Fully Stressed Design of Fink Truss Using STAAD.Pro Software

This paper presents study of optimization of Fink Truss by Fully Stressed Design (FSD) method using STAAD.Pro software version STAAD.Pro V8i (SELECT series 5). Three spans of the trusses have been considered and each truss has been subjected to 27 types of load cases by changing nodal load locations. Central node load has been kept constant in each truss as 100 kN. Three sets of load condition is taken, viz, 100 kN, 120 kN and 150 kN. Total 81 trusses have been analyzed in this study to achieve a target stress of 100 MPa. Steel take-off for each case and maximum displacement for each case have been calculated and compared in this study and it shows that weight does not always increase with increase in the span or height. Results of the study could be helpful in designing a truss that does not waste material.

Ministries Design Exchange Rate Stress Test for Labor-Intensive Industries

China’s Ministry of Commerce(MOFCOM)and the Ministry of Industry and Information Technology(MIIT)have designed a stress-test for China’s labor-intensive industries,

超大悬挑扶壁式幕墙支撑结构设计及安装技术研究

结合实际工程的幕墙外造型安装情况,重点介绍了超大外悬挑扶壁式幕墙支撑钢结构的设计及安装方法。通过采用优化幕墙扶壁式支撑钢结构在水平和竖向荷载下的设计节点和设计受力体系,以及对施工过程中扶壁式幕墙支撑结构的安装方法进行深入分析研究,达到良好的实施效果。

用于应力双折射分布测量的多构型扫描系统设计

为了实现对不同构型光学样品进行应力双折射分布测量,在使用双弹光调制方法的基础上,设计了一种应用于双折射分布测量的多构型扫描系统。该系统在保证测量的高分辨率的同时,通过保持激光器静止,同时使样品进行快速移动,提高了测量精度与广度。在样品测量方面,采用633 nm(1/4)玻片测试,测试相对误差的范围为0.79%~0.95%,波动范围为0.12 nm,标准差为0.0352;采用BK7玻璃样品测试,波动范围为0.25 nm,标准差为0.0389。在扫描精度方面,连续扫描精度误差不超过0.05 mm,连续寸动扫描精度误差不超过0.009 mm。对比实验结果可得出,该多构型扫描系统可有效解决对样品任一区域实现高精度应力双折射测量的问题。

某既有超限高层结构加固改造设计

依托某既有超限高层建筑,设计开发了在框架结构的基础上新增剪力墙,改变结构受力体系的加固改造方案,将原结构转变为高度和规则性不超限的高层建筑,并采用YJK空间分析程序进行弹性分析、SAUSAGE软件进行弹塑性时程分析。结果表明,改变受力体系以后,结构抗震性能良好,且减少了加固改造的经济成本及施工难度,综合效益显著,证明采取的技术手段是合理有效的,可为后续项目提供参考。

基于分层分域理论的应急通信车环境适应性设计方法

基于应急通信车系统本身组成的体系性、系统性、层次性,以及使用环境高热、高寒、潮湿、盐雾、低气压、淋雨、砂尘等综合应力影响的多面性、复杂性,提出一种基于系统分层和条件分域的应急通信车环境适应性设计方法。首先对环境适应性分层分域设计的理论和方法进行研究,分析了环境适应性设计的定义和内涵,提出了分层分域设计的理论和模型,建立了分层分域设计的方法和流程;然后将分层分域环境适应性设计方法在应急通信车上开展工程应用,基于应急通信车功能和架构对系统进行分层分析,根据应急通信车环境适应性要求以及环境因素进行分域并分析其影响机理,提出基于分层分域的应急通信车环境适应性设计对策。该方法也可用于以舰船、飞机等承载平台构建装备的环境适应性设计,提供一种可行的环境适应性设计借鉴方法。

电子厂房钢筋混凝土框架结构设计

针对钢筋混凝土框架结构设计质量问题,以某地块工业项目为例进行案例分析。先结合项目实际情况,确定采用钢筋混凝土框架结构体系,再采用结构受力分析、超限情况分析、软件计算等方式,加强横向框架、支撑体系、托架结构、板式楼梯的合理设计,并采取提高混凝土强度等级、增加梁截面宽度、降低梁高等措施,最终解决超限问题,实现结构设计质量的提升,节约了工程造价,提升了综合项目效益。

