火灾后圆形孔蜂窝组合梁受力性能研究

圆形孔蜂窝组合梁火灾后的力学性能研究,可为受火后建筑结构性能评估提供参考依据。对4根火灾后圆形孔蜂窝组合梁及1根未过火处理圆形孔蜂窝组合梁开展静力加载试验,分析火灾、加劲肋设置、开孔率等因素对圆形孔蜂窝组合梁破坏形态、抗弯刚度及承载能力的影响。结果表明:降低开孔率可以提高火灾后圆形孔蜂窝组合梁的抗弯刚度和极限承载能力;设置加劲肋的火灾后圆形孔蜂窝组合梁与未设置加劲肋的构件相比,其极限承载能力提高了6.9%;火灾前、后,圆形孔蜂窝组合梁在静力荷载作用下均发生弯曲破坏,但火灾后其开裂荷载、极限承载能力和延性均出现不同幅度的下降;提出了具有良好精度的圆形孔蜂窝组合梁火灾后剩余抗弯承载力的计算方法。

竖向骨架背挂圆弧形蜂窝铝板施工技术研究

蜂窝铝板强度高且不容易变形,建筑工程施工中普遍使用。但是,这种材料安装施工的难度大、工期长,不能充分发挥其应用价值。针对竖向骨架背挂圆弧形蜂窝大铝板施工技术展开研究,引入工程案例介绍施工技术原理以及总体施工流程,进一步分析施工过程中的有效方法,即施工前做好各项准备,实施放线定位,做好龙骨安装施工、蜂窝面板安装施工、不锈钢饰条安装施工,做好验收工作,并提出施工质量管理措施。研究表明,这项技术应用于工程中,能够优化施工流程,降低成本,加快施工进度,实现质效双提升。

梯度变化对密度梯度蜂窝材料力学性能的影响

为确定一定质量蜂窝材料的密度梯度大小对材料能量吸收性能的影响,基于二维圆环系,通过改变圆环的壁厚,建立了具有不同密度梯度的二维密度梯度圆环蜂窝材料模型。在此基础上讨论了不同冲击速度下,密度梯度大小对蜂窝材料能量吸收特性的影响。研究结果表明,对于相对密度从冲击端到固定端递减的情况,在高速冲击条件下,梯度系数越大,材料单位质量的能量吸收率越高。研究结果可为完善密度梯度蜂窝材料动力学性能的设计提供参考。

含随机填充孔圆形蜂窝结构的面内冲击性能

研究多孔材料细观结构与宏观力学性能之间的关系,建立具有固定相对密度的含随机固体填充孔的圆形蜂窝结构模型。在此模型的基础上具体讨论了不同孔洞填充比和冲击速度对圆形蜂窝结构变形模式、动态冲击平台应力以及能量吸收性能的影响。研究结果表明:填充孔在蜂窝变形过程中有局部牵制作用,蜂窝材料变形模式仍为准静态模式、过渡模式、动态模式;当变形模式为过渡模式或动态模式时,结构的平台应力与速度的平方成线性关系,存在明显的速度效应;高速冲击下,含固体填充孔的蜂窝结构单位质量吸收的能量高于规则蜂窝结构。研究结果可为蜂窝材料的研究和设计提供参考。

圆形孔蜂窝钢梁试验研究

通过对圆形孔和六边形孔两种孔形的蜂窝钢梁试验研究,揭示了圆形孔蜂窝钢梁的受力特性,对比分析了两种孔形的梁的受力性能,并将圆形孔蜂窝梁的试验结果与理论简化计算结果进行了对比分析。

