THE NEW CRITERIA OF ELASTIC AND FATIGUE FAILURE IN THE COMPONENT OF COMPLEX STRESS STATES

In this paper, a total criterion on elastic and fatigue failure in complex stress, that is. octahedral stress strength theory on dynamic and static states on the basis of studying modern and classic strength theories. At the same time, an analysis of an independent and fairly comprehensive theoretical system is set up. It gives generalized failure factor by 36 materials and computative theory of the 11 states of complex stresses on a point, and derives the operator equation on generalized allowable strength and a computative method for a total equation can be applied to dynamic and static states. It is illustrated that the method has a good exactness through computation of eight examples of engineering. Therefore, the author suggests applying it to engineering widely.

解读美标(AISC-ASD89)钢结构构件强度的计算方法

通过对美国钢结构设计规范Specification for Structural Steel Buildings-Allowable Stress Design and Plastic Design(AISC-ASD89)的解读,归纳总结了运用美标AISC-ASD89进行钢结构构件梁、柱强度的计算方法,并对美标中的英制计算公式进行了公制转换.

解析AISC-89 ASD中K以及L_b对结构强度计算的影响

AISC-89中明确了"ASD"法规定,即在工作载荷作用下,结构构件的应力不应超过规定的容许应力(即"容许应力法",简称"ASD法")。文中以容许应力法为基础,对海洋工程钢结构计算进行深入解读,归纳总结许用弯曲应力和许用压应力的计算方法,分析受压弯构件的有效长度系数K和侧向无支撑长度Lb对结构构件强度校核的影响,可供海洋工程钢结构设计参考。

工程塑料环境因素与载荷应力耦合作用试验装置研究

目的 设计一种能够模拟工程塑料实际服役工作环境的试验装置,在多型自然环境中,构建兼具环境因素侵蚀与载荷应力耦合作用的试验条件。方法 研制工程塑料环境因素与载荷应力协同作用试验装置,采用包括拉伸加载、弯曲加载、控制系统等组件的模块化设计,实现0.01~16 Hz加载频率的拉伸及弯曲载荷,最大1 550 kg的拉伸载荷,最大375 kg的弯曲载荷。结果 将研制完成的试验装置置于多型自然环境下对试验施加恒定和交变载荷,以真实模拟工程塑料实际服役中的环境因素与载荷应力协同作用。结论 试验装置制造加工难度小,结构稳定可靠,可用于评价和研究工程塑料等系列类型材料的环境损伤性能演变。

GB/T 4732—2024《压力容器分析设计》中棘轮评定方法的解读及应用

针对防止承受复杂循环载荷的承压设备和部件发生棘轮失效的重要性,各国标准给出了相应的评定准则。我国新修订的压力容器分析设计标准GB/T 4732—2024《压力容器分析设计》中对棘轮这一重要失效模式给出了弹性分析、简化的弹塑性分析和弹塑性分析等3种评定方法,对该标准中3种棘轮评定方法的分析要求及修订的理论背景进行了详细的解读和探讨,通过算例着重介绍了新标准中简化的弹塑性方法和弹塑性方法的应用,并验证了棘轮评定中的这两种方法的一致性,旨在为工程设计人员更好地理解新标准提供参考。

基于实际损伤的桥梁体外预应力加固锚固区应力分析与配筋设计

为准确计算桥梁体外预应力加固锚固区应力,指导锚固区配筋设计,以一座4跨预应力混凝土连续刚构桥为背景,提出一种基于实际损伤的体外预应力加固锚固区应力分析与配筋设计方法。首先根据连续刚构桥下挠计算参数敏感性分析结果,确定计算参数组合,建立锚固区局部分析有限元模型;然后基于容许应力法对锚固区进行应力分析;最后对锚固区三向应力较大区域进行配筋设计。以3座桥梁为算例计算锚固区配筋量,并与基于全桥有限元法的实桥配筋结果进行对比,结果表明:采用该方法计算的锚固区横桥向、竖向和单锚局部承压区配筋量与采用全桥有限元法计算的配筋结果基本接近。该方法考虑了加固前原结构的损伤,对于非规则、异形锚固构造也具有适用性,同时避免了冗繁的全桥有限元建模与计算过程。

