爆后钢筋骨架零长度塑性铰失稳判别模型与试验验证

为了进一步研究骨架的残余承载能力对建(构)筑物失稳倒塌的影响,基于爆破后立柱钢筋骨架形态及其受力情况,建立了零长度塑性铰计算模型,并开展了不同爆破破坏程度下残余钢筋骨架的承载能力测试试验。结果表明:高度和弯曲程度对承重立柱爆后钢筋骨架承载能力有显著影响,当初始挠度接近时,试件峰值承载力随骨架高度增加呈线性降低关系;当骨架高度相同时,试件峰值承载力随弯曲程度增加呈非线性降低关系;与传统欧拉等直压杆模型和初弯曲压杆模型相比,零长度塑性铰失稳判别模型的计算结果更接近模型试验值。论文研究成果对高大建(构)筑物拆除爆破设计和抗连续倒塌分析具有一定参考意义。

基于DMTMM活化羧基的皮胶原纤维“零长度”交联

基于氯化4-(4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪-2-基)-4-甲基吗啉(DMTMM)的活化羧基的化学特性,可在胶原肽链上的侧链羧基和氨基间通过酰胺化实现“零长度”交联。本文采用浸酸山羊皮为原料皮,探究DMTMM对皮胶原的交联改性作用以及最佳鞣制工艺。结果表明:pH值对皮革交联效果影响最大,反应时间对鞣制效果的影响最小,当原料皮在酸性溶液中鞣制时,皮胶原不会产生交联,即没有鞣制效果。结合正交试验优化结果及革坯的各项性能,确定出最佳工艺参数为:pH值为10、反应时间为6 h、DMTMM用量为5%(质量分数),此时成革的综合性能最好,其收缩温度可以达到72.5℃,各项物理机械性能都得到不同程度的提高。

MicroStation环境中地形图零长度要素处理方法的探讨

介绍了Micro Station V8i环境下,对地形图数据入库处理中零长度线的处理方法,探讨了通过二次开发,自动识别和删除地形图中不合数据规范的要素,有助于入库前地形图数据的整理和规范。

有质量零长度弹簧问题的处理--以2019年第50届国际奥林匹克物理竞赛理论第1题为例

结合第50届国际奥林匹克物理竞赛试题,介绍有质量零长度弹簧及其相关问题的处理方法,包括静止状态下质量对弹簧形变量的影响、下落过程中弹簧运动速度及能量相关问题的处理。从试题考查与试题命制的角度分析试题的特点,并指出值得同行关注和借鉴之处。

考虑锈蚀损伤的黏结滑移本构模型

为合理反映钢筋锈蚀后黏结滑移性能劣化对钢筋混凝土(RC)结构抗震性能的影响,在既有黏结应力分布模式的基础上,推导得到钢筋应力-滑移关系,进而通过分析锈蚀对混凝土与钢筋界面黏结滑移机理的影响,建立考虑钢筋锈蚀损伤的黏结滑移本构模型。基于已有拉拔试验结果,与仅考虑纵筋锈蚀率影响的Cheng模型进行对比,验证所建模型的合理性与准确性。基于OpenSees有限元平台,采用纤维梁柱单元和零长度截面单元串联的方式,将所建钢筋黏结滑移模型嵌套于零长度截面单元的钢筋本构中,建立可考虑黏黏结滑移的锈蚀损伤纤维梁柱模型,并通过6根锈蚀RC柱拟静力试验结果验证模型的准确性,结果发现所提考虑黏结滑移的锈蚀RC纤维梁柱模型计算所得滞回曲线与试验滞回曲线吻合良好,累计耗能最大误差不超过15%。此外,通过参数分析研究影响锈蚀钢筋滑移量的因素,结果表明屈服滑移量与极限滑移量随体积配箍率的增大而明显减小,随混凝土保护层与钢筋直径之比(c/d)增大而变化的幅度较小。

