Research on Vibration Suppression of the Finite Plate with Square Steel Beams Using Traveling Wave Method

The vibration suppression of the finite plate with square steel beams is studied using traveling wave method. The finite plate with square beams is modeled as the coupling systems between the plate flexural motion and the flexural and torsional motions for the square beams. The vibration response at any position of the coupling structure can be obtained by wave method. Numerical results show that comparing to finite element method (FEM), not only the low frequency but also the medium-high frequency vibration response of the finite plate with square beam can be effectively calculated by wave method. The suppression effect can be increased as the square beam is located at one-third of the length of plate or increasing the height of the beam. The study provides reference for arranged square beams applying to vibration suppression of ship and train structures.

结构刚塑性动力解的弹性补偿

近年来,我国学者以膜力因子法和饱和分析方法相结合为理论工具,对梁、板等结构件在脉冲载荷作用下的塑性大变形行为作了全面深入的研究,为脉冲加载下结构的最终挠度提供了优于历史上各种刚塑性近似解的最佳刚塑性预测公式。然而,由于实际工程应用中金属结构弹塑性动力响应的复杂性和数值模拟的局限性,与考虑材料弹性效应的结果相比,刚塑性解对脉冲加载下结构所预测的最终挠度的误差有多大,是一个亟待解决的关键问题。对这个问题的首阶段研究成果厘清了材料弹性对脉冲加载下结构塑性动态大变形的影响,定量评估了由最佳刚塑性理论解与弹塑性数值模拟得到的最终挠度预测结果之间的差异。在此基础上,提出了补偿弹性效应的策略和方法,即:在已有的最佳刚塑性解预测的挠度基础上添加一个补偿项,将补偿项表达为脉冲载荷强度的效应与结构自身刚度的效应分离的变量函数,并尽量减少待定系数/指数的数量,以求表达式的简洁;根据这些原则在金属结构的主要工程应用领域内选定结构刚度和外载参数的变化范围,对固支梁和固支方板的案例实施拟合与补偿,最后得到了对梁和板增添补偿项后的简单而实用的最终挠度预测公式,其相对误差在3%的范围之内,很适合工程设计应用。文末列表给出了符号与公式的一览,并对梁和方板的结果作了综合和比较。

采用波动法研究有限尺寸加肋L型板结构的振动特性

采用波动方法研究有限尺寸加肋L型板结构的振动及其抑制问题。将有限尺寸方钢平板处理成平板结构弯曲和面内运动与方钢结构的弯扭运动和轴向运动的耦合连续模型,利用波动方法分析有限尺寸加肋L型板结构任意位置的动力学响应。数值结果表明,与有限元方法相比,波动法不仅可以准确地计算有限尺寸方钢平板结构的低频振动响应,而且能有效地计算其中高频振动响应。方钢布设在两板连接处,提高其抗扭刚度可提高减振效果;方钢布设于源板沿长度方向的三分之二位置处或靠近连接处的接受板上,具有较优的减振效果。

钢管混凝土梁柱齿状钢板连接节点非线性有限元分析

利用ANSYS有限元软件对新型方钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁节点—齿状钢板连接节点进行了分析,并与试验结果进行比较.有限元数据得到了试验结果的支持,结果表明计算模型适用于钢管混凝土节点性能分析,从而从计算和试验两方面均得出新型钢管混凝土节点满足强柱弱梁,节点更强的原则.