金属多层圆管夹芯板结构静态及准静态压缩力学行为研究

分别采用半径为Φ3和Φ6 mm的铝合金薄壁圆管粘接得到相对密度为0. 125和0. 24的圆管多层夹芯板材,试验研究了在侧向约束和准静态条件下不同层数蜂窝材料的面内压缩过程和力学响应,结合有限元计算表明,随着圆管层数的增多,夹芯材料的应力-应变曲线向下移动,单位体积塑性变形所耗散的能量减少,能量吸收减弱。而在没有侧向约束时,计算得到的应力值明显小于有约束时,且圆管层数对应力-应变曲线和能量吸收影响较小。此外,层级梯度圆管蜂窝准静态压缩曲线有明显的分段现象,层薄弱区倾向于先变形致使整体应力降低,从根本上没有改变圆管蜂窝变形模式,反而使得变形集中,不利于能量吸收。

多层规则排列圆形铝蜂窝共面缓冲优化

目的在不同速度的共面冲击载荷条件下,实现多层规则排列圆形铝蜂窝缓冲性能的优化。方法建立有限元分析模型以得到缓冲力学参数,并通过简化的能量吸收模型来评估其缓冲性能。结果多层规则排列圆形铝蜂窝缓冲性能与动态峰应力和动态密实化应变有关,是由冲击速度、变形模式和相关结构参数共同决定的。结论通过数值结果分析,得到模型变形的临界速度、动态密实化应变和动态峰应力的经验公式,并详细地介绍了可行的缓冲优化方法。

圆形孔与多边形孔蜂窝钢梁的试验分析

通过对二根圆形孔蜂窝钢梁及一根六边形孔蜂窝钢梁的对比试验,研究这两种不同孔形梁的受力性能、应力分布及承载能力.

EPE泡沫填充圆形纸蜂窝异面缓冲性能的试验研究

目的为了研究EPE泡沫填充对圆形纸蜂窝异面缓冲性能的影响,开展相关试验研究。方法对2种排列方式(规则/交错)以及不同填充形式(未填充、全填充、5种部分填充方式)的EPE泡沫填充圆形纸蜂窝结构,进行异面准静态和动态压缩试验,研究其异面变形模式和吸能特性,比较不同排列方式和泡沫填充对其异面缓冲性能的影响。结果静态压缩时,与未填充蜂窝结构相比,EPE填充使交错排列的平均平台应力和单位体积能量吸收分别增长了10.1%和8.9%,规则排列分别增长了7.1%和7.5%。结论 EPE填充使圆形纸蜂窝所承受的最大静应力增大,且交错排列时增长较明显;相同填充率下,填充方式对圆形纸蜂窝异面静态压缩的缓冲性能影响不大。动态压缩时,排列方式和泡沫填充仅对大载荷下圆形纸蜂窝的动态缓冲性能影响明显。EPE填充使圆形纸蜂窝异面缓冲性能得到改善,且交错排列方式优于规则排列。

正多边形外接填充圆形蜂窝异面动态缓冲性能

目的为了研究正多边形外接填充圆形蜂窝的缓冲性能,建立不同正多边形外接填充圆形蜂窝的冲击有限元模型,分析研究多边形填充对圆形蜂窝缓冲性能的影响。方法利用Ansys/LS-DYNA建立正三、四、五、六边形外接填充圆形蜂窝的有限元分析模型,用六水平等级法评价分析各有限元模型在异面方向不同冲击速度下的力学性能、变形模式和能量吸收特性。结果正多边形与圆形蜂窝产生了较强的耦合响应,使组合结构的接触载荷和总能量吸收值均大于两者单独冲击数值之和;正六边形外接填充圆形蜂窝结构的六水平等级评价均为A,优于其他组合类型,且在不同冲击速度下不同正多边形外接填充圆形蜂窝的评价结果大致相同;正六边形外接蜂窝结构在冲击载荷下存在3种变形模式,随冲击速度的变化而变化,蜂窝壁厚对其的影响较小。随着冲击速度和壁厚的增大,动态峰应力、密实化总能量吸收和比吸能均有一定程度的提升。结论在耦合效应和动态冲击载荷的综合作用下,正六边形外接填充圆形蜂窝结构的动态力学性能较其他3种结构更为优异;随着蜂窝壁厚和冲击速度的增加,正多边形外接填充圆形蜂窝结构的承载能力和吸能能力都得到增强。