阀门设计计算中安全性与经济性权衡的探讨

在阀门设计的复杂过程中,设计者对计算公式来源的追溯和参数变量的精准选择均面临诸多挑战。这些选择不仅直接关联到阀门的安全性能,同时也深刻影响着其经济效益。本文从安全性和经济性的双重维度出发,对阀门设计中常用的壁厚计算公式进行了细致探讨,并对不同标准下的许用应力安全系数规定以及压力-温度额定值设定进行了对比分析。这些研究成果为阀门设计的优化和结构的完善提供了宝贵的参考依据,具有重要的实践价值。

厦门裕景中心1号酒店塔楼超限结构设计研究

厦门裕景中心项目主体为框架—剪力墙结构,平面呈S形,上部结构的5~7层中间部分设置转换桁架用于支撑上方11层钢结构,存在细腰、扭转不规则、偏心布置、托柱转换、底盘高度超限等多项不规则情况。该项目为续建工程,上部荷载较原来有所增加,需重新复核基础承载力,并基于抗震性能设计,设置合理的抗震性能目标,通过罕遇地震下的动力弹塑性时程分析,找出薄弱部位,从而提出可行加强措施。最后,分析交叉桁架节点应力及小震中震下转换桁架的传力途径,确保达到中震性能目标。

内撑式排桩支护结构的设计优化研究

在分析内撑式排桩支护结构受力特性和设计优化空间的基础上,基于满应力设计基本思想,建立了支护桩-内支撑(节点)部位的设计优化数学模型,提出了用于求解该(节点)部位局部优化解的新的目标函数f(X)和相应的设计优化判据,推导并比较了钢筋混凝土内支撑等效轴向抗压容许应力σc和支护桩等效抗弯容许应力σm的3种取值方法,并以杭州某基坑支护应用为例作了介绍。可供同类基坑支护设计优化时借鉴。

海底管线抗震设计的极限地震应力计算法

针对现用海底管线地震应力计算时存在的计算应力过大、管线几何参数和埋设深度对计算结果几乎没有影响等问题,在考虑了海底管线实际埋设环境的基础上,通过理论分析,给出了考虑地震时管线周围约束土壤进入塑性滑移状态后的极限地震应力计算方法,来计算海底埋设管线在地震作用下所产生的最大地震应力。用该新方法分析了一实际管线工程的地震应力,并通过与现用方法计算结果的比较,证明该方法克服了现用设计方法仅考虑管土之间为弹性约束、管线几何尺寸对抗震设计影响很小等问题,有效反映了实际铺设环境对海底管线地震应力的作用。本文应用极限地震应力计算法,结合工程实例计算,进一步明确了管线几何参数和埋设深度对极限地震应力的影响规律,为准确计算海底管线的地震应力、制定海底管线抗震规范、进行已服役海底管线的地震风险评估和寿命预测奠定了基础。

大型卧式LPG覆土压力储罐设计技术研究及仿真分析

针对国内大型卧式LPG覆土压力储罐设计技术空白现状,根据ASMEⅧDiv1&2和EEMUA190标准进行国内首例大型卧式LPG覆土压力储罐设计及仿真分析。结果表明:罐体热胀时,封头与罐壁相接处会出现较大应力,在罐体中间沉降时表面较明显;从地震工况和正常操作工况的对比可知,地震对罐体沉降有较大的影响,而对罐体的应力并不大;正常操作工况下和水压试验下,罐体材料均未达到材料屈服点,并有部分余量,可见罐体设计合理,能够适应在各种工况下工作。

南京栖霞山矿巷道支护设计研究

通过有限元计算,分析南京栖霞山矿巷道的稳定性以及巷道在不同的支护条件下的应力场和塑性区情况,得出不同埋深时主巷道和穿脉巷道较为合理的支护方式。对于主巷道和穿脉巷道中的矿岩巷道,采用喷射混凝土进行支护,支护后应力发生重分布,围岩中的应力集中明显减少并转移到混凝土喷层上。此外,部分围岩破碎、地下水较发育处应进行喷锚支护,而对于穿脉巷道的高丽山砂岩巷道,也需采用喷锚支护,部分巷道还应提前进行注浆加固。

城市轨道交通桥梁按极限状态法设计的建议

通过对各国桥梁设计规范中关于结构设计基本方法的研究 ,参照我国实际情况 ,分析了城市高架轨道交通桥梁的特点 ,提出了高架轨道交通桥梁荷载的分类与组合形式 ,确定了设计主要表达式和各计算系数的取值 ,并结合实际算例对极限状态法和容许应力法进行了比较 .

