压载荷下Ⅰ-Ⅱ复合型中心裂纹板弹塑性屈曲载荷研究

为了研究含裂纹结构承载能力,采用有限元方法建立压载荷下Ⅰ-Ⅱ复合型中心裂纹板模型,计算裂纹板弹塑性屈曲载荷,讨论相对裂纹长度(a/w)、裂纹倾角(θ)、板宽(w)、板厚(t)、边界条件对弹塑性屈曲载荷及其变化规律的影响。对于上下夹持中心裂纹板,随着裂纹长度和裂纹倾角的增大,板宽越大,中心裂纹板屈曲载荷对裂纹越敏感,中心裂纹板承载能力受到裂纹长度和裂纹倾角的影响越明显。弹塑性屈曲载荷随着板厚的增大而增大,并且随着裂纹倾角的增大,板厚越大,屈曲载荷的下降程度越显著。上下简支中心裂纹板与上下夹持中心裂纹板的屈曲载荷变化规律基本一致,且上下夹持中心裂纹板的屈曲载荷显著大于上下简支中心裂纹板的屈曲载荷。给出不同边界条件下弹塑性屈曲载荷与相对裂纹长度、裂纹倾角的回归关系式。通过中心裂纹板弹塑性屈曲试验发现,采用压缩力学性能计算弹塑性屈曲载荷更接近试验结果,试验屈曲载荷的变化规律与有限元模拟计算结果一致。研究结果对含裂纹结构的承载能力评价具有参考价值。

STRATIFIED MODEL FOR ESTIMATING FATIGUE CRACK GROWTH RATE OF METALLIC MATERIALS

The curve of relationship between fatigue crack growth rate and the stress strength factor amplitude represented an important fatigue property in designing of damage tolerance limits and predicting life of metallic component parts. In order to have a more reasonable use of testing data, samples from population were stratified suggested by the stratified random sample model (SRAM). The data in each stratum corresponded to the same experiment conditions. A suitable weight was assigned to each stratified sample according to the actual working states of the pressure vessel, so that the estimation of fatigue crack growth rate equation was more accurate for practice. An empirical study shows that the SRAM estimation by using fatigue crack growth rate data from different stoves is obviously better than the estimation from simple random sample model.

AZ31镁合金变形局域化与裂纹扩展

为深入分析高应变速率下镁合金绝热剪切带形成区域内微孔洞和裂纹的特点,进而研究绝热剪切带内部微裂纹的形成机制,采用分离式Hopkinson压杆装置对挤压态AZ31镁合金帽状试样进行了高速冲击实验,并且对冲击后的试样组织形貌进行OM、SEM和TEM观察。探讨了绝热剪切带内部裂纹的形成过程。结果表明:绝热剪切带形成于最大切应力处,在绝热剪切带内部首先形成微小孔洞。随着载荷的增加,微小孔洞扩展。

三轴压缩单一裂隙砂岩细观损伤破坏特性CT分析

完成了含单一预制裂纹的裂隙砂岩三轴压缩条件下的细观破坏特性CT实时扫描试验。得到了裂纹萌生、发展、宏观裂纹形成、破坏等各阶段的CT图像。结果表明,与完整岩石试样一样,三轴压缩单一裂隙砂岩的破坏过程也可以分为线性发展阶段、细观裂纹萌生及发展阶段、损伤快速发展阶段和峰后损伤加速发展阶段等4个阶段,但是,由于已有裂隙的存在,裂隙岩石的损伤演化速度高于完整岩石的损伤演化速度,已有预制裂纹对新的裂纹的起裂位置及贯通性宏观破坏裂纹的形成具有重要影响,裂隙砂岩试样的扩容量大于完整试样破坏时的扩容量。

