一种新型振弦式土压力盒的结构设计分析

在我国,岩土工程领域十分广阔,工程的应力检测、监测显得尤为重要。检测岩土基础的应力变化所用的土压力盒、土压力计种类繁多,有些土压力盒原理相同但结构多样,还有些土压力盒标定方法与实际应用完全不符。基于此,提出一种能够符合现场埋设应用的振弦式土压力盒。该设计是轮辐式工作膜在无盒状态下只接受压力传递片的压力和校准方法。

大连梭鱼湾专业足球场罩棚索结构设计

针对似浪花状造型的大连梭鱼湾专业足球场索膜罩棚,提出并设计了一种轮辐式上斜交下径向的双层索网结构。索桁架外侧支承于钢压环,内侧设置索拉环。依据风洞试验和风致雪漂移数值模拟报告,对罩棚结构进行抗风雪、抗温度作用、抗震等计算分析,并对罩棚结构进行初始态找形分析、动力特性分析、结构变形及应力分析、结构整体稳定分析、防连续倒塌分析以及关键节点有限元分析研究。分析结果均满足结构设计控制指标要求,结构设计契合建筑设计理念,结构与建筑协调统一,结构安全、经济、合理。

柔性摩天轮索径夹角与结构应力比关系的研究

摩天轮索径夹角的大小与主轴长度密切相关,夹角越大,主轴长度越长,整体稳定性越好。但是主轴越长,其受到的扭矩将增大,造成主轴用量变大乃至制作加工、吊装困难、成本上升等一系列问题。故以主轴长度代替索径夹角,采用MIDAS Gen软件通过数值模拟的方法研究了摩天轮各结构构件在相同荷载不同主轴长度,即不同索径夹角下的应力比变化趋势,确定了该摩天轮合理的主轴长度,由此确定了合理的索径夹角,并通过新的轮辐索结构布置方式解决了在有限轴距的情况下来增大索径夹角的问题。

非同心双轴轮辐状空间钢结构施工技术——以佛山市某新建实验项目钢结构茶室为例

钢结构施工技术作为一种现代化的建筑技术,以强度高、自重轻、施工速度快等优点,在建筑施工中得到了广泛应用。钢结构由上下两个轮辐状圆环组成,每个轮辐状圆环由三个圆形钢梁与辐条构成,其圆心不在同一轴线,轮辐状圆环由多角度双肢支柱支承。工程外形复杂,平面曲线化,各单件构件形状尺寸不统一,构件之间拼装接口的不一致性等问题加大了施工的难度。本文将依托该工程提出研究“非同心双轴轮辐状空间钢结构施工技术”的课题,对于该建筑类型钢结构具有重要意义。

大跨度轮辐式张弦梁构件失效后力学行为研究

以具体案例为依托,对大跨度轮辐式张弦梁结构的构件重要性进行分析并排序,探讨不同因素对关键构件重要性的影响,基于显示动力积分法模拟关键构件瞬间失效后的结构响应,考察结构在关键构件意外失效时的力学行为。分析结果表明:内环下弦杆、拉索、支座及靠近支座处上弦梁段为关键构件;单独增大上弦截面刚度时,各关键构件重要性随之降低,单独增大垂度、初始预应力时,拉索及支座的重要性随之提高,其余关键构件重要性随之降低;拆除内环下弦杆后,结构缺乏有效的备用荷载路径,内力重分布代价较大,局部区域出现严重变形,其余关键构件失效后,环梁为主要备用荷载路径;各关键构件瞬间失效后结构动力效应明显且不相同,对于此类结构,在分析时应考虑构件失效前的初始状态。

日照奎山体育中心轮辐式索网施工技术

日照奎山体育中心体育场屋盖采用全柔性轮辐式索网结构,由径向索、内环索和构造索相互作用形成结构刚度。拉索数量多、规格和索力大,结构成型难度大。根据本工程特点,在常规的索网整体提升安装工艺基础上进行改进,成功运用无胎架地面组装技术,并在空中进行变形恢复,上下径向索完成组合提升,对径向索进行分批安装,同时通过全过程有限元模拟分析,施工过程利用监测控制技术等措施保证施工安全可靠,最终结构成型索力和形态符合设计要求。

矿井提升机卷筒装置受力分析及结构优化研究

卷筒装置是煤矿提升机中的重要承力结构件,运行稳定性会对提升机的运行可靠性产生重要影响。利用有限元方法对2JK/A-5型提升机卷筒装置的受力情况进行分析,发现整体受力存在明显的不均匀性,特别是辐板结构圆孔周边出现了明显的应力集中现象,会加速结构件的疲劳损伤,降低运行稳定性和使用寿命。以圆孔直径及其位置为优化对象,以辐板结构的应力集中最大值为优化目标,利用Ansys软件进行优化改进。结果发现优化改进后的辐板结构最大应力降低了17.8%,有效延长了结构件的使用寿命,创造了良好的安全效益和经济效益。