外包U形钢与混凝土组合梁柱节点在低周往复荷载作用下的抗震性能分析

对外包U形钢混凝土组合梁与钢管混凝土柱的连接节点进行有限元分析,采用ANSYS有限元分析软件对组合结构一种节点形式进行三维实体建模,研究其在低周反复荷载作用下的延性性能、耗能能力,得到构件的应力分布、节点的极限承载力、滞回曲线等计算结果。结果表明,组合节点承载能力强,刚度大,稳定性好,破坏形式为正截面受弯破坏,但耗能能力不强。

方钢管混凝土柱-工字型钢梁节点受力性能的非线性有限元分析

针对采用缀板连接形式的方钢管混凝土柱-工字型钢梁节点的力学性能,利用ANSYS有限元分析软件进行了三维有限元模拟数值模拟,有限元计算结果与试验实测数据吻合较好。在此基础上,对若干影响节点受力性能的几何参数和材料参数进行了参数分析。结果表明,所建立的三维有限元数值分析模型是合理的,加劲肋的设置及缀板厚度等参数对节点受力性能的影响较为显著,而钢管混凝土柱的轴压比与钢管宽厚比等参数对节点的力学性能影响较小。

方钢管混凝土平面框架的恢复力模型研究

为了研究方钢管混凝土框架的滞回性能,进行了3榀采用穿芯高强螺栓-端板节点的方钢管混凝土柱-钢梁平面框架拟静力试验,分析了轴压比和梁柱线刚度比对框架抗震性能的影响。结果表明:试件的滞回曲线均为饱满的梭形;增大轴压比,可以提高框架的耗能能力,但降低了框架的延性和水平承载力;增大梁柱线刚度比,可以提高框架的水平承载力,但会降低框架的延性和耗能能力。在试验研究基础上,结合理论分析,提出了适用于穿芯高强螺栓-端板节点的方钢管混凝土柱-钢梁平面框架的简化恢复力模型。恢复力模型所得滞回曲线与试验滞回曲线吻合较好。

方钢管混凝土穿芯螺栓-端板节点抗震性能试验研究(英文)

对3个穿芯螺栓-端板连接节点试件进行了伪静力试验研究，研究了轴压比分别为0．20、0．25、0．30时节点的滞回性能、强度及刚度退化、延性性能、耗能性能及破坏特征．试验结果表明，试件的层间位移延性系数为2．38～2．45，弹性及弹塑性层间位移角分别为0．0140～0．0158rad、0．341～0．0377rad，能量耗散系数为2．567～3．820．节点试件均为梁端形成塑性铰而破坏，节点具有很好的强度、刚度、延性及耗能能力，满足现行抗震规范GB50011-2001的要求．提出了相关的设计及研究建议．

方钢管混凝土框架-薄钢板墙的计算方法研究

基于方钢管混凝土框架-薄钢板墙的理想破坏形式,根据梁、柱塑性铰位置推导了薄钢板墙所需边缘构件的强度关系式,基于上述公式设计了2榀单跨两层方钢管混凝土框架-薄钢板剪力墙足尺模型,采用大型通用非线性有限元软件ABAQUS 6.10对其进行了非线性数值分析。结果表明,当分析模型的边缘构件强度满足本文提出的强度关系式时,能够达到理想的破坏形态,即"弱板墙框架,强柱弱梁"。

加强板作用下方钢管柱H型钢梁节点抗震性能研究

梁柱焊接节点在地震作用下易发生脆性破坏。为探究节点处增设加强板对其抗震性能的影响,基于方钢管柱与H型钢梁焊接节点,通过数值模拟不同节点模型在梁端往复荷载作用下的受力性能,得到不同加强板厚度、强度、方钢管宽厚比下的滞回曲线、骨架曲线及其变形规律。结果表明:节点处增设加强板时,节点的承载力提高了124%,塑性铰外移;对节点受力性能影响较大的是加强板厚度,节点破坏时塑性铰位置随加强板厚度增大逐渐背离加强板向外,当加强板厚度为8 mm时,节点更容易发生破坏,破坏形式为加强板出现扭曲破坏;加强板强度越大,加强板应力集中区域面积越小,抵抗变形能力越强;节点承载能力随着方钢管宽厚比的增大而逐渐减小,其中宽厚比每增加1 mm,承载力降低4024 N。表明该节点形式受力性能较好,满足抗震设计规范中的“强节点、弱构件”要求。