圆形蜂窝共面冲击力学性能

目的基于有限元模拟的方法,比较研究规则和交错排列的圆形蜂窝共面动态冲击力学性能。方法利用Ansys/LS-DYNA建立2种蜂窝的共面冲击分析有限元模型。结果借助于该模拟方法,分析得到在结构参数一致,冲击速度不同的情况下,规则排列的圆形蜂窝变形模式呈现3个阶段,即"X","V"和"一"字形,交错圆形蜂窝变形模式几乎相同,呈"一"字形。得出了2种排列方式的圆形蜂窝的变形模式转换速度与壁厚半径比的关系。根据有限元模拟结果,推导出了动态峰应力关于结构参数和冲击速度的经验公式。结论用有限元模拟的方法得到了2种排列方式的圆形蜂窝的共面冲击力学性能,为圆形蜂窝芯材的优化设计提供了参考依据。

圆形金属蜂窝芯材冲击性能的有限元分析

利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,对12×8圆形金属蜂窝芯材的共面冲击过程进行模拟,得出了圆形金属蜂窝芯材不同冲击速度下的多种变形模式及其动态峰应力的值。从结果可以看出:在共面冲击下,其动态峰应力和冲击速度之间是二次线性关系。这与试验的结果是相一致的。

圆形蜂窝结构异面冲击性能研究

目的为了分析圆形蜂窝芯材的缓冲特性,对圆形蜂窝芯材的异面冲击性能进行深入研究。方法考虑到试验法的局限性,利用有限元仿真模拟的方法,研究不同排列方式下(规则和交错)壁厚和冲击速度对圆形蜂窝异面冲击性能的影响,软件选用Ansys/LS-DYNA。结果将基于阵列和特征单元的有限元模型与理论值进行对比,两者显示了一致的吻合性,证明了模型的可靠性。结论数据分析表明,圆形蜂窝的异面平均平台应力随着冲击速度和壁厚的增加而增加。在给定冲击速度下,圆形蜂窝异面比能量吸收能力与壁厚和排列方式有关。在单元结构参数一定的情况下,交错排列的圆形蜂窝比能量吸收能力大于规则排列的圆形蜂窝;随着壁厚的增加,圆形蜂窝异面能量吸收能力会逐步增加。

密排圆形胞元蜂窝面内等效弹性参数的模拟仿真

利用有限元数值模拟技术建立了密排圆形胞元蜂窝夹芯结构面内等效弹性参数的模拟模型,提出了一种求解该结构面内力学性能参数的分析方法,解决了密排圆形胞元蜂窝夹芯结构几何建模中存在无理数的问题,通过用验证的3D有限元模型和分析方法对不同几何结构尺寸和材质的蜂窝夹芯面内等效弹性参数的模拟研究,获得了密排圆形胞元蜂窝夹芯结构面内等效刚度和Poission比随蜂窝夹芯几何参数变化关系,并给出了等效参数的计算分析公式,为密排圆形胞元蜂窝夹芯复合材料结构理论研究奠定了基础。

规则排列圆形蜂窝共面对角线方向缓冲性能的研究

目的研究冲击速度和结构参数对规则排列圆形蜂窝共面对角线方向缓冲性能的影响规律。方法使用有限元分析软件ANSYS/LS−DYNA建立规则排列圆形蜂窝共面对角线方向动态冲击有限元模型,基于此模型进行参数化仿真模拟,得到不同冲击速度和结构参数下规则排列圆形蜂窝共面对角线方向的变形模式、密实化应变、平台应力和能量吸收特征,并以图表的形式呈现。结果在共面对角线方向的不同冲击速度下,规则排列圆形蜂窝表现出不同的变形模式。密实化应变在低速和高速冲击下,只与壁厚半径比有关;在中速冲击下,密实化应变同时受冲击速度和壁厚半径比的影响。在给定壁厚半径比下,共面平台应力(或最佳单位体积能量吸收)与冲击速度的平方呈线性关系;在给定冲击速度下,共面平台应力(或最佳单位体积能量吸收)与壁厚半径比呈幂指函数关系。结论并基于有限元计算结果,得到了动态密实化应变、平台应力和单位体积能量吸收的经验表达式。