双柱式自复位桥梁结构横桥向抗震性能研究

本文采用OpenSees有限元分析软件对双柱式自复位桥墩结构进行非线性分析。在桥墩底部接缝处采用基于零长度单元模拟方法模拟接缝张开闭合情况,并对双柱式自复位桥墩进行PushOver分析及拟静力滞回反应分析。结果表明,通过改变桥墩初始预应力和高宽比对双柱式自复位桥梁的抗震性能影响显著,重力轴压比和桥墩间距对其影响较小。

施工缝模型及在钢筋混凝土柱非线性分析中的应用

提出用零长度截面单元模拟施工缝,并基于纤维模型推导了单元刚度矩阵,给出完整的单元描述。在此基础上,进一步提出用以模拟带缝柱的纤维杆元模型,即由一个非线性梁柱子单元端部附加零长截面子单元组成。通过OPENSEES非线性分析软件平台,建模分析了钢筋混凝土带缝柱在拟静力试验下的非线性反应行为,计算结果与试验结果吻合较好,验证了该模型的有效性,为以后在混凝土结构或构件的非线性分析中考虑施工缝的影响提供依据。

基于OpenSees摇摆防屈曲支撑钢框架抗震性能分析

为研究摇摆防屈曲支撑钢框架抗震性能,采用Open Sees有限元软件,基于防屈曲支撑钢框架(BRBSF)和摇摆防屈曲支撑钢框架(RBRBSF)拟静力试验建立试验框架数值模型,采用多细分基于刚度法的梁柱单元模拟钢梁与钢柱,梁端削弱截面处用零长度截面单元模拟塑性铰出现,并采用缝(Gap)单元与桁架(Truss)单元模拟摇摆柱脚,对比模拟结果与试验结果,验证模型正确性,并进一步分析RBRBSF响应,结果表明:模型能准确预测BRBSF和RBRBSF抗震性能,摇摆柱脚可减轻主体框架损伤风险。

混凝土结构中考虑滑移效应的钢筋本构模型研究

以钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)结构中的钢筋滑移效应为研究对象,通过黏结应力分布简化模型,得到了钢筋应力-滑移关系,基于已有拉拔试验数据验证了该钢筋滑移关系的可靠性。结合塑性铰长度模型建立了可考虑滑移效应的钢筋应力-应变理论关系,分析了混凝土强度、钢筋直径和塑性铰长度等参数对该关系的影响,提出了考虑滑移效应的双线性钢筋本构模型。基于OpenSEES有限元平台,将该模型用于纤维截面的宏观单元模型中模拟RC柱的侧向荷载-位移反应,通过与已有试验结果、不考虑钢筋滑移效应的纤维模型计算结果及考虑钢筋滑移效应的零长度纤维模型计算结果进行对比分析,验证了本文模型的精度和可靠性,并对其适用范围进行了讨论。结果表明,基于本文钢筋本构的纤维模型可以更为准确地计算RC柱的荷载-位移曲线,且能够考虑由钢筋滑移变形引起的柱顶附加水平位移。

严寒地区冻融混凝土内钢筋应力滑移模型及OpenSEES有限元模拟

在严寒地区冻融混凝土与钢筋局部粘结滑移模型的基础上,基于冻融混凝土内钢筋沿锚固长度的受力机理分析及迭代过程分析,建立了冻融混凝土内钢筋应力滑移计算方法,提出了冻融混凝土内钢筋的应力滑移关系骨架曲线。基于有限元计算软件OpenSEES,将推导的冻融混凝土内钢筋应力滑移关系曲线嵌套于零长度截面单元,并将该单元应用于梁柱纤维模型,对3根既有的冻融钢筋混凝土框架柱进行模拟,与试验结果进行对比分析。结果表明,冻融钢筋混凝土柱有限元模型的模拟结果与试验结果的符合程度良好,从构件层次验证了推导的冻融混凝土内钢筋应力滑移关系曲线具有较好的精度和可靠性。研究成果可为严寒地区冻融混凝土内钢筋应力滑移推导及有限元模拟提供理论参考。

