带PC填充墙的装配式RC联肢剪力墙受力性能数值分析

为研究带预制混凝土(PC)填充墙的装配式RC联肢剪力墙在水平荷载作用下的受力性能,基于试验建立了无填充墙试件(CSW-N)和带PC填充墙试件(CSW-F和CSW-R)的有限元模型,并考察了轴压比、PC填充墙混凝土强度等级和刚性连接试件锚固钢筋布置等对装配式RC联肢剪力墙受力性能的影响。结果表明:轴压比由0.1增加至0.6时,试件CSW-F峰值承载力增加了约69.92%,延性系数下降了约40.68%;试件CSW-R的峰值承载力增加了约47.00%,延性系数下降了约42.06%。对于试件CSW-F,由于PC填充墙对剪力墙的约束作用较小,随PC填充墙混凝土强度等级增大,其峰值承载力增幅较小;对于试件CSW-R,当实心墙和夹心墙混凝土强度等级由C15增加至C30时,试件的峰值承载力分别提高了7.20%和4.32%,在相同混凝土强度下,实心墙的承载力高于夹心墙的承载力。对于试件CSW-R,锚固钢筋直径变化对剪力墙受力性能影响较小,但增加锚固钢筋数量可提高剪力墙峰值承载力。

上海市某装配式减震住宅结构设计

上海市某装配式减震住宅项目位于上海市中心城区,项目大规模采用劲性复合桩,解决工程对施工环境、工期、成本等方面的特殊要求。针对项目超限带来的不利影响,在此项目的高层装配整体式剪力墙住宅中采用减震技术,有效降低了地震作用,提高了结构的抗震性能,达到降低材料用量、方便施工的目的。在与金属连梁阻尼器连接的预制剪力墙暗柱中,纵向钢筋采用新型可调节机械连接套筒进行快速连接,确保连接安全可靠。在预制叠合梁设计中,采用新型干法连接节点,有效提升施工进度。主要对上述劲性复合桩、减震设计以及新型连接等关键技术应用进行了阐述分析。项目是运用绿色低碳技术进行结构设计的有益尝试,可为类似项目提供参考。

硬管母联接的500kV避雷器和互感器耦联体系地震模拟振动台试验研究

国内外历次大震的震害经验表明,相互联接的电气设备具有较强的地震耦合效应,地震易损性明显。为研究互联设备的地震耦合机理,提高互联电气设备的抗震设计水平,以硬管母联接的500 kV避雷器和互感器为研究对象,采用地震模拟振动台试验手段,研究了地震动输入峰值加速度、硬管母与设备间的联接方式、滑动金具滑动槽长度等因素对回路中设备地震反应规律的影响。研究结果表明,硬管母联接使设备产生了明显的动力耦合效应,电气设备通过硬管母联接后,在管母联接方向高频设备的频率降低,低频设备的频率增高。地震动输入峰值加速度越大,滑动金具滑动槽长度越小,设备间的耦合效应越明显。在进行硬管母联接设备的抗震设计时,宜根据单体设备在地震作用下的位移估算结果设计滑动金具滑动槽长度,提出了减小设备地震耦合效应的金具滑动槽长度计算公式。

基于ADAMS和ANSYS的飞机救援拖车组合连接装置的研究

通过SolidWorks软件对飞机救援拖车组合连接装置进行建模,导入ADAMS,并运用其柔性体理论建立刚柔耦合模型,进行运动学仿真分析得到载荷文件,反馈到ANSYS对连接装置进行有限元分析,得到应力及变形值,为后续连接装置的结构优化提供依据。

基于自适应RBF模糊神经网络的旋转柔性铰接梁的振动控制

由柔性关节连接中心刚体和挠性附件的刚柔耦合系统广泛应用于卫星太阳能帆板、空间机器人等领域中,在调姿或者外部扰动带来振动时,将影响系统的稳定性和指向精度,对带有铰接结构的柔性梁的影响更甚。设计并建立了带有柔性关节(谐波齿轮)的旋转柔性铰接梁实验平台,基于压电传感器测量信号的振动频响特性分析,分别采用PD控制和自适应RBF模糊神经网络控制算法,进行了基于电机驱动的位置设定点弯曲振动的主动控制研究。实验比较结果验证设计的自适应RBF模糊神经网络控制算法能够快速抑制振动。

车用发动机连杆载荷谱编制技术研究

应用有限元分析和动力学仿真相结合的方法,以发动机曲柄连杆机构为研究对象,基于柔性多体动力学理论,建立了活塞、连杆、曲轴和飞轮的刚柔耦合动力学模型,得到了连杆应力云图与载荷时间历程。分别计算了车用发动机在典型任务剖面下的连杆应力,对连杆危险节点的应力时间历程进行了雨流计数,通过对载荷谱外推和叠加,得到了发动机连杆目标载荷谱,并根据载荷分级的方法编制了连杆疲劳试验谱,为制定连杆疲劳寿命试验规范提供了参考依据。