蜂窝材料在面内压缩下的动力坍塌(英文)

基于我们近年来的实验研究和数值模拟,主要概述了蜂窝材料受面内压缩时的准静态和动态坍塌行为.在准静态加载条件下,对圆胞蜂窝材料的方形试件施行了面内的双向等量压缩实验,观察到非均匀变形模式的发生和演化.为了研究加载速率的影响,对此过程也进行了有限元模拟,揭示了当加载速度增加到某一临界速度时,试件的变形由总体坍塌模式向渐进坍塌模式(即冲击波模式)转化.最后,将根据几种模型所作数值模拟得到的临界冲击速度同波的陷阱理论作了比较.

复合材料圆管芯材横向剪切性能

分别采用解析法、数值法和双剪试验对碳纤维增强复合材料圆管芯材(碳管芯材)的横向剪切刚度进行研究,得到了碳管芯材的等效横向剪切模量和修正系数.采用层压板理论的刚度矩阵计算方法求解碳管所用层压板的面内剪切模量,并结合碳管芯材的矩阵胞元计算得到芯材横向剪切模量的解析解;使用有限元方法对双层碳管芯材建立碳管芯材双剪有限元模型,通过数值分析得到碳管芯材等效横向剪切模量的数值解;应用试验结果对解析解和数值解进行修正,获得的修正系数为碳管芯材力学性能研究及航天器结构应用提供了重要参数.

内加强环式圆钢管混凝土柱-钢蜂窝梁节点抗震性能研究

目的 研究内加强环式圆钢管混凝土柱-钢蜂窝梁节点的抗震性能,为工程应用提供参考。方法 采用ABAQUS软件建立节点模型,对比其与内加强环式圆钢管混凝土柱-钢实腹梁的抗震性能,分析不同因素对节点抗震性能的影响。结果 与内加强环式圆钢管混凝土柱-钢实腹梁相比,两者抗震性能相近;梁柱线刚度比和钢材牌号对抗震性能影响较大,但梁柱线刚度比对节点的承载力和耗能能力影响最大,最大相差分别为169.3%和29%,钢材牌号对节点的延性影响最大,最大相差41.2%;含钢率、内加强环宽度和厚度对抗震性能影响不大,但对延性、耗能能力、屈服和极限位移影响较明显。结论 内加强环式圆钢管混凝土柱-钢蜂窝梁节点具有可行性,符合“强柱弱梁”的抗震设计要求。

超长铝蜂窝夹层板的高精度直线切割

介绍了铝蜂窝夹层板的结构特点及力学性能,对铝蜂窝夹层板的加工性能、切割刀具的选择作了深入分析,并设计了一种超长铝蜂窝夹层板的高精度组合式切割装置,合理解决了小批量超长铝蜂窝夹层板的切割毛刺较大、较多、切割端面直线度差等问题。

负泊松比内凹环形蜂窝结构的冲击响应特性研究

为了降低最大峰值应力和维持良好的冲击载荷一致性,在内凹六边形蜂窝(CHH)的基础上,基于机械超材料的设计理念,提出了一种新型负泊松比内凹环形蜂窝(RCH)结构模型。利用显式动力有限元方法,研究了面内冲击载荷作用下胞元微结构对该内凹环形蜂窝材料的变形行为、动态冲击应力和能量吸收特性的影响。研究结果表明:除了冲击速度和相对密度,内凹环形蜂窝结构的冲击动力学响应还依赖于胞元微结构;在中低速冲击作用下,内凹环形蜂窝亦表现出明显的负泊松比效应;与传统内凹六边形蜂窝不同,在相同冲击速度下,内凹环形蜂窝的最大峰值应力明显降低,并且具有良好的冲击载荷一致性;基于一维冲击波理论,还给出了内凹环形蜂窝材料的动态平台应力经验公式,理论计算结果和有限元结果吻合较好。