基于OpenSEES的高强钢组合K形偏心支撑框架精细化建模分析

为研究高强钢组合K形偏心支撑框架在反复荷载作用下的受力性能,在已有拟静力试验的基础上,利用有限元软件OpenSEES对一个高强钢组合K形偏心支撑框架模型进行了精细化建模研究。首先,探讨了模型的单元选择,纤维截面划分和材料本构参数定义问题。同时,考虑到在地震荷载作用下,高强钢组合K形偏心支撑框架主要依靠消能梁段的剪切变形来耗能,因此,如何模拟结构中消能梁段的剪切效应成为研究的关键。本文采用OpenSEES提供的组合截面和零长度单元两种方法来对消能梁段进行建模,剪切材料分别考虑了Steel 02和滞回材料。将不同消能梁段建模方法的模拟滞回曲线和骨架曲线与试验结果进行比较。结果表明:精细化模型的数值模拟结果和试验结果具有较好的吻合度,验证了数值模型的正确性和可行性;采用零长度单元和Steel 02的组合方式来模拟消能梁段的剪切效应能够同时满足计算效率和计算精度的要求,为进一步利用OpenSEES进行高强钢组合K形偏心支撑框架的动态响应分析和复杂模型分析提供了建模参考依据。

变刚度柔性驱动机构的设计与性能分析

可控变刚度柔性驱动机构具有柔顺性高、环境适应性强以及人机协同性好的特点。基于零长度机架四杆机构的传动原理,提出了一种变刚度柔性驱动机构,通过改变弹性体性质、弹性元件缠绕方式或配置方案,实现变刚度调节控制。通过构型分析、结构设计,建立柔性驱动机构的刚度和转矩模型,揭示了柔性驱动机构的刚度行为;利用拉格朗日法建立柔性驱动机构的动力学模型,并通过平均刚度求解获得频率理论结果;建立虚拟样机进行运动仿真,揭示了其性能特点,同时验证了理论分析的正确性。与其他同类设计相比,该柔性驱动机构具有小型化、轻量化的特点,适用性强,可以作为单独模块使用,也可以应用集成在外骨骼系统中。

考虑粘结滑移的冻融损伤纤维梁柱模型研究

伸入梁柱节点以及柱与基础交界处纵向受力钢筋的粘结滑移效应会显著影响构件的侧向变形。为准确评估冻融损伤后钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)柱的抗震性能,在考虑冻融损伤不均匀分布的纤维模型基础上,以锚固区的粘结滑移效应为研究对象,首先基于拉拔试验建立可考虑冻融损伤分布的粘结强度退化规律,进而根据简化粘结应力分布假设,通过建立控制方程进行理论推导得到冻融损伤粘结滑移计算方法,并与冻融钢筋混凝土拉拔试验数据进行了对比验证。进而基于有限元分析软件OpenSEES,将该文模型嵌套于零长度截面单元中,提出可综合考虑冻融不均匀损伤与粘结滑移效应的纤维梁柱模型,根据6榀冻融RC柱拟静力加载试验数据进行了验证,并与仅考虑冻融损伤的纤维模型进行了对比。结果表明:与纤维模型计算结果相比,采用该文模型计算所得滞回曲线与试验结果吻合更好,在承载力、极限位移和累积耗能等方面的计算误差较小,表明所建模型可更为准确地反映冻融损伤后RC柱的地震响应。

考虑粘结滑移效应的墩柱低周往复加载模拟方法

针对桥梁墩柱和承台内的粘结滑移现象,基于fib混凝土规范(fib Model Code)推荐的混凝土粘结滑移模型,推导了纵筋滑移量的计算公式,并通过对墩柱塑性区域受拉纵筋的应力-应变本构进行修正,以引入墩柱塑性区域和承台内的纵筋滑移量,作为一种等效方法,以考虑粘结滑移对墩柱地震响应的影响,并用试验结果验证了该方法的合理性。此外,还对所提等效方法和零长度截面单元法的计算结果进行了对比。结果表明:未考虑粘结滑移会高估墩柱的侧向刚度、累计滞回耗能和残余位移,且无法客观反映滑移导致的墩柱强度退化问题;零长度截面单元法和所提等效方法均能考虑强度退化问题,但前者对粘结滑移的模拟效果受纵筋直径影响显著,后者则能合理捕捉滑移影响下的墩柱往复加载过程。

