南方山区民居木结构榫卯节点抗震性能试验研究

为研究截面参数和节点形式对有穿销直榫节点抗震性能的影响,首先,以梁高、梁宽为研究参数,并与有穿销透榫节点作对比,共设计制作了4个足尺节点试件;然后,通过低周往复加载试验,研究不同参数下节点的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、强度和刚度退化及耗能能力等性能;最后,推导有穿销直榫节点的弯矩-转角理论公式,并与试验结果进行对比.研究结果表明:试件的主要破坏形态为柱内侧梁榫受拉边缘的顺纹拉裂破坏,伴随有柱内侧梁榫受压边缘的挤压变形和柱外侧梁榫的水平劈裂;节点的弯矩-转角滞回曲线呈捏缩效应明显的反Z形;在试验设计参数范围内,有穿销直榫节点的转动刚度和抗弯承载力随着梁截面高度和宽度的增大而增大,但是强度退化系数和等效黏滞阻尼系数的变化不明显;相比于有穿销透榫节点,有穿销直榫节点的正向抗弯承载力大62%,反向抗弯承载力大26%,且承载力下降更平缓,表明有穿销直榫节点具有更好的抗震性能;有穿销直榫节点理论公式所得结果与试验结果误差在9%内.

新型钢管混凝土梁柱节点力学性能试验研究

为研究内加强环式圆钢管混凝土柱与矩形钢管混凝土梁这种新型连接节点的力学性能,设计了缩尺钢管混凝土梁柱节点试件,开展了相同梁柱节点试件的静力加载试验和低周往复加载试验。通过研究该节点试件的破坏模式、荷载-位移曲线以及拟静力加载试验的骨架曲线、核心区剪切变形等,分析了节点试件的承载能力、延性和耗能能力,全面考察了同一梁柱节点在静力加载和低周往复加载两种工况下的受力性能和破坏模式。结果表明:钢管混凝土梁柱节点试件核心区强度较强,破坏模式主要为梁端破坏,低周往复加载试验时试件梁柱连接处附近的梁端钢板发生拉裂破坏和钢板鼓曲,静力加载试验时试件梁端焊缝发生拉裂破坏;试件延性较好,加载过程中经历了弹性、弹塑性和塑性发展阶段。最后提出了该类钢管混凝土梁柱节点核心区的抗剪强度计算公式。

基于LMS Test.lab的压缩机管道振动测试与分析

提出了应用LMS Test.lab进行往复压缩机管道振动测试的新方法,利用LMS Test.lab数据采集、分析软件及相关硬件,搭建了往复压缩机管道振动测试系统,对管道系统的固有频率进行了测试,并对测试结果进行了验证,从而证实了本系统的准确性与实用性。

新型黏弹性阻尼器增强穿斗木结构实验研究

为研究自主研发的新型黏弹性阻尼器加固村镇传统木结构的抗震性能,本文基于云南“一颗印”穿斗式木构架做法,制作了两榀足尺穿斗式木构架作为模型,其中一榀为穿斗木结构纵向木构架,另一榀为穿斗木结构横向木构架,依次对两榀木构架进行低周往复试验。研究模型结构的滞回性能、骨架曲线、刚度退化、耗能性能和拔榫量的对比分析。结果表明:未加固木构架的滞回曲线呈明显反“Z”形,加固木构架的滞回曲线更饱满;新型黏弹性阻尼器成功地弥补了原始缺陷,提升了木构架的初始刚度;对比未加固木构架,加固后的纵向木构架的最大拔榫量降低了68.5%,横向木构架的最大拔榫量降低了81.25%。说明新型黏弹性阻尼器能够抑制节点拔榫破坏,提升木构架的抗侧刚度和耗能能力。

复式钢管混凝土T形件单边螺栓节点承载力研究

T形件单边螺栓连接节点应用到复式钢管混凝土结构中可充分利用双层钢管的截面特点,传力性能好且抗震性能高。对5个节点试件进行柱端水平往复加载试验并进行了数值模拟分析,试验中T形件因加肋方式不同出现了3种变形特征,而节点整体的破坏形态均为T形件屈服后钢梁塑性变形,数值模拟结果与试验结果吻合较好。根据试验和有限元结果分析了节点传力构件的受力机理,提出T形件受拉模型,分别计算T形件翼缘和加劲肋提供的抗弯承载力,从而得到节点的抗弯极限承载力计算公式,计算结果与试验结果误差较小,与数值模拟结果也十分相近。研究结果表明采用T形件受拉模型计算的节点承载力公式适用于T形件与单边螺栓强度相匹配的情况,T形件加肋形式对节点极限承载力影响最大,其次为T形件翼缘厚度,T形件腹板厚度影响很小;此外随着T形件翼缘厚度的增加节点承载力提高越来越小,故得出了单边螺栓直径与T形件翼缘厚度的最大临界值和最佳匹配值,为该节点工程应用提供理论参考和设计依据。

