某超高层结构的性能化分析与设计

某住宅小区,地下为车库及设备用房,地上含2栋39层的超高层住宅。主要介绍了该超高层住宅剪力墙结构的工程特点以及性能化设计中所涉及到的设计难点,并给出解决方法以供参考,包括跃层墙肢的稳定验算、连梁刚度折减系数取值以及设防地震下墙肢拉应力验算等。

沈大高速公路改扩建工程路基加宽容许工后不均匀沉降指标研究

路基加宽工程中新老路基不均匀沉降会使路面结构受力状态发生显著变化,文章采用三维有限元方法,将新老路基不均匀沉降转换为结构层底脱空,进行多种不同脱空深度的路面结构力学分析。分析认为沈大高速公路路基加宽容许工后不均匀沉降差应在1.6cm以内,不均匀沉降坡比不大于0.4%时,沥青路面不产生结构性破坏。

外加拉应力对Ti_3Al基合金500—700℃下选择性氧化的影响

研究了Ti3Al基合金(Ti-24Al-14Nb-3V-0.5Mo-0.3Si,原子分数,％)在500,600,700℃下应力水平对其选择性氧化行为的影响.合金氧化主要形成TiO2和Al2O3的混合膜. XPS与SEM分析表明,在500℃下,拉应力降低氧化物组成中TiO2的含量,增大Al2O3的含量.在600℃下结果与上述相反,且随应力增大,效果愈明显.而在700℃下,施加的外应力水平导致氧化膜发生开裂,氧化膜中相组成与无外应力时的相同.用力学化学活度的理论对实验结果进行了分析和讨论.

沥青路面基层与面层局部粘结失效的受力分析

采用ANSYS通用计算软件,考虑不同的粘结状态,对沥青路面基层和面层间局部粘结状态变化时,各层底面的最大主应力和最大剪应力的变化情况进行计算。结果表明:当车轮荷载作用在粘结状态变化区域时,上面层和下面层底面的最大主拉应力随粘结的失效显著增加,中面层底面的最大主拉应力和各层底面的最大剪应力受粘结状态变化的影响较小;当车轮荷载作用在粘结状态完好区域边缘时,各面层底面将产生较大的剪应力,但最大剪应力受粘结状态变化的影响较小。

镍基合金C276高温拉伸力学性能的试验分析

在500-650℃高温条件下对镍基合金C276进行了拉伸力学试验．为了准确分析该材料的力学性能，采用真实应力、应变对试验数据进行了处理，分析了温度对弹性模量、屈服应力、断裂强度以及延伸率的影响，给出了该材料在真实应力、应变下各温度的应力-应变硬化系数，以及屈服强度和断裂应力随温度变化的关系曲线．结果表明：镍基合金C276在高温下具有屈服流变现象和良好的塑性．

碳含量对GH4199合金拉伸、持久性能及组织的影响

研究了碳含量对镍基变形高温合金GH4199拉伸、持久性能及显微组织的影响,并对碳含量变化所引起的组织及性能改变的原因进行了分析.结果表明:增加碳含量会阻止晶粒度长大,并明显改变碳化物的数量、形状及分布,碳化物类型主要以(W,Mo)6C为主,800℃长期时效500h后有M23C6析出,较低的碳含量对合金的拉伸及持久性能是有利的.

基层模量对沥青路面力学性能的影响分析

沥青路面的基层材料种类繁多,模量变化范围很大,而基层模量对路面结构力学有重要的影响。选取3种典型的路面结构,选用4种实测轮胎接地荷载,建立三维有限元路面结构模型,分析基层模量变化时的力学响应。结果显示,基层模量的增加对路面使用寿命有2种不同的影响趋势,一方面可以减少沥青层层底弯拉应变,从而增加沥青路面的疲劳寿命;另一方面,表面层最大剪应力呈明显的增大趋势,容易产生路表面局部早期损坏。在此基础上,给出基层模量的合理范围建议值。最后,提出增加一个抗剪指标以控制基层的模量。

观音阁水库碾压混凝土大坝温度应力仿真计算研究

观音阁水库库区地处严寒地带，气候条件恶劣，每年的冬季有５个月不能浇筑混凝土。１９９４年２～４月间，现场发现部分坝段越冬面上的水平施工缝张开，最大深度达（３～６）ｍ。为研究裂缝的形成过程及发展趋势，确保今后越冬面不出现裂缝，用有限单元法对观音阁大坝的典型坝段按现场实际情况，进行了施工期至运行期的温度及温度徐变应力的仿真分析及预测计算分析，研究了避免新浇混凝土施工期及运行期产生裂缝的温控条件及措施。