深埋隧道围岩应力圈层传递理论及支护体系设计方法

深埋隧道围岩应力是一个涉及多因素的复杂问题,同时也是隧道工程研究的热点问题。基于深埋隧道围岩应力圈层传递理论,将隧道围岩离散为若干个圈层,每个圈层即是荷载也是结构,均可承受围岩达到极限强度时的径向应力及切向应力,分析不同围岩级别及隧道跨度条件下围岩应力和塑性区范围的变化规律。研究结果表明:深埋隧道围岩应力圈层传递理论揭示了隧道开挖与支护过程中应力的传递过程,为隧道开挖工法与支护结构的设计提供理论基础;根据圆环受内外径向压力时应力的计算函数和围岩强度模型,可获得各个圈层切向和法向应力的递推公式;采用递推公式计算出各圈层塑性和弹性切向应力,并等比例绘制在隧道围岩应力分布图中,根据围岩受力平衡的基本原理,分析隧道开挖前后围岩塑性和弹性切向应力的图形面积,可确定隧道塑性区的分布范围。

高烈度区某旋转斜柱框架-核心筒超限高层结构设计要点分析

昆明某147.5m超高层建筑,共37层,其中12~35层外框架绕平面形心相对下层旋转,共旋转30°,采用钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒混合结构体系。根据旋转斜柱的特点,结构设计采取了针对性的分析方法,制定相应的性能目标并提高了关键构件(框架柱、底部加强区剪力墙、楼板)的抗震性能。利用YJK、ETABS及SAUSAGE软件对结构进行了不同性能水准地震作用下结构承载力、变形及稳定性分析,重点验算旋转斜柱对结构整体性能、楼板、核心筒等构件的影响以及斜柱本身的抗震性能,并采取针对性抗震构造措施。另外,采用MIDAS FEA实体有限元分析了斜柱关键节点的可靠性。结果表明:结构在不同性能水准地震作用下的各项设计指标均满足相关规范要求;水平力形成的扭矩在各种工况下的传递路径均有效可靠,各构件可实现预期的抗震性能目标,结构设计方案是可行且安全的。

羊只形态参数无应激测量系统设计与试验

为解决羊只体尺、体质量参数传统测量方法依靠人工完成、工作量大、对羊的体位要求高、易引发人畜共患病、对羊有应激等问题,设计了羊只形态参数无应激测量系统,包括个体识别、体位限制、体质量称量、视觉图像采集、自动测控硬件系统构架及软件程序开发,应用通用的Modbus协议及虚拟仪器技术构建系统。对内蒙古某肉羊养殖基地小尾寒羊的现场试验表明,该系统可以在羊只无应激的条件下,自动完成形态参数的采集,既为后期的形态评价提供了全面的数据,又实现了羊只的福利化养殖,同时避免了人畜共患病。

基于DOE法的主轴系统的优化设计

应力集中现象经常出现在结构的设计中,为有效的降低应力集中保证结构部件的力学性能与寿命,针对主轴结构提出了基于DOE的方法优化设计主轴部件,建立了以最大应力最小化为目标,倒圆角半径和凸台厚度为设计变量的优化模型并进行求解。结果表明,在工程许可条件下尽可能增大圆角半径或者凸台厚度,能有效地减少应力集中;且圆角半径对最大应力影响较大,圆角半径从0.5mm增大到2mm,最大应力下降48%,因此,加工中应确保其加工精度。该方法对主轴零部件的设计加工具有一定的指导意义。

基于断裂参量K因子的焊接接头等承载设计系统

以高效准确的获得含不同缺陷接头满足等承载时的形状参数为目标,结合断裂力学理论及专家系统思想,开发了基于断裂参量K因子的焊接接头等承载设计系统.结果表明,该系统不但可以高效准确的给出焊缝和母材都含缺陷以及焊缝含缺陷母材无缺陷的接头满足等承载时的形状参数,显著提高了等承载接头的设计效率及准确性,推广了等承载接头设计思想.而且能够计算含缺陷接头承受静载时的应力强度因子、J积分、裂纹尖端张开位移、临界载荷和临界裂纹尺寸以及含缺陷接头承受疲劳载荷时的许用载荷幅值和裂纹扩展速率等相关参量,为准确指导含缺陷接头形状设计及安全性评估提供了基础.

