第十届中国花卉博览会世纪馆变截面铸钢柱脚的设计与研究

为满足建筑效果与受力性能需要,第十届中国花卉博览会世纪馆采用变截面铸钢柱脚。结合铸钢件的受力特点初步设计铸钢件的截面尺寸,并采用有限元软件ABAQUS,基于不同截面、轴力及柱高的有限元模型,对柱的抗侧刚度进行参数化分析。结果表明:柱脚在设计荷载下满足承载力要求;柱的轴力通过压力和剪力传递至铸钢颈部,按悬臂板计算顶部托盘的厚度过大;柱脚底板下的压应力并非均匀分布,局压面积取底板面积将高估局压承载力,采用均布反力假定确定的柱脚底板厚度过于保守;钢柱的抗侧刚度介于铰接与刚接之间;变截面简化模型的抗侧刚度与有限元结果吻合,在整体模型中钢柱采用该简化模型可较好地反映柱脚节点的连接形式。

可变形儒可夫斯基翼型非定常气动力的研究

对于翼面变形法向运动速度远小于来流速度的儒可夫斯基机翼,将解析解和离散涡方法相结合计算变形机翼的流场及非定常气动力,较详细地分析了变形机翼升力系数的准定常计算方法的误差来源,并给出修正方法。计算结果显示脱落涡尾迹对升力系数和机翼绕流环量的影响很小,变形机翼升力系数准定常计算方法的误差主要来源于流体非定常运动引起的虚拟质量力,该非定常附加升力仅与当前时刻飞行姿态及翼型形状和变形速率有关,与具体的变形历史过程无关,变形机翼的升力近似等于准定常计算结果叠加上相应的虚拟质量力。

材料力学课程中内力求解的改进设正法及其教学实践

设正法是材料力学课程中求解内力的常用方法,传统设正法有值得商榷之处.研究提出了一种改进的设正法,并通过算例对其应用过程进行了介绍,同时分析了应用该方法教学时应注意的问题.教学实践表明,用改进设正法求解内力,可以有效降低出错率,提高学生内力分析的能力,增加学习材料力学课程的自信,可对后续相关课程的学习产生正迁移效应.在日常教学中,教师应对学生是否能真正灵活地应用该方法进行必要的监控.

一种边坡稳定分析的新方法

结合有限单元法和极限平衡法,提出了一种边坡稳定计算的新方法,介绍了该方法的基本理论和公式推导。与边坡稳定经典计算方法的不同在于,不需要对条间力等条件进行人为简化和假定,且严格满足所有的平衡条件。数值算例分析表明了该方法的正确性和有效性,适用范围广,且计算公式相对简单,易于编程,收敛速度快。

弹性地基梁单元的等效结点荷载

推导了Ｗｉｎｋｌｅｒ弹性地基梁单元的固端弯矩和等效结点荷载的计算表达式．考虑的荷载条件有三种：跨内集中弯矩、跨内集中横向荷载和部分分布的均布荷载．为了分析地基相对刚度对等效结点荷载的影响，对不同地基相对刚度条件下的固端力和等跨普通梁单元进行了对比，表明弹性地基梁的固端力总是小于普通梁单元，但在地基相对较软弱时。

低应力下料中棒料V型槽应力集中系数的计算

针对低应力下料中棒料V型槽尖端应力分布的复杂性,提出采用折线形截面假设法计算型槽的应力集中效应。建立了基于折线形截面假设法构建的棒料几何模型,通过分析棒料中微量细长单元,获得了棒料V型槽的应力集中系数计算公式,并分析了V型槽底角半径对应力集中系数的影响规律。为了验证公式的准确性,采用数值仿真技术建立了棒料力学模型并进行了计算,结果显示：当V型槽底角半径在0.3～0.5 mm时,理论计算数据与Ansys仿真结果有较高吻合度;当底角半径在0.2～0.3 mm时,通过加入影响因子也能使理论计算数据与Ansys仿真结果较好吻合;并指出V型槽张角对其应力集中程度的影响较小,考虑到加工的可行性和经济性,取张角为60°。低应力弯曲下料试验进一步证明,基于试验得出的实际应力集中系数与理论公式计算所得的应力集中系数吻合较好,最大误差小于8.4%,能够满足使用要求。