带PC填充墙的装配式联肢剪力墙抗震性能试验研究

为研究带预制混凝土(PC)填充墙的装配式联肢剪力墙结构抗震性能,完成1个无填充墙试件和2个带PC填充墙试件的拟静力试验,考察试件在不同连接方式下的开裂与破坏形态、滞回曲线、承载力、刚度、延性和耗能等性能。结果表明:无填充墙试件和柔性连接试件的滞回曲线饱满,表现出良好的耗能能力;刚性连接试件的滞回曲线捏缩现象较为明显,耗能能力较差;PC填充墙的存在可提高结构的承载力、刚度,但降低了结构的延性性能。采用推荐的刚性连接时,建议周期折减系数取0.8~1;而采用柔性连接时,可参考砌块填充墙周期折减系数取0.9~1。在实际工程中,建议根据PC填充墙的位置和数量,采用合理的周期折减系数。

计及二阶效应的刚柔耦合连杆系统动力学分析

根据虚功原理和达郎伯原理推导了计及二阶效应的柔性单元运动方程,并利用刚化条件得到了刚性梁单元运动方程,给出了刚柔耦合连杆系统动力学建模与分析的方法.对构件刚度相差悬殊的多体系统进行动力学分析时,如若当作多刚体系统分析,会因忽略弹性变形导致结果不准确;当作多柔体系统建模分析求解,则因自由度太多导致方程庞大难求解.可行的方法是:将刚性单元与柔性单元耦合建模,在多柔体系统基础上,引入刚性单元和刚性约束条件,对刚性构件自身的动力学特性进行等效,然后按照一般弹性系统有限元方法集成得到虚拟柔性系统动力学方程,建立过渡坐标与广义坐标关系,消除非独立坐标,得到真实的系统运动方程,降低系统方程维数,提高分析效率.以曲柄滑块机构为例,介绍了计及二阶效应的刚柔耦合系统动力学的建模分析过程.

基于ANSYS的泥浆泵曲轴连杆机构运动特性仿真分析

基于多体动力学和有限元分析,通过ANSYS对泥浆泵五缸往复式动力机构进行了刚柔耦合分析,研究了泥浆泵运转过程中动力端的应力分布与变化。研究发现,泥浆泵五缸往复式机构的最大应力位于连杆处,且不断在受拉和受压状态间变换,处于循环交变载荷的状态下易引起疲劳失效,从而确定连杆为影响泥浆泵动力端寿命、稳定性的关键组件。为深入分析连杆的受力形式和状态,进行了曲轴连杆机构的动力学分析,结果表明:连杆最大应力出现在上死点,低于连杆材料结构钢的屈服应力,连杆与曲轴联接处作用力周期性的变化暗示了连杆的受力状态从受压向受拉状态转变。

带双腹板顶底角钢连接节点的抗火性能

建立了带双腹板顶底角钢梁柱连接节点有限元分析模型,对模型进行了热-力耦合数值计算,分析了在温度和力荷载工作作用下带双腹板顶底角钢梁柱连接的承载力、温度传导和变形状态。探讨了带双腹板顶底角钢梁柱连接节点中顶底角钢、腹板、螺栓在高温环境下受力机理以及螺栓受温度影响预拉力损失规律,获得了试验难于测得的力学特性,为带双腹板顶底角钢梁柱连接在抗火性能方面的应用提供理论依据。

基于非线性动力学的曲柄连杆机构运动特性仿真

在ANSYS10/LS-DYNA中,通过气缸套约束活塞,考虑活塞横向位移和各部件的弹性变形,考虑各运动副之间摩擦力,进行了刚柔耦合的运动学仿真分析。此方法能够有效考虑弹性形变对各部件运动的影响,克服了以往仿真中通过约束横向位移的方法约束活塞所带来的误差,使宏观运动描述更为精确。并且考虑了活塞与气缸套之间的间隙,因此也能描述活塞的二阶运动情况。

带PC填充墙的装配式联肢剪力墙抗侧刚度与水平承载力计算方法研究

为研究带预制混凝土(PC)填充墙的装配式联肢剪力墙抗侧刚度与水平承载力计算方法,完成了1个无填充墙和2个带PC填充墙试件的低周往复荷载试验,考察了PC填充墙对装配式联肢剪力墙抗侧刚度和水平承载力的影响,在试验基础上建立了结构简化分析模型,提出了联肢剪力墙抗侧刚度和水平承载力计算方法。结果表明:带PC填充墙的装配式联肢剪力墙试件整体性较好,PC填充墙的存在可提高试件的抗侧刚度和水平承载力;PC填充墙与联肢剪力墙的连接形式对试件的抗侧刚度和水平承载力有较大影响;基于连续化计算方法提出的带PC填充墙的装配式联肢剪力墙抗侧刚度和水平承载力计算方法,计算结果与试验值吻合良好。

膜片联轴器扭转特性实验研究

为了研究螺栓法兰连接、波动载荷和不同预紧力矩对膜片联轴器扭转刚度的影响,搭建了联轴器扭转刚度测试实验台。通过扭转实验机施加扭矩,并采用角位移编码器测量了主动、从动法兰盘的相对扭角;采用扭力扳手实现螺栓预紧力矩的调节。实验结果表明:随着负载的增大,法兰螺栓连接出现了严重的松弛;负载波动情况下,载荷变化越大,刚度变化越大;预紧力矩的减小使滑移力矩减小,但第3阶段的刚度变化不大。预紧力矩减小至6N·m时,第1阶段和第4阶段的刚度明显减小。