劲性轮辐式张弦混合悬挂结构设计研究

劲性轮辐式张弦混合悬挂结构是一种新型的刚柔并济的结构体系,其结构系统主要由内外环梁、径向布置的钢拉梁及内外环双弦支系统组成。通过其在青岛市民健身中心体育馆结构中的应用,对该体系的传力途径及内力分布进行了分析研究;对内外环双弦支系统进行了参数化分析;对结构在施工阶段的预应力张拉进行了模拟分析;采用拆除构件法验证了结构的抗连续倒塌能力;并对其抗震性能进行了研究。研究结果表明,该结构体系的受力机理与建筑内凹屋盖的造型有很好的结合,径向布置的钢拉梁作为拉弯构件将内凹屋盖的竖向荷载传递至外圈受压环梁,内外环双弦支系统有效地改善了屋盖的承载性能并减小了屋盖的竖向变形,整体结构在极端条件下具有良好的抗超载能力和抗连续倒塌能力。

A356铸造铝合金车轮轮辐裂纹分析及改进方法

针对轻量化铝合金车轮在径向疲劳试验中的轮辐背腔表面裂纹失效,通过分析轮毂受力,建立力学模型;通过轮辋变形试验,轮辐应变采集试验,采集轮辐受力情况。结果表明:仿真轮辐裂纹处疲劳强度为72 MPa。根据断裂力学得出,过度轻量化导致轮辐横截面积减小,造成应力幅增加,产生轮辐表面裂纹。调整工艺,将轮辐厚度从22.66 mm增至23.06 mm后,增加轮辐横截面积,径向疲劳试验合格。

广西轴-辐式物流网络结构研究

依托轴-辐式物流网络结构的概念及绘制方法,绘制广西轴-辐式物流网络结构体系图。首先,选取测度广西城市物流业发展的具体指标,运用熵权-TOPSIS法对所包含的节点城市进行聚类分析。再次,基于对广西城市的聚类和分级确定绘制物流业网络结构的轴心及其对应的辐射范围,并据此绘制最终的网络结构图。所绘制的广西轴-辐式物流网络结构显示:钦州市、南宁市、柳州市为广西物流网络的轴心节点城市,三者之间通过物流干线通道连接实现物流互联。轴心南宁市与辐点贵港市、玉林市、百色市通过支线通道连接,轴心柳州市与辐点桂林市、梧州市、贺州市、河池市相连接,轴心钦州市与辐点北海市、防城港市互联,为整体广西物流业的发展提供动力补给。最后,为进一步提升广西物流网络结构运作效率提出了多方面的对策建议。

煤矿提升机卷筒装置辐板结构的优化设计

以2JK/A-5型煤矿提升机卷筒装置的辐板结构为研究对象,在对卷筒装置及辐板结构进行概述的基础上,利用UG和Ansys软件构建了辐板的受力分析模型。结果发现,辐板结构开孔边缘部位存在明显的应力集中现象,且为循环周期载荷,容易出现塑性损伤最终导致结构损坏。利用单因素变量法研究了开孔形状、开孔位置以及开孔数量对辐板应力最大值的影响规律,结合实际情况确定的开孔形状为圆形、开孔位置为1 600 mm、开孔数量为6个,以上结构参数可以降低辐板的最大应力值,提升结构件的运行稳定性,延长使用寿命。

某体育中心结构设计

详细介绍了某体育中心的结构设计。针对项目用地条件,工程采用了先进、同时对施工吊装设备要求较低的索承结构体系。体育馆、训练馆和游泳馆充分利用周圈布置的环梁和V撑为索结构屋盖提供水平和竖向刚度;大跨度屋盖刚度由索结构体系自身的预张索力提供。根据建筑造型以及功能要求,场馆下部混凝土采用框架结构、预制看台板体系,屋盖钢结构分别采用索穹顶、单层索网、轮辐式双层索网以及张弦梁等索承结构体系,达到了技术先进、安全适用、经济合理、美观以及高效的材料利用率的目标,为大跨度索承结构体系在强台风地区的应用起到了一定的推动作用。

海上漂浮式多能互补发电装置设计与分析

海洋能是一种具有巨大能量的可再生能源,提高海洋资源利用率能有效缓解能源紧张的局面。设计了一种海上漂浮式多能互补发电装置,确定了机械结构和控制系统的总体方案;设计了中心幅盘和偏心幅盘组成的双幅盘结构,增大了叶片的工作面积;设计了行星齿轮转速耦合机构,实现了风能和潮流能驱动轴转速的耦合,两者共用一台发电机,有效利用风能和潮流能,提高了发电效率。