钢筋混凝土结构裂缝相似率试验研究

通过6组18根不同比尺的钢筋混凝土简支梁的模型试验,对不同比尺、不同钢筋根数及不同钢筋形式的模型之间的裂缝相似规律进行了探讨。试验结果表明:在使用荷载下,钢筋混凝土简支梁的裂缝相似率并不等于几何相似比λ;当钢筋根数及形式相同时,不同模型比尺下的钢筋混凝土简支梁的裂缝宽度、裂缝条数及裂缝间距的相似率,均约等于模型几何相似比的平方根λ;当钢筋根数及形式不同时,裂缝条数及裂缝间距的相似率仍然约等于λ,而裂缝宽度的相似率近似与λ成正比,但应同时考虑钢筋根数与钢筋表面形状对裂缝宽度相似率的影响。上述研究成果有益于合理利用钢筋混凝土结构模型试验的结果来预测和评判原型结构的裂缝开展情况,及建立更为合理的裂缝宽度计算公式。

火灾后配筋混凝土梁受力性能试验与分析

为研究火灾后配筋混凝土结构的受力性能,对3根有粘结预应力混凝土简支梁和2根钢筋混凝土简支梁进行了抗火试验和火灾后的常温静力试验,基于试验结果,提出了火灾后配筋混凝土梁正截面承载力计算公式、裂缝宽度计算公式和刚度计算公式.从5根试验梁中取出20根普通钢筋和9根预应力钢丝进行单向拉伸力学试验,获得了火灾后HPB235级钢筋、HRB335级钢筋、1670级低松弛高强钢丝的力学性能.

BFRP筋混凝土梁受弯性能的试验研究

通过3个BFRP(Basalt Fiber Reinforced Polymer)筋混凝土简支梁和3个普通钢筋混凝土简支梁的受弯性能试验,研究了其在不同配筋率下受弯性能的差异,得到了BFRP筋混凝土梁的裂缝分布特征、极限荷载、荷载-挠度和荷载-应变关系,分析了其极限承载力和延性,并通过对BFRP筋混凝土梁受弯承载力理论值与试验值的对比,分析了BFRP筋混凝土梁的破坏特征以及不同配筋率对其影响,并且验证了BFRP筋混凝土简支梁平截面假定的准确性.

客运专线箱梁端部裂纹成因分析及施工控制

研究目的:研究客运专线箱梁端部裂纹的成因及其施工控制。研究方法:针对铁路客运专线箱梁检测中普遍存在的端部纵向裂纹这一现象,通过有限元计算的方法,分析裂纹产生的原因,从而提出箱梁施工控制方面应注意的问题。研究结论:建议调整预应力的施工顺序,预、初张拉时,尽量避免张拉N2a及N1b孔道;严格控制存梁台座的标高,定期观测不均匀沉降量,一旦发现,立即采取措施,避免扭矩的产生;加强提梁孔附近的局部构造钢筋,防止提、移梁时过大的局部应力导致该孔处裂纹的发生和扩展,注意提、移梁、落梁就位时采取必要措施,尽量保持梁体两端承受均匀的自重作用,避免施工过程中产生扭转等附加应力。

高强箍筋混凝土简支梁抗剪承载力试验研究

通过对14根500 MPa细晶粒钢筋、1根400 MPa及1根600 MPa钢筋做箍筋的混凝土简支梁在集中荷载作用下的试验,观测了不同混凝土强度、不同剪跨比、不同箍筋强度、不同配箍率、不同截面尺寸条件下试件的裂缝、挠度、承载力及破坏形态;并将实测值与有关公式的计算值进行了比较.试验结果表明,构件的斜截面承载力仍可按现行《混凝土结构设计规范》的相关公式进行计算,并有足够的安全储备.