长悬臂混凝土箱梁翼缘板荷载有效分布宽度计算分析

长悬臂混凝土箱梁由于增加了翼缘板的长度,采用我国规范的荷载有效分布宽度进行翼缘板受力计算将造成配筋与实际不符。以有限元为基础,采用大型有限元ANSYS软件建立不带边梁全箱梁模型以及带边梁全箱梁模型,考虑翼缘板长度、厚度以及荷载作用位置在不同坡度的情况下,进行荷载有效宽度计算对比分析,结论表明,长悬臂翼缘板的边梁效应不容忽略。并根据最小二乘法原理,利用Matlab软件拟合得出不带边梁全箱梁模型和带边梁全箱梁模型翼缘板荷载有效宽度的计算公式,为翼缘板配筋计算提供帮助。

方钢管柱-H型钢梁端板连接节点性能的有限元分析

应用大型有限元软件ABAQUS,建立方钢管柱-H型钢梁端板连接的三维有限元模型,考虑了几何非线性、材料非线性和接触非线性,均采用拟静力加载方式进行分析.试件模型为两个系列,一个为端板加劲肋厚度系列,另一个为在设置端板加劲肋条件下的柱壁厚度系列,通过ABAQUS的分析得到其滞回曲线、骨架曲线、能量耗散系数.模拟结果分析表明:加劲肋的设置与柱壁的厚度对节点性能的影响较大,通过数据分析对比,本文给出此节点的构造设计建议,即端板应设置加劲肋,其厚度稍大于梁的腹板厚度,而柱壁厚度建议8-10mm.

梁板植筋钻孔可调节支架应用

对比了电动升降支架、改造钢管装饰架、可调节支架的原理及优缺点,选取可调节支架方案,阐述了梁板植筋钻孔可调节支架的制作方法,并分析了该支架的安全、质量及经济效果,指出梁板植筋可调节支架确保了植筋质量,提高了施工效率。

基于线结构光传感器的汽车后横梁前板尺寸测量

汽车后横梁前板是前保险杠后面的第一根横梁,该总成零件的生产效率和生产精度是冲压过程中需要考虑的重要环节。针对汽车后横梁前板生产过程中边线、孔径、面轮廓等测量问题,设计了一种基于线结构光传感器的汽车后横梁前板测量系统。该系统使用CCD摄像机捕捉零件表面的结构光平面条纹,进而通过图像处理将二维图像转化为三维点云数据,基于特征值法拟合总成零件的点云平面去检测曲面的精度;通过总体最小二乘法拟合点云平面计算孔径尺寸。通过基于线结构光传感器的汽车零件测量系统,对于后横梁前板零件的各个点云平面的坐标测量,并对比分析测量坐标与标准坐标之间的公差,可知该系统的最大公差不超过0.01 mm,满足生产精度要求,与其他接触式测量系统相比,该系统可靠性强、安全性高,可实现非接触的实时快捷测量。

加强套板式方钢管柱-H型钢梁节点力学性能研究

钢结构具有力学性能好、施工周期短、建筑布局灵活等众多优点。同时,修建钢结构建筑也是推动建筑工业化转型升级,推广绿色建筑,解决目前国内钢铁产能过剩的有效途径。因此,对钢结构连接的研究具有重要意义。本文利用ABAQUS有限元分析软件对加强套板式方钢管柱-H型钢梁节点力学性能进行研究。结果表明:1)该种节点比加强环式节点更容易实现塑性铰外移,且节点滞回曲线饱满,表现出良好的力学性能;2)加强套板长度对节点破坏形态影响较大,对节点的极限承载力影响较小;3)加强套板厚度对节点破坏形态及极限承载力影响均较大。