地震波条件下海底管线抗震设计方法研究

目前工程设计中使用的海底管线抗震设计方法给出的地震应力值偏大,计算结果与管线结构参数和埋设深度等几乎没有关系。理论分析及海底管线的实际埋设环境证明,在一般海底管线工程的设计地震条件下,约束海底管线的土壤很容易进入塑性滑移状态,已超出现用抗震设计方法的前提条件,即管土之间的约束为弹性约束。对于约束土壤进入塑性滑移状态,给出了新的地震应力计算方法———极限地震应力计算法,并根据决定极限应力大小的单位长度管线极限约束力的计算方式,把极限地震应力计算法分为单位长度摩擦力法、修正法和加权平均法。两个实际工程算例的比较分析结果说明,极限地震应力法能准确地反映海底管线的实际地震应力状况,解决现用抗震设计方法中存在的问题。

ASME外压设计新方法探讨

对2007版ASMEⅧ-2提出的外压元件设计新方法从适用范围、载荷情况、许用压缩应力与设计系数、材料性能和加强圈设计等5个方面进行了简要分析。进而讨论了为消化吸收这一新方法需要进一步开展的工作。

压力容器分析设计的塑性分析方法

以ASMEⅧ-2 2007版为主线,结合欧盟标准EN 13445 2002介绍和评论压力容器分析设计的塑性分析方法,包括ASME的极限载荷分析方法、弹塑性应力分析方法和欧盟的直接方法等。

系泊拖带设备船体加强结构的强度分析

带缆桩和导缆孔在船舶系泊、拖带作业中通常会受到很大的载荷作用,在船舶设计过程中有必要对系泊、拖带设备的支撑结构进行强度分析。以MSC.PATRAN/NASTRAN为平台,根据船体尾部甲板的结构形式、系泊和拖带设备布置以及船体结构加强形式建立船体局部有限元模型,通过对不同设计方案下的支撑结构进行计算,分析比较导缆孔、带缆桩区域船体加强结构的应力分布情况,并着重对导缆孔区域的加强形式进予以考虑,以期为系泊、拖带设备加强结构的强度校核和优化设计提供一定的参考。

客运专线桩板结构设计方法的探讨

研究目的:本文通过对比新型地基加固措施桩板结构在设计中可采用的容许应力法和极限状态法,分析两种设计方法的特点、优势及目前发展现状,并根据实例进行计算和定量分析,以得到一些有用的结论,供设计者参考。研究结论:容许应力法不分构件种类和使用情况,对不同的荷载形式均根据容许强度取统一的安全系数K,使得结构设计偏于安全,较为保守;概率极限状态法以概率统计为根据,具有客观性、合理性,优于带有主观性和经验性的容许应力法。但由于铁路列车荷载的特殊性,其可靠度理论还不够成熟。就目前而言,桩板结构设计时宜采用容许应力法。概率极限状态法可望在不久的将来取代容许应力法。

基于ANSYS Workbench的塑料容器结构尺寸优化设计

为了避免塑料容器结构设计中依据经验确定尺寸带来的结构性能的不足,应用ANSYS Workbench中的Response Surface Optimization模块,以降低最大等效应力以及制件重量最小化为目标,对塑料容器的关键尺寸进行敏感度分析,并以此为基础选择最佳的设计方案,提高塑料容器的设计质量,减少制件重量,节省生产成本。

大跨径梁桥墩顶块空间应力数值分析及优化设计

为了优化大跨径连续梁桥和连续刚构桥墩顶块的分析方法,对墩顶块几何尺寸的确定方法、预应力的模拟方法、荷载的施加方法、边界条件的选取进行了分析,并且通过参数分析提出了有效的解决方法。在此基础上,提出了考虑普通钢筋配筋率影响的允许应力增大系数法,明确了墩顶块三维有限元计算结果的判断方法;提出了墩顶块倒角优化设计方法和一种新型的墩顶块形式。研究结果表明:墩顶块顶板、底板和腹板应力增大系数参考值为1.05,横隔板为1.10,倒角为1.55;只要墩顶块有限元模型尺寸足够大,加载方式对墩顶块关心位置计算结果的影响可以忽略;对连续梁墩顶块而言,倾斜隔板墩顶块各部分应力峰值较竖直隔板墩顶块有了很大的改善。