宽幅空心板梁锚固端纵向抗裂的实用分析方法

针对宽幅空心板锚固端在局部承压试验研究中产生纵向裂缝的问题,分析了纵向裂缝产生的原因,并结合宽幅空心板锚固端截面设计提出纵向抗裂的分析模型,推导纵向抗裂的分析方法,探讨了锚固端截面尺寸、作用在腹板上的预压力偏心矩以及剪切面上抗剪钢筋对宽幅空心板纵向抗裂能力的影响,并编制了纵向抗裂分析程序。最后,采用编制的程序对宿迁-淮安高速公路宽幅空心板梁锚固端截面设计进行纵向抗裂分析,分析结果与现场局部承压试验相吻合。

某特大简支梁桥墩身开裂的事故排查

桥梁裂缝严重影响结构安全性和耐久性,不符合"绿色建造"和"可持续发展"的相关理念。文章对某特大简支梁桥桥墩开裂现象进行事故排查,为裂缝修复工作提供依据,以促进桥梁施工各个环节的规范化。考虑支座中未拆除的临时连接螺栓对墩、梁的约束作用,首先以Abaqus分析未拆除的临时连接螺栓对支座水平剪切变形的约束作用,然后以Midas计算了3种最不利工况下桥墩墩顶处的支座反力,最后以ANSYS分析3种最不利荷载组合时墩身应力。结果表明,即使按墩顶的4个纵向活动支座临时连接被同时破坏的最不利情况考虑,墩身在3种最不利工况下的最大主拉应力也仅为0.08MPa,远未达到C30混凝土的拉应力容许值0.73MPa。因此,架梁完成后未及时拆除支座临时连接的限位螺栓并不是导致该桥墩身开裂的主要原因,事故调查需从其他方面入手。但该疏忽会在桥墩中引起拉应力,应尽量避免,确保桥梁建造的各个环节更为规范。

简支梁中裂纹参数的识别

结构中的裂纹对系统振动特性将产生一定的影响 ,一般来讲 ,裂纹参数与振动特性的改变之间很难有直接的函数关系 ,通过振动参数的改变来识别裂纹有一定的困难 ,本文经过计算证明 :对于受弯的两端简支梁 ,当裂纹较小时 ,梁的自振频率的变化率与裂纹参数之间存在明确的函数关系 ,利用这一函数关系 ,梁中的裂纹深度与裂纹位置可由自振频率的变化率计算得出。同时证明 :对于简支梁而言 ,单纯利用自振频率无法唯一地确定裂纹位置 。

300M钢腐蚀疲劳裂纹萌生的超载特性

本文对300M钢在空气与3.5%NaCl溶液中疲劳裂纹萌生的周期超载和单次超载特性进行了试验研究与理论分析.试验结果表明,3.5%NaCl溶液中,单次超载所致腐蚀疲劳裂纹迟滞萌生的迟滞强度远小于周期超载的对应值.3.5%NaCl溶液中与空气中,超载迟滞强度均随超载比增大或等效应力幅(△σ_(eqv))水平的提高而增大在腐蚀疲劳裂纹萌生寿命估算中,只考虑单次超载的迟滞规律,会得出大大保守的寿命估计只有将单次超载和周期超载综合考虑。

钢筋混凝土简支梁裂缝宽度相似率计算公式探讨

通过6组18根不同比尺的钢筋混凝土简支梁的模型试验,对不同比尺、不同钢筋根数及不同钢筋型式的模型之间的裂缝相似规律进行了探讨,并在分析裂缝宽度相似率的各个主要影响因素的基础上,推导了裂缝宽度相似率的一般计算公式。试验结果表明,在使用荷载下,钢筋混凝土简支梁的裂缝相似率并不等于几何相似比λ。当钢筋根数及型式相同时,不同模型比尺下的钢筋混凝土简支梁的裂缝宽度相似率约等于模型几何相似比的平方根λ;当钢筋根数及型式不同时,裂缝宽度的相似率近似与模型几何相似比的平方根λ^(1/2)成正比,但同时还要考虑钢筋根数与钢筋表面形状对裂缝宽度相似率的影响。上述研究成果对于合理地利用钢筋混凝土结构模型试验的结果来预测和评判原型结构的裂缝开展情况,以及今后建立更为合理的裂缝宽度计算公式,均具有重要的理论意义和实用价值,可供工程实践应用参考。