钢筋混凝土黏结滑移效应计算方法与应用

以钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)结构中锚固区域的黏结滑移效应为研究对象,基于一致黏结滑移本构模型,根据微元法建立锚固区域控制方程,通过积分计算并考虑实际工程中的边界条件,解得钢筋应力-滑移关系解析模型,与既有拉拔试验数据对比,验证了该解析模型的可靠性。进而,基于OpenSEES有限元平台,将模型与零长度纤维截面单元嵌套,结合纤维梁柱单元,建立考虑钢筋黏结滑移效应的数值建模方法。通过与既有RC构件的拟静力试验及应用传统宏观本构的数值模型进行对比,从构件层面进一步对解析模型的可靠性进行验证。结果表明:提出的钢筋应力-滑移模型能较好的反映长锚固钢筋受拉时的滑移行为;应用钢筋应力-滑移模型的零长度纤维模型能较为准确地计算RC柱的滞回曲线,相较于应用传统宏观本构的数值模型,提高了RC柱刚度与强度及其退化规律的预测精度,且对于不同设计参数的RC构件,能够更加准确的表征不同加载状态下的钢筋滑移行为。

机器人运动计划复杂性的一些计算

根据Farber研究的结果,进一步讨论机器人运动计划复杂性的计算.利用零除子卡积长度估计运动计划的拓扑复杂性TC(X)的下界,而利用维数、r-连通性等估计TC(X)的上界,从而对两种构型空间的运动计划给出拓扑复杂性的准确值.

基于线性叠加技术的0.38THz四倍频器设计

太赫兹倍频器是实现太赫兹源的重要途径之一。基于线性叠加技术,研制了0.38 THz单级无源四倍频单片。采用平面环形巴伦与正交混合网络级联的方式,设计了四路移相功分结构,通过零电长度合成,实现了单级四倍频,同时基波和其他无用谐波得到了很好的抑制。设计中先对无源结构进行三维电磁场仿真,然后与有源部分联合仿真优化,在370~410 GHz频率范围内,变频损耗小于25 d B。

分段扫描压制谐波干扰的效果分析

在可控震源激发的地震采集资料中,由于震源机械驱动装置的非线性及震动装置与大地的耦合状况等因素,扫描信号会产生不同类型的谐波畸变,在相关地震记录上形成谐波干扰带。准噶尔盆地不同工区在升频线性扫描记录上常见到与初至折射波的1/2次谐波和强面波的2次、1/2次谐波。这些干扰在一定程度上影响了地震资料质量。针对上述问题,采用分段扫描的方法对谐波进行了压制,对分段扫描压制谐波干扰的软件模拟及野外单炮对比的应用效果做出分析,说明分段扫描压制谐波的效果较好。

A Formula of Average Path Length for Unweighted Networks

In this paper,based on the adjacency matrix of the network and its powers,the formulas are derived for theshortest path and the average path length,and an effective algorithm is presented.Furthermore,an example is providedto demonstrate the proposed method.

基于OpenSees的轻度锈蚀混凝土框架结构建模理论

受试验条件及试验周期的影响,基于有限元软件OpenSees平台对相关学科问题运用数值方法进行研究不失为一种可行的研究手段。在权衡计算成本和计算精度后,重点探讨混凝土构件力学性能在纤维层面上的描述方法,选用基于有限元柔度法理论(力或位移插值型函数)和纤维模型法建立起来的非线性梁-柱单元作为有限元分析的基本单元,通过引入零长度单元实现对内嵌纵筋与混凝土间黏结滑移的数值体现,并利用OpenSees面向对象编程和源码开放的特点,植入自定义材料以考虑在役混凝土结构诸类材料的时变特性,建立基于OpenSees的轻度锈蚀混凝土框架结构数值建模理论,并取得了理想的可靠性验证结果。