有限元方法是常用的两种数值分析方法,采用有限条方法和有限元方法计算了冷弯薄壁型钢柱构件弹性畸变屈曲应力和屈曲半波长度,对比研究发现二者结果非常接近,均可用于分析柱试件的弹性畸变屈曲。

微波辐照对iPP在Al/iPP/Al界面层残余应力的影响

采用薄膜X射线衍射(TF-XRD)方法研究了微波辐照后Al/iPP/Al夹心材料中iPP界面宏观残余应力,微观应力和点阵静畸变应力的变化,结果表明,微波辐照后iPP的宏观残余张应力减小。垂直于[300]晶面(β晶形)的晶粒尺寸增大,β晶形生长趋于完善,晶格微观畸变减小,微观应力减小,α晶形微观应力增大。β晶形的点阵静畸变应力和应力能量小于α晶形,这是引起α→β晶形转变的主要原因。

基于弹性地基梁原理的铁路单箱单室曲线结合梁畸变效应分析

针对使用阶段的铁路曲线单箱单室曲线结合梁,在二期恒载、ZK活载、离心力及横向摇摆力作用下,首先采用M/r法将其转换为等效直梁,然后建立了基于弹性地基梁法的有限元模型,对横隔板数量N、计算跨度L和跨径比L/r进行了参数分析。研究发现:在各种使用阶段荷载中,列车离心力和横向摇摆力产生的畸变效应比重最大,且隔板数越多,这种现象越明显;畸变应力比随横隔板数量和跨度的增加呈现按指数函数下降的规律,随曲线半径的减小和行车速度的提高则线性增大。对于高铁桥梁中的单箱单室曲线简支结合梁,只设置1到2个中横隔板即可满足控制畸变应力和畸变变形的要求。

腹板开孔冷弯薄壁型钢梁弹性畸变屈曲分析

基于有限条法的弹性畸变屈曲分析方法已广泛用于冷弯薄壁型钢的应力分析,但该方法用于开孔梁构件应力分析时有一定的局限性。为了完善计算方法,针对腹板开孔冷弯薄壁型钢梁的畸变屈曲应力计算问题作了研究。基于相关研究中提出的折减厚度有限条法对冷弯薄壁卷边槽钢梁进行理论分析,并与有限元分析结果进行对比。研究结果表明,采用折减厚度的方法能够准确地计算开孔梁构件的弹性畸变屈曲应力。

V型加劲C形截面不锈钢梁畸变屈曲承载力试验及模型化研究

钢结构是建筑工程结构的重要应用形式之一,广泛使用在各种结构中,例如房屋建筑、重型工业厂房结构、铁路、桥梁等关乎国民生命安全及经济发展等重要领域。文中针对C形截面不锈钢受弯构件加劲情况研究不充分的情况,开展了以下研究内容,为后续不锈钢构件的研究和应用提供理论支撑:通过ABAQUS有限元软件,对构件尺寸进行设计,结合理论计算找出合适的构件截面尺寸。对V型加劲的C形截面梁进行受弯承载力试验,收集试件发生屈曲破坏的过程及试验数据,为后续有限元分析对比提供数据支撑。文中补充了现今C形截面不锈钢梁畸变屈曲性能研究的空白和不足之处,为未来研究、工程设计等工作提供数据支撑,推动国内不锈钢结构的发展与进步。

独柱墩预应力连续箱梁桥设计

城市桥梁必须注意桥梁建筑造型,做到轻巧、简洁,桥下视野开阔,桥梁方案则采用箱梁上部结构,下部结构为独柱墩单点支承形式;本文介绍了南昌市司马庙立交主桥单点支承预应力连续箱梁在设计上的一些特点,以及本桥在箱梁结构方面的分析计算。

铂修饰的稀土掺杂TiO_2的光催化制氢活性

采用溶胶-凝胶浸渍法和光沉积法制备了系列Pt/RE/TiO2纳米光催化剂,通过XRD和电化学等手段进行了表征.以甲醛为电子给体,考察了光催化剂在紫外光照射下的制氢活性.稀土掺杂提高了Pt/TiO2光催化制氢活性,其顺序分别为La/TiO2>Sm/TiO2>Eu/TiO2>Dy/TiO2>Er/TiO2.掺入稀土元素后,阻止了TiO2从锐钛矿晶型向金红石晶型的转变,这是光催化剂活性提高的原因之一.计算晶格畸变应力e数据表明,Ti4+可能反掺入了表面稀土氧化物的晶格中.电化学实验表明稀土掺杂TiO2的平带电位负移,其原因可解释为晶格畸变促使费米能级升高,导致催化剂导带的平带电位负移,因此导带上被激发电子具有更强的还原能力,从而有利于光催化制氢活性的提高.