航空发动机空气管路应力优化设计

针对航空发动机空气管路系统受载应力及应变过大的问题,对该系统进行3维全尺寸弹塑性分析,讨论了载荷加载过程对应力应变的影响;对应力较大部位采用结构分解方法建立优化模型,进行管路部件应力优化,获得三通结构尺寸优化结果;利用参数灵敏度分析结果选择合适的设计变量,建立系统管线优化模型,补偿热-位移载荷产生的附加应力。优化结果显示,最大总应力降低5.49%,附加载荷应力降低12.28%。验证了方法的有效性。

关于预应力锚索加固效应研究的几点看法

分析了预锚加固体系现行设计方法所依据的基本理论，认为改进设计方法的关键在于加强对加固机理和效应的认识．通过分析预锚体系的特点，对单根预应力锚索研究的重点问题以及如何提高预锚加固的效果提出了自己的观点．此外，还探讨了有限单元法在预锚计算中的应用，以及群锚体系的整体效应和计算特点．

有杆泵抽油系统优化设计及应用

从提高系统效率的目标出发,导出了机抽系统效率的公式,分析和研究了影响系统效率的因素,提出了机采系统优化设计的方法和原则,最后对提高机抽系统效率作了简单的探讨。文中还提出了抽油杆等应力比的设计思路和方法,并编制了相应的机抽参数优化设计软件。从目前使用井效果分析,未出现一例断脱事故,大部分井示功图和上下电流之比均较理想,说明优化设计思路和方法是可行的。

基于响应面法的齿轮容差设计方法研究

随着附件传动系统不断向高速、重载方向发展,齿面接触可靠性问题越来越受关注。为提高齿轮可靠性,分析了齿轮传动系统常见误差类型及影响,开展了齿轮容差设计初步探讨。根据齿轮制造、加工及系统动态误差的产生原理和作用方式,基于齿轮接触应力仿真结果,确定了影响齿轮接触应力随机性的5种主要误差形式及其特征量分布规律,提出了基于响应面法的齿轮容差设计方法,给出了齿轮系统公差设计的改进方向:在进行齿轮公差设计时,重点控制H、V方向的轴向平行度公差。

电磁继电器加速寿命试验系统设计

根据影响电磁继电器寿命的环境因素及恒定应力加速寿命试验原理,确定温度为加速应力(应力等级水平为4),同时介绍了电磁继电器加速寿命试验的系统硬件电路和应用软件。

基于应力场的植物根系模拟及工程应用

通过研究植物根系形态形成机理,以等应力原则为基础,对植物根系的形态形成过程进行了计算机模拟,并提出了一种新的结构拓扑优化设计方法.研究结果表明,土壤和植物根系之间的剪切应力是控制植物根系形态形成的主要力学因素,而基于植物根系形态形成原理的结构拓扑优化设计方法,可应用于薄壁板壳结构的加强筋分布设计,快速得到加强筋分布的近似最佳拓扑形态,以作为进一步详细设计的初始模型.

超大型LNG储罐顶梁框架及衬板结构体系的设计算法

顶梁框架设计是LNG储罐设计中最重要的部分之一,但目前我国对于超大型LNG储罐顶梁框架系统的计算还存在着屈曲特征值衡量标准不统一、计算假定条件多、与国内规范规定不一致等诸多问题。为此,在引入材料非线性、结构非线性和考虑初始缺陷的基础上,应用大型非线性有限元计算软件ABAQUS开展了超大型LNG储罐顶梁框架及衬板系统的建模及其受力与稳定性的计算分析,进而建立了一套完整的超大型LNG储罐顶梁框架及衬板结构体系的设计算法,并应用于国内某20×10~4 m^3 LNG储罐的设计工作当中。应用结果表明:(1)该设计算法的结构体系由壳单元和梁单元组成,连接方式为共节点,能够准确模拟实际情况;(2)受力计算分为10个工况,屈曲计算分为7个工况,包含LNG储罐顶梁框架及衬板结构体系在施工过程中的所有工况;(3)顶梁框架最大应力为125.7 MPa、衬板最大应力为101.4 MPa、屈曲计算最小安全系数为2.57,LNG储罐顶梁框架在该体系下的受力及稳定性均能满足要求。该研究成果可为相关设计计算提供参考。

南方冬种马铃薯杀秧机的设计

根据南方冬种马铃薯机械化收获的农艺要求,仿照马铃薯播种机所形成的垄形,设计一种适合于南方冬种马铃薯的杀秧除草设备。利用Solid Work设计传动系统、刀辊和刀具,并对刀具进行有限元受力分析。受力仿真分析及刀辊动平衡试验结果表明,马铃薯杀秧机能够满足设计的要求。