沥青路面结构室内直槽试验验证的研究

利用室内直槽修筑的四段典型的半刚性基层沥青路面结构，对其弯沉和拉应力进行测定，并对实测值和理论值进行对比分析，验证交通部“八五”科技项目“沥青路面设计指标与参数的研究”推荐的路面材料设计参数、弯沉综合修正系数与拉应力计算等的合理性。通过大量的实测数据和分析计算表明，推荐的设计参数和设计方法是合理的，可纳入设计规范，应用于工程设计。

飞机主起落架构型对道面力学响应的影响

为给飞机和跑道的优化设计提供参考和理论依据,基于弹性层状体系理论,建立了水泥混凝土跑道的三维有限元模型;选取了2组荷载水平相当、主起落架构型差异明显的飞机,对比分析了飞机主起落架构型变化对跑道全宽度位移、应变、板底拉应力以及土基响应深度的影响.模拟结果表明:当荷载相同时,主起落架上机轮总数越多,水泥混凝土道面板位移峰值、板底最大拉应力越小,起落架构型差异导致的道面板位移峰值相差13%左右,板底拉应力相差达35%;起落架间距越小,荷载作用区位移曲线越平缓,荷载作用区拉应变越小,土基响应深度越大,起落架构型变化导致的荷载作用区拉应变相差12%,土基响应深度相差14%;主起落架构型变化对距离荷载作用位置较远区域的竖向位移基本无影响.

半刚性基层尺寸效应对水泥路面板响应

为研究水泥混凝土路面中基层和土基的尺寸效应,使用有限元软件,选取基层和土基的尺寸为计算变量,对水泥混凝土路面板底、基层层底和土基顶面的应力、应变进行计算.通过计算得到的数据,分析基层和土基的尺寸对水泥混凝土路面结构相应的影响,为水泥混凝土路面设计与维护提供参考.结果表明:各层最大应力和最大应变的变化规律相同;基层和土质的尺寸对各层垂直水平行车方向上的最大拉应力和最大拉应变影响相对显著;基层垂直行车方向的最大拉应变和最大拉应力随着基层和土基尺寸的增大先减小后增大;土基顶面的最大压应变和最大压应力随着基层和土基尺寸的增大先减小后增大.

以基层底面弯拉应力为控制指标的沥青路面可靠性分析

对以基层底面弯拉应力为控制指标的沥青路面设计方法进行了可靠性分析。采用蒙特卡洛模拟法，得到路面结构、疲劳寿命、可靠度三者的关系图。研究表明增加面层或基层厚度对提高疲劳寿命可靠度都是很有效的。路面的疲劳寿命对各参数的变异性的敏感程度按由大到小的顺序依次为：ｈ２，Ｐ，ｈ１；Ｅ２，Ｅ３，Ｅ１。

Fe_3Al基合金的高温氧化行为

:测定了Fe3Al基合金的静态和拉应力态下的氧化增重曲线 ,并与 0Cr2 5Al5合金进行比较。结果表明 ,在较低温度下 ,Fe3Al基合金的静态氧化性能不如 0Cr2 5Al5;当温度高于 90 0℃时 ,Fe3Al基合金的氧化性能要比 0Cr2 5Al5好。但Fe3Al基合金在拉应力作用下的动态氧化性能比0Cr2 5Al5差。动态下合金的氧化增重不仅与温度和氧化时间有关 ,还与拉应力的大小有关。文中给出了近似的动态氧化方程 :Δw =k1 t3/ 2 +k2 t1 / 2 。

高温长期时效对一种镍基单晶合金拉伸和持久性能的影响

研究了高温长期时效对一种镍基单晶合金在室温条件下瞬时拉伸强度和在950℃/240MPa条件下持久性能的影响。结果表明:1000℃短期时效100h,合金室温拉伸强度σb与屈服强度σ0.2与时效前相比没有明显变化,时效超过500h后σb和σ0.2开始显著下降,时效超过1000h后,σb和σ0.2随时效时间延长下降幅度减小;短期时效100h和500h样品在950℃/240MPa条件下的持久寿命大幅度降低,延伸率快速上升,时效时间超过1000h后,持久寿命的下降幅度减小,合金的持久寿命与延伸率均趋于稳定。长期时效后γ'相形貌改变及γ/γ'相界面高密度位错网的破坏是时效后合金室温及高温持久性能持续降低的主要原因。