基于滑楔连接的新型填充墙设计与抗震性能数值模拟

为了减轻填充墙与框架在地震中的不利相互作用,提出一种采用滑楔连接件的柔性填充墙框架结构设计方案。采用ABAQUS建立滑楔连接框填结构有限元模型,与满砌填充墙在平面内滞回性能、平面内外耦合性能、墙框局部损伤及填充墙整体损伤等方面进行了对比分析。模拟结果表明,和满砌填充墙相比,采用滑楔连接减轻了填充墙与框架平面内相互作用产生的局部损伤,并具有较高的延性与较优的平面内外耦合性能,为填充墙框架组合系统的韧性设计提供了新思路。

地铁车辆车体关键连接结构振动特性研究

针对某型地铁车辆车体进行模态分析,并建立地铁车辆刚柔耦合动力学模型,对车体关键连接结构节点进行动力学仿真计算,并进行了现场测试,获取了地铁车辆车体关键连接结构振动特性,并对振动特性进行分析。研究结果表明,车体关键连接结构疲劳损坏及紧固件预紧力下降主要由传递到车体上的低频振动量造成,频率接近车体模态频率,容易引起车体共振。研究结论为改善关键连接结构处的紧固件松动以及疲劳损坏等服役安全性研究提供理论基础。

双排扣件式钢管脚手架整体稳定极限承载力研究

对双排扣件式钢管脚手架节点半刚性进行理论分析与模拟研究,使用有限元分析软件MIDAS/Gen作为建模基础,采用建模与计算相结合的方法模拟脚手架整架的极限承载力,再使用MATLAB软件对不同扭转刚度下的极限承载力进行数值拟合得到能适用于结构有限元软件计算的函数模型,从而验算了整架的稳定性。

刚性连接及在结构分析中的应用

结合刚性连接的基本原理,阐述了不同单元连接自由度不协调时,运用刚性连接使单元间的自由度实现变形协调的方法,并基于midas Gen软件进行了分析计算,指出采用刚性连接可以有效解决结构变形协调的问题。

仿鸡脖子刚柔耦合结构的仿生机理及大变形建模

观察表明,禽类颈部普遍具有刚柔耦合的特点,在运动过程中,可以辅助身体运动,使得头部产生大变形.在机器人、航空航天等领域普遍需要具有大变形、变刚度等特征的结构实现相关功能.受禽类脖子结构的启发,提出了一种仿鸡脖子刚柔耦合结构,阐明仿鸡脖子的仿生机理并建立大变形模型.首先,从鸡颈部的生物解剖出发,发现仿鸡脖子结构势必具有多自由度刚柔耦合的特征,因此,根据鸡脖子骨骼的构型构造出单节仿生标准单元,根据肌肉的连接方式厘清节间弹性连接,建立起仿鸡脖子刚柔耦合结构的力学模型;然后,通过定义连接矩阵描述节间弹性元件的分布和作用,由此得到任意运动下的标准单元的力平衡方程;最后,选取了几种具有代表性的工况,通过有限元分析验证理论建模方法的准确性并展示结构的非线性变刚度特征;在4种典型平面弯曲工况下得到不同变形与发力肌肉群的对应关系.文章提出的仿鸡脖子刚柔耦合结构建模具有仿生机理清晰、适合大变形计算及结构具有非线性刚度特征等特点,也解释了禽类颈部变形机理.

基于ADAMS柔性体的花岗石砂锯连杆动态分析

以花岗石砂锯主要部件连杆作为研究对象,对其四种调节方式进行了分析;基于虚拟样机技术、柔性体理论及模态分析技术,联合运用SolidWorks、有限元软件ANSYS与动力学仿真软件MSC.Adams,对花岗石砂锯连杆机构刚柔体模型进行动力学分析,得到连杆在工作循环中的动态应力,并对连杆受力最大区域进行疲劳分析,为复杂机械系统动力学特性的研究提供借鉴。

管母线连接支柱类设备耦联体系抗震性能理论分析及试验研究

支柱类设备是变电站中的一类重要设备,具有高度大、结构柔、重心高的结构特点,通常通过母线与其他设备连接构成回路。震害资料表明,这类设备的地震易损性极高,地震作用下设备根部断裂及移位是造成变电站停运甚至电力中断的重要原因。为保障特高压变电站的稳定运行,支柱类设备及其耦联体系的抗震研究是电力设备抗震的重要部分。文中首先根据某特高压复合支柱绝缘子的结构组成参数建立了可用于支柱类设备的单体变截面梁模型和耦联体系线性弹簧模型,然后通过足尺±800 kV复合支柱绝缘子单体及管母线耦联体系的振动台试验对模型进行验证,最后基于对理论模型的参数分析,给出了文中建议的特高压支柱类设备管母线耦联体系抗震设计方法。