蜂窝中梁方钢管混凝土框架—钢板剪力墙结构的相互作用研究

采用有限元软件对蜂窝中梁方钢管混凝土框架—钢板墙结构中钢板墙与边缘框架之间的相互作用进行研究。结果表明:由于钢板墙对边缘框架的作用,边缘框架的初始刚度和承载力较纯框架高,但屈服位移较纯框架小。

方钢管混凝土柱-钢梁栓焊混合节点抗震性能试验研究

钢管混凝土柱-钢梁节点符合装配式结构发展需求,在工程中得到广泛应用。而以往震害发现,钢梁与柱壁焊缝在地震中易断裂而导致结构破坏。因此,将外肋环板与隔板贯通节点相结合,提出一种上环下贯式方钢管混凝土柱-钢梁栓焊混合节点。设计5个不同连接方式、柱形式和竖向肋板尺寸的方钢管混凝土柱-钢梁节点构件,通过低周往复荷载试验分析节点的破坏模式、滞回性能、延性和耗能能力。研究结果表明:所提出的新型方钢管混凝土柱-钢梁栓焊混合节点具有良好的抗震性能,等效黏滞阻尼系数比全螺栓节点高30%以上,满足强柱弱梁设计准则。上环下贯式比环板式节点具有良好的延性性能,方钢管混凝土柱能有效提高节点的承载能力和刚度,改变竖向肋板厚度和采用全螺栓连接形式对节点破坏模式影响显著。

连续位相板均方根梯度对焦斑匀滑特性的影响

为满足惯性约束聚变(ICF)系统中,对焦斑均匀辐照的条件,研究了连续位相板(CPP)面形特征对远场光斑质量的影响.从波动光学和几何光学两个不同的角度建立分析模型,并利用均方根梯度这一参数将其统一起来.利用所建立的分析模型,通过数值计算研究了CPP面形均方根梯度对低频畸变光束的匀滑效果.结果表明:随着CPP均方根梯度增大,匀滑后的远场焦斑半径增大;光束顶部不均匀性先很快减小,再缓慢降低,最后趋于不变,可见CPP对光束的匀滑效果明显;束匀滑过程对能量利用率的影响先几乎不变,然后逐渐减小.当CPP的相关长度不变,均方根梯度在0.2—0.8wave/mm范围内时,光斑尺寸、光束顶部不均匀性及能量利用率都在较好的范围.

外端板加强式节点抗震性能试验研究

提出外端板加强式焊接节点与栓焊混合节点构造形式.通过6个钢管混凝土柱-钢梁节点的低周反复荷载试验,分析并比较了外端板加强式焊接节点、栓焊混合节点与穿芯螺栓-加劲端板节点在不同构造、不同梁柱刚度比下的破坏过程及特征,对节点的滞回曲线、承载能力、延性和耗能能力、强度与刚度退化等抗震性能进行了研究.试验结果表明:当梁柱刚度比较小时,两种新型节点与穿芯螺栓-加劲端板节点均表现为梁端出现塑性铰破坏;当梁柱刚度比较大时,外端板加强式焊接节点发生核心区焊缝开裂破坏,外端板加强式栓焊混合节点发生柱端弯折破坏;与穿芯螺栓-加劲端板节点相比,两类新型节点具有更高的承载力和更好的安全储备,且滞回曲线饱满,各抗震性能指标较好,满足强节点弱构件的抗震设计要求.

方钢管混凝土柱穿芯螺栓-端板节点抗震性能试验研究

对三个穿芯螺栓—端板连接节点进行了伪静力试验研究,研究了不同轴压比时节点的滞回性能、强度和刚度退化、延性、耗能性能及破坏特征。结果表明,试件的层间位移延性系数为2.38-2.45,弹性及弹塑性层间位移角分别为0.0140-0.0158rad、0.0341-0.0377rad,能量耗散系数为2.567-3.820。所有节点试件均为梁端形成塑性铰而破坏,节点具有较好的强度、刚度、延性和耗能能力。提出了相关的设计及研究建议。