Y型果树动力学模型假设与分析

果树振动动力学模型分析是果树振动动态特性研究的基础。通过对Y型果树(变侧主干形果树)在不受外部载荷作用下的自由振动及受激振力作用下的受迫振动,进行动力学模型分析;在参考Y型果树形态特征的前提下,对模型进行简化,建立振动微分方程,并给出求解微分方程的方法,得到了Y型果树自由振动下振型函数的解析解表达式及系统的各阶响应。在此基础上,对模型进行等截面处理,建立Y形果树受迫振动的动力学模型,对其建立微分方程,给出求解微分方程的方法,得到了Y型果树受迫振动下振型函数的解析解表达式及受迫振动的各阶响应,为果树动态特性研究和果树振动采收机械的工作参数设定提供理论数据。

边坡稳定性分析的斜条分法

在考虑坡面荷载、地震作用、渗流、坡顶张裂缝及加固措施等一般情况下,对斜条分进行受力分析,得到严格的安全系数统一计算公式,并在分析斜条分与竖直条分条间力关系的基础上,建立基于传统M-P法下的斜条条间力假设。当采用特定参数的滑动面时,研究本文斜条条间力假设的合理性和不同斜条倾角下安全系数的计算变化与收敛情况,并分析传统M-P法和Sarma法条间力假设在斜条分中的适用性。然后,在均质边坡、地震作用边坡、具有张裂缝临河边坡、倾斜分层边坡和锚索加固边坡算例中对本文斜条条间力假设进行验证。研究结果表明:传统M-P法和Sarma法条间力假设在斜条分中存在一定的局限性,而本文斜条条间力假设在斜条分中是可行性的,计算得的安全系数稳定且收敛快;随斜条倾角的增大,从滑动面滑出点开始向上条间剪切力方向出现反向,这是影响传统M-P法和Sarma法条间力假设出现偏差的主要因素;各算例表明在本文斜条条间力假设下计算得的结果与以往研究成果接近,验证了本文斜条条间力假设的合理性,因而可为边坡稳定性斜条分法提供参考。

不同假定对边坡安全系数计算的影响分析

基于滑面正应力假定,可以很方便地得到给定滑动面的安全系数,但不同的滑面正应力假定对结果的影响值得研究。本文通过随机模拟方法,给出了不同滑面正应力假定下安全系数的分布,并对给定的多个滑动面,经计算比较了该方法与不平衡推力法的误差大小。分析结果表明:给定滑动面愈接近临界滑动面,其结果误差愈小;对任意给定的滑动面,误差可高达900%以上。

圆CFRP-钢管混凝土偏压构件的静力性能研究

目的了解圆CFRP-钢管混凝土偏压构件的静力性能,为理论计算提供依据.方法以12根圆CFRP-钢管混凝土偏压构件的静力试验为基础,对其展开理论分析.结果发现从加载之初直到最大承载力,钢管和CFRP筒在纵向和环向都可以协同工作,环向应变沿构件截面周边分布不均匀;纵向受压最大点的钢管存在内力重分布过程:在加载初始阶段,钢管以承受纵向压力为主,进入屈服阶段后,钢管以承受环向拉力为主;纵向受拉最大点的钢管对核心混凝土没有套箍作用.结论从加载之初直到最大承载力,沿截面高度的钢管纵向应变分布符合平截面假定;在其他参数相同的情况下,侧向挠度随着偏心距或构件长度的增大而增大;在其他条件相同的情况下,同一载荷下的纵向应变随着偏心距或试件长度的增大而增大,但达到屈服载荷时的纵向应变值却十分接近.