超高强度钢CF裂纹扩展的超载效应 Ⅱ．试验验证与分析

对ＧＣ－４（４０ＣｒＭｎＳｉＭｏＶＡ）钢在空气与３．５％ＮａＣｌ中性溶液中腐蚀疲劳裂纹扩展（ＣＦＣＧ）的单次超载与周期超载效应进行了试验性研究．结果表明，ＣＦＣＧ超载迟滞效应由快速撕裂过程，迟滞过程和恢复过程组成．对于周期超载，当两次超载周次之间裂纹扩展长度ａｄ远小于超载塑性区尺寸ｒｐＯＬ与恒载塑性区尺寸ｒｐＣＬＡ之差，即ａｄ＜＜ｒｐＯＬ－ｒｐＣＬＡ时，ＣＦＣＧ会发生比空气疲劳时还强烈的超载迟滞效应．而当ａｄ＞ｒｐＯＬ－ｒｐＣＬＡ时，会发生超载加速效应．断口分析表明，当ａｄ＜＜ｒｐＯＬ－ｒｐＣＬＡ时，ＣＦＣＧ不会发生超载撕裂，而当ａｄ＞ｒｐＯＬ－ｒｐＣＬＡ时，会发生显著的超载撕裂．上述试验的宏观规律与断口特征均验证了前文所建立的ＣＦＣＧ超载效应的定量描述模型．

识别简支梁单处裂缝位置的泛函分析法

本文讨论了具有裂缝的简支梁，其固有频率的变化规律与裂缝所在部位的关系。并推导出一种判断裂缝位置的泛函分析法。

I-II复合型裂缝断裂角的分层剪滞模型与分析

采用修正的剪滞理论建立了岩石、混凝土等准脆性材料的I-II复合型裂缝在单向拉伸荷载作用下的计算模型,得到了与实验相吻合且优于传统S判据的断裂角。通过对远场应力、斜裂缝区应力以及子层位移的合理简化,得到了求解剪滞分析模型的边界条件,进而得到了含斜裂缝的各子层位移分布函数。引入最大应力集中因子,对I-II复合型裂缝前缘应力场进行简化;基于斜裂缝沿最大应力集中因子方向扩展,得到裂缝的断裂角。根据斜裂缝的应力分布,设置不同的子层分区,得到了更为细化的位移分布模式。通过对计算数据的分析,针对单向拉伸荷载作用下的I-II复合型裂缝,建立了按应力场分区设置子层的分层剪滞模型,得到更为精确的斜裂缝断裂角。

简支梁损伤识别的特征方程曲线交点法

基于扭转弹簧模型的裂纹梁振动分析,推导了含单边边缘裂纹简支梁振动频率特征方程,提出了"特征方程曲线交点法"结合"附加质量"的方法.通过绘制相应于损伤梁前几阶固有频率的裂纹深度—位置的关系曲线,并求解其交点识别裂纹参数,解决了由于简支梁的对称性导致的损伤位置的误判问题.数值模拟结果显示,本文方法具有很好的识别精度.

基于移动有限元法的裂纹梁振动分析

采用移动有限元法和局部柔度法对移动质量作用下含裂纹简支梁进行了振动计算分析.计算考虑了裂纹和移动质量的相对位置对梁固有频率的影响,以及移动质量在不同位置、速度情况下对裂纹梁的动力响应的影响.结果分析表明,裂纹与移动质量的存在会使得梁的动态位移有不同程度的增大,且随着移动质量位置和裂纹位置的改变会使得梁的固有频率变小.

30m预应力简支转连续箱梁桥承载力检测与开裂分析

30 m预应力混凝土简支转连续箱梁在平原区高速公路中得到了广泛应用 ,但施工中箱梁腹板开裂的问题时有发生。通过对某实桥裂缝分析。