轮辐式光纤光栅压力传感器的设计与实现

利用光纤光栅作为基本传感元件，设计研制了一种基于轮辐式压力盒装置的新型光纤光栅压力传感器．常温下在0～30KN的范围内，其测量线性度达到99．91％，灵敏度达到22N，且响应速度快．与其它类型的光纤光栅压力传感器相比，轮辐式光纤光栅压力传感器具有更大的测量范围、更高的抗干扰能力，并且由于光纤光栅本身的波分复用特性，可以很方便地构成压力传感网络进行多种物理量、多点的测量．实验表明；本传感系统具有结构简单、操作方便、滞后小、重复性好、结构高度小、重量轻等优点，在桥梁、大厦等超大型建筑以及大型管道等的检测与监测方面将会有更为广阔的应用前景．

可调量程的轮辐式光纤光栅扭矩传感器

设计了一种以轮辐结构作为弹性元件的可调量程的光纤布拉格光栅扭矩传感器。在弹性板与轴向平行的上下表面对称粘贴两个中心波长不同的光纤布拉格光栅,分别作为传感元件和参考元件。通过对扭矩值与两者反射中心波长差值的标定,可以排除环境温度的影响,实现温度自补偿的功能。采用卡口连接的方式将弹性板与内轮毂、外轮毂进行连接,并用螺栓固定,通过更换弹性板可以调整传感器的量程。经仿真分析和扭矩传感实验证明,量程为80 Nm时,扭矩传感器的平均应变灵敏度为27.1 pm/Nm,相关系数为0.997,重复性误差为3.23%FS,迟滞误差为1.03%FS。

基于一次二阶矩可靠度指标的车辐式结构索长误差控制限值研究

推导了中心对称车辐式结构索力变化与索长误差的关系;基于可靠度理论,提出了一种通过控制一次二阶矩可靠度指标确定拉索索长误差限值的方法;结合深圳宝安体育场车辐式结构,给出了制索过程中索长的控制标准。研究结果表明:所提出的方法能够为车辐式结构的制作加工提供依据,保证初始预应力态索力的精度;控制拉索制作安装中的索长误差对于采用定尺定长设计与张拉的车辐式结构有重要指导作用。

佛山体育中心新体育场屋盖索膜结构设计

佛山体育中心新体育馆屋面是轮辐式的全张拉索膜结构。采用非线性有限元法对结构的找形过程进行了分析,计算了不同角度风荷载作用下结构的风压分布,得到了结构的最大和最小风压及结构整体的变形,对结构的静力稳定问题进行了探讨。分析结果表明,整体张拉结构的预应力施加与施工过程的控制关系密不可分,应注意施工过程中的分阶段分析。

轮辅式光纤光栅压力传感器的研制

本文报导了一种工程上可实际应用的新颖的光纤光栅压力传感器．该传感器把轮辐式结构和光纤光栅相结合，将光纤光栅粘贴于其中一片轮辐之上，室温下，在0～30kN的压力变化范围内，光纤光栅中心反射波长的变化与压力成良好的线性关系，线性度高达0．9998，灵敏度为0．02843nm／kN．研究结果表明，本传感系统具有结构简单、操作方便、精度高、滞后小、重复性好、结构高度小、重量轻等优点．

海上集装箱运输中轴辐式航线结构的经济性分析

本文通过对海上集装箱运输中轴辐式航线结构与直达航线结构的运输成本与密度经济和范围经济指标的比较分析,说明:增加密度经济效应是轴辐式航线结构采用的动因,存在范围经济是其采用的条件。同时,对轴辐式航线结构经济性的影响因素以及提高途径进行了分析,还对当前海上集装箱运输中轴辐式航线结构越来越广泛采用的原因进行了解释。

求解车辐式结构自应力模态的逐点去约束法

车辐式结构是一种由索桁架、内部受拉环以及外部受压环梁组成的空间结构,确定其初始预应力态是一个"由形找力"的问题,即需要结合建筑设计给定的结构位形,寻找一种预应力分布形式,使结构在预应力和自重作用下,能够达到建筑方案的几何位形要求.求解自应力模态是确定初始预应力的基础.已有求解自应力模态的方法,如平衡矩阵理论,需要使用专门程序,无法在通用有限元软件如Ansys上直接应用.本文在平衡矩阵理论的基础上,提出了针对车辐式结构的逐点去约束法.该方法能够判定车辐式结构是否存在自应力模态并求出它.对于不存在自应力模态的结构,通过一个算例提出了修改结构几何位形使其具有自应力模态的方法.逐点去约束法可以使用Ansys等通用有限元软件计算,为车辐式结构的自应力模态分析提供了方便、有效的途径.