地磁场在应力致磁畸变产生过程中的影响

学术界对地磁场在应力磁畸变产生过程中的作用存在不同的观点。为了研究地磁场在应力磁畸变产生过程中的作用,以10mm提离值测量了两个过盈装配在一起的圆环和圆销对比试样(对比试样分别在屏蔽地磁场和地磁环境中制成)表面的磁场。实验结果是在地磁环境中制成的试样表面磁场的幅度仅比屏蔽地磁条件下制成的试样表面磁场的幅度大0.85%,这说明在应力磁畸变产生过程中,地磁场几乎不起任何作用。

考虑制造误差的模锻压机C形板组配顺序研究

以800MN巨型模锻压机为研究对象,运用商用软件Marc,建立了并行承载C形板组结构的三维有限元模型,分析了由制造误差而形成的承载部件典型组配方式,研究了不同组配方式和不同承载板数量下关键部件的应力畸变规律,得到了保证力流均匀传递的并行承载结构组配规律。

大跨度连续钢箱梁横隔板的合理布置

根据偏心荷载作用下钢箱梁的受力特点，从分析畸变翘曲应力的角度出发研究钢箱梁横隔板的合理布置。提出采用弹性支承连续梁比拟法分析大跨度变截面钢箱梁的畸变翘曲应力。根据单室矩形箱梁畸变控制微分方程与弹性地基梁弯曲控制微分方程的相似性，将单室矩形箱梁的畸变比拟成弹性支承连续梁的弯曲，据此求解考虑横隔板间距和刚度影响的单室矩形箱梁的畸变翘曲应力。以控制箱梁畸变翘曲应力不超过弯曲正应力15％为目标采用该方法确定崇启大桥横隔板的合理布置形式为：当横隔板间距设置为5.6m时，在各墩墩顶宜采用实腹式横隔板；在其他位置可采用桁架式横隔板。

过渡金属掺杂的二氧化钛纳米粉体的制备与表征

用共沉淀法制备了过渡金属掺杂的TiO2纳米粉体,掺杂量(按相应掺杂金属的氧化物质量计)为TiO2质量的1%。TEM照片显示:掺杂的TiO2的颗粒大小均为20～30nm之间,掺杂了过渡金属氧化物后,并没有对TiO2的颗粒形貌产生影响。XRD分析表明:掺杂后的TiO2仍然保持锐钛矿相的结构。根据Scherrer方程计算了纯TiO2及共沉淀法掺杂的TiO2样品的(101)晶面的晶格畸变应力,过渡金属离子掺杂的TiO2的晶格畸变应力均发生明显变化,这可能是由于掺杂的金属离子已进入了TiO2的晶格,占据了晶格中Ti的位置。

高压直流输电工程噪声滤波器性能评估

近年来高压直流输电系统换流站交流PLC滤波器故障时有发生,为查明故障原因,对±500 kV溪洛渡直流输电工程送端昭通换流站交流PLC滤波器的配置方案、滤波性能和定值计算情况进行了研究。发现对该工程交流PLC滤波器性能研究及参数选型时,应力定值计算仅考虑了电抗器、调谐单元等附属元件承受最大稳态电压和电流应力需求,未考虑在弱交流系统甚至孤岛运行下交流PLC滤波器在直流操作及各类典型故障过程承受的暂态谐波电流电压应力情况,结合该工程某次直流紧急停运过程中发现交流PLC滤波器调谐单元承受的实际谐波电流应力显著超过其设计额定值,说明该设备存在较大安全隐患。针对高压直流换流站交流PLC噪声滤波器的设计选型、隐患设备评估整治等提出了相应的建议措施,具有一定借鉴意义。

基于纽玛克法的变截面波形钢腹板组合箱梁畸变效应分析

为研究变截面波形钢腹板组合箱梁(CBGCSWs)在偏心荷载作用下的畸变效应,忽略波形钢腹板的纵向抗弯刚度,通过建立其微段单元平面内、外力系平衡方程,推导了以畸变角为未知量的畸变微分方程,并采用基于共轭梁理论的纽玛克法进行求解,由此建立了偏心荷载作用下变截面CBGCSWs畸变正应力计算理论。以某大跨变截面CBGCSWs桥为工程背景,运用该理论获得了4种不同工况下组合箱梁角点处畸变正应力理论解,并采用空间有限元方法进行了验证,数值解与理论解吻合良好,表明推导的变截面CBGCSWs畸变计算理论正确且精度足够,可供工程参考。在此基础上,比较了变截面CBGCSWs与对应PC箱梁的抗畸变能力,并探讨了横隔板间距、高跨比、宽跨比及钢腹板形状等因素对变截面CBGCSWs畸变正应力的影响规律。结果表明:用波形钢腹板替代混凝土腹板会较大程度削弱箱梁的抗畸变能力,应当引起足够重视;横隔板间距及宽跨比等参数对畸变正应力影响较大,而高跨比及钢腹板形状等则影响很小。

纳米TiO_2催化剂微晶结构对光催化反应的影响

采用正交试验方法,调控Ti（SO4）2原料浓度、沉淀剂NH4HCO3浓度、沉淀pH值、焙烧温度和焙烧时间等制备条件制备得到了25个锐钛矿相TiO2光催化剂.对TiO2光催化降解十二烷基苯磺酸钠（SDBS）的催化活性与TiO2锐钛矿相10个晶面的法向粒子尺寸、晶格畸变应力、X射线衍射强度之间的关系进行了分析.发现TiO2光催化SDBS的降解遵循一级反应动力学;其主要影响因素为（101）晶面结晶情况,而与其余晶面的相关性不大;光催化反应需要晶格畸变较少的结晶较完整的（101）晶面;晶粒尺寸减小,比表面积增大有利于提高反应速率;光催化反应过程主要在结晶的锐钛矿相（101）晶面表面上发生,而无定形TiO2催化活性较低.