基于光滑边域有限元法的二维裂纹扩展分析

为了提高预测裂纹扩展路径的准确性和效率,本文将光滑边域有限元法和虚拟裂纹闭合法相结合,利用常应变三角形单元,获得裂纹尖端处的断裂控制参量应力强度因子,并运用最大拉应力准则求得裂纹在荷载作用下的启裂方向,对裂纹扩展轨迹给出自动跟踪方法;对三个典型二维裂纹扩展模型,预测了裂纹扩展路径,并将结果与参考文献中的结果进行对比,验证方法的有效性与准确性。数值结果表明:该方法具有单元简单、网格尺寸要求低、裂纹尖端处单元不需特殊处理等优点,是分析裂纹扩展问题简洁高效的数值计算方法。

混合式基层沥青路面结构设计方法的研究

分析了现行规范中沥青路面结构设计方法存在的问题,并考虑当前沥青路面的损坏特点及混合式基层沥青路面的结构特点,提出了考虑了不同层间粘结条件、以弯沉、沥青层最大拉应力、半刚性层底最大拉应力以及剪应力为设计或验算指标的混合式基层沥青路面结构设计方法,比较了新设计方法及2006版规范设计方法的计算差异,并以湖南省邵永高速公路实体工程为例介绍了沥青路面结构组合设计的计算过程。

铸造SiC_P/6061 Al复合材料的冲击拉伸性能

在两种环境温度和三种冲击加载速率下，对搅拌铸造法制备的碳化硅颗粒增强（ｗｔ８％）６０６１Ａｌ基复合材料的冲击拉伸性能进行了试验研究。实验结果表明，该材料的断裂应变随加载率和环境温度的升高而下降，模量随加载率和环境温度的升高而上升。材料的应力－应变曲线呈现脆性。

熔融纳米玻璃管的拉伸特性

基于纳米孔的纳流体器件被认为是第3代DNA测序的基础,通过拉伸方法制备的玻璃基纳米孔具有更高的结构强度和更长的使用寿命.本文首先建立了纳米玻璃管分子动力学模型,然后通过分子动力学方法研究了熔融纳米玻璃管的拉伸特性,为玻璃基纳米孔的制备提供理论依据.模拟结果首次揭示了5 nm尺度纳米玻璃管拉伸过程的应力应变关系;统计了不同应变率下的纳米玻璃管内、外径的变化规律.结果显示:纳米玻璃管内径在弹性变形阶段收缩较快,塑性变形阶段收缩相对较慢,断裂过程中纳米玻璃管停止收缩,其管径不变.基于上述规律可知,在应变率越低的情况下,弹性变形和塑性变形阶段相对越长,越有利于纳米玻璃管的收缩.最后通过一维拉伸进给系统实验对上述模拟规律进行验证.文章对熔融纳米玻璃管拉伸成型影响因素的分析,对实际加工制造过程具有指导意义.

电弧熔丝增材制造镍基合金性能与流动应力模型

选用了一种镍基合金焊材(CHN327)用于新型“拳头式”锻模表面层的电弧熔丝增材制造,对模具镍基表层的显微组织、力学性能及该种镍基合金的中温流变行为进行了研究。对试样进行了10次以2℃/s的加热速度加热至700℃后淬火的处理,模拟了模具服役中的温度循环,并对加热和水淬前后的显微组织变化进行了表征。采用WDW-100万能试验机在温度600~700℃和应变速率0.001~0.1 s^-1范围内对镍基表层试样进行了单向中温拉伸试验,研究变形温度和应变速率对CHN327合金流变应力的影响,建立了镍基合金CHN327流变应力与变形条件之间关系的数学模型。结果表明:经加热-淬火温度循坏后,“拳头式”锻模镍基表面层γ″-Ni3Nb相含量增加,镍基表面层与铁基层的结合强度提高;镍基合金CHN327满足正应变速率敏感材料特性,基于Arrhenius模型拟合出的模型参数能较好地预测合金中温变形中的流动应力。

张应力退火对Fe基纳米晶合金薄带磁各向异性的影响

用单辊快淬法制备Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶合金薄带,在氮气保护下沿薄带轴向分别施加不同张应力进行退火。采用阻抗仪和磁力显微镜(MFM)分别观测了不同张应力(?=0、171、378、570 MPa)退火Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶合金薄带的纵向驱动巨磁阻抗效应(LDGMI)和表面磁畴结构。发现张应力感生的横向磁各向异性场Hk与外加张应力?和轴向应变?∥之间是线性相关的;自由退火样品具有迷宫状的磁畴结构;而张应力?=171MPa退火的样品为条带状磁畴结构,认为这种条带磁畴结构与张应力感生的横向磁各向异性分量有关。