滑坡支挡结构荷载取值问题研究

当前,在我国工程界,滑坡支挡结构上的荷载取值普遍以传递系数法的条间力(即剩余下滑力)为基础,本文对这种荷载取值方法存在的问题进行了分析,提出了以稳定性为基础确定滑坡支挡结构上荷载的方法,该方法能弥补现行荷载取值方法的不足。

可变形儒可夫斯基翼型亚音速非定常气动力的研究

对于翼面变形速度远小于来流速度情况下的儒可夫斯翼型亚音速绕流问题,通过仿射变换将可压缩流动转换成不可压缩流动,将解析解和离散涡方法相结合计算变形机翼的不可压缩流动速度场,再利用逆变换得到变形机翼的亚音速流动速度场,进而分析非定常气动力特性,建立变形机翼的准定常升力系数和非定常附加升力系数在可压缩和不可压缩两种状态下的简单近似对应关系。计算结果显示变形机翼的非定常气动升力近似等于准定常计算结果叠加上虚拟质量力导致的非定常附加升力,该非定常附加升力随翼型变形速率呈线性关系,由机翼当前时刻飞行姿态、翼型及其变形速率确定,与具体变形历史过程无关。低来流马赫数时虚拟质量力导致的非定常效应显著,高亚音速流动时准定常升力起主导作用。同时还分析了不同马赫数下机翼往复变形过程中升力的变化特性,指出尽管高亚音速变形机翼的气动升力近似等于准定常气动升力,但不能忽视非定常附加升力的影响,非定常附加升力将导致完成往复变形需要外界输入正比于Ma∞/[(1-Ma2∞)]的功。

钢筋对混凝土徐变影响的计算

钢筋在荷载作用下的变形时效性与混凝土不同,这便在一定程度上改变了混凝土的徐变。因此,为了尽可能精确地计算混凝土的徐变,必须考虑钢筋的影响。从力学角度出发,钢筋混凝土构件与相同尺寸的素混凝土构件在相同的荷载作用下,两者的变形差异是由钢筋对混凝土的附加内力导致的。根据混凝土徐变计算公式以及相应的力平衡条件与位移协调条件,可以推导出考虑钢筋影响的混凝土徐变计算公式。此外,文章还以实例验证了公式的正确性。

边坡稳定性分析的一种新条分法

本文为边坡稳定性分析提出一种属于非严格条分法的新条分法。该方法能用于滑动面为任意形态(包括局部上凸和前部反翘)的边坡,能保证土条界面不处于受拉状态也不违反土体破坏准则,能适应端部有水平力的情形,对包括端部有水平力情形在内的直线形滑动面的边坡等效于单块力平衡方程,对无外加水平力的圆弧形滑动面的边坡等效于简化毕肖普法,且计算过程较简单。结果表明,该方法有较高的计算精度。

高强度螺栓复合应力系数和预拉力损失试验与统计分析

本文对M27和M24两种直径高强度螺栓进行了复合应力系数测定和预拉力损失试验。试验和统计结果表明,高强度螺栓复合应力系数在1.11～1.13之间;24小时预拉力损失5～7％;复合应力系数和预拉力损失百分率满足正态分布规律。

悬索线无铰拱桥自重内力实用计算方法研究

鉴于影响线加载法计算效率低和有限元法建模工作量大,无铰拱桥自重内力无法进行简便计算。基于桥面系作用主拱圈荷载的等效膜张力假定,采用解析法对悬索线无铰拱桥自重内力进行求解,得出实用公式,并用实桥算例验证了该方法。

浅谈静定平面桁架中零杆的判断

零杆的判断有助于静定平面桁架的内力计算,在归纳总结零杆判断基本方法基础上,对零杆的判断方法进行了拓展和研讨.

汽车横向稳定性与交通安全分析

汽车横向稳定性主要受路面附着系数、转向半径和路面横向倾角等因素的限制 ,文章对此进行了分析 ,得到了保持汽车横向稳定性的方法 。

桥梁结构三维气动导纳研究

介绍并阐明了用于结构抖振分析的气动导纳函数的概念,讨论了目前采用的导纳函数并指出其局限性,导出了不同情况下适用于薄板的导纳函数.指出三维气动导纳函数能反映结构外形、脉动风场特性及折减频率的综合影响,是符合工程实际的.最后,总结了风洞试验中进行气动导纳函数研究的2类方法.

宽肢T形混凝土异型柱的有限元分析

按不同肢厚比设计了3组计算模型,应用ADINA有限元软件分析宽肢T形截面柱在单调荷载作用下的非线性特性,分析了轴压比、水平力作用方向对其承载能力的影响,并通过对柱底部钢筋与混凝土单元的应力、应变随荷载增加而变化的情况的分析,验证了宽肢异形柱对平截面假定的适用性。