往复式压缩机动平衡分析

低频噪声问题是冰箱市场噪声客诉案例中非常常见的一类问题,这类问题的大部分原因是压缩机与冰箱底板的共振,而产生共振的激励源大部分为压缩机运转时的不平衡惯性力,对往复式压缩机进行动平衡优化设计,可以显著降低其运转时的不平衡惯性力,进而改善冰箱系统的低频噪声。基于某种定频往复式压缩机,将其曲轴-连杆-活塞系统简化成曲柄连杆机构,对机构进行动力学分析,推导了不平衡惯性力的理论公式并对往复方向与铭板方向的惯性力特征进行说明。依据不平衡惯性力的理论公式,开发了专用的往复式压缩机动平衡设计软件,该软件可以实现计算不同配平方案的往复惯性力曲线以及计算最优配平质量的功能;针对这一软件,提出了无量纲因数法对软件计算值与试验值进行对比,结果表明两者的误差水平满足工程应用的要求。

有限元模拟高延性混凝土加固砖墙抗震性能研究

通过高延性混凝土加固和普通砂浆加固砌体试件的平面外低周往复荷载试验研究发现,高延性混凝土加固形式可以显著提升砖墙平面外抗弯承载力和变形能力。利用ABAQUS有限软件整体模型,选用合适参数对高延性混凝土面层加固试件的抗震性能进行数值分析,与试验结果进行对比。并在此有限元模型基础上,深入分析不同厚度的高延性混凝土加固层试件抗震性能。研究表明:本文建立的有限元模型分析结果与试验相似。随着砖墙的高延性混凝土加固层增厚,墙体平面外的承载能力和刚度随之增加,耗能性能也得到提高。

功能自恢复预制装配式梁柱节点抗震性能试验研究

为提高预制装配式混凝土梁柱节点的抗震性能,提出利用SMA和ECC材料对预制梁柱节点进行连接。该试验共设计浇筑4个1/2缩尺比例试件,其中包括3个对比试件(现浇钢筋混凝土梁柱节点、预制装配式钢筋混凝土梁柱节点、预制装配式ECC增强梁柱节点)和1个模型节点(预制装配式SMA/ECC增强梁柱节点)。通过低周往复加载试验,分析了各个梁柱节点的破坏机理、承载力和自复位性能,研究了新型材料SMA和ECC应用到预制装配式梁柱节点连接处对梁柱节点性能的影响。研究结果表明:将SMA以及ECC应用到装配式梁柱节点中,虽然会降低节点的初始刚度和耗能能力,但是能够降低节点的残余变形和刚度退化速度,增强节点的延性和自复位能力,节点具有较好的震后功能自恢复能力。

采用钢套筒约束装配式混凝土节点的滞回性能

提出一种节点核心区采用钢套筒约束的装配式混凝土节点,实现梁柱节点的完全预制,提高结构的装配效率。约束钢套筒内沿梁上下部纵筋位置各设置一块可使柱钢筋穿过的内隔板,约束钢套筒外侧与梁纵筋连接。设计了3个采用钢套筒约束的装配式混凝土节点试件、1个现浇钢筋混凝土节点试件进行低周往复荷载试验,研究钢套筒厚度、轴压比等不同参数下装配式混凝土节点的滞回性能。结果表明:钢套筒约束装配式混凝土节点滞回性能优于现浇钢筋混凝土节点;钢套筒约束核心区屈服后预制梁端发生塑性铰破坏,钢套筒约束装配式混凝土节点性能可达到预期效果;钢套筒约束装配式混凝土节点在相同轴压比0.6作用下,钢套筒厚度对滞回性能影响不大;试件钢套筒厚度相同情况下,试件SPJ-3在轴压比0.3作用下,前期刚度下降。

往复压缩机管路气流脉动分析与消减优化

往复压缩机周期性吸排气的特性,易导致管路脉动幅值超标,管路安全性降低。因此,本文以撬装式往复压缩机组压力变化较大的二级压缩排气管路为研究对象,采用数值模拟的方法,开展了管路气流脉动特性研究。研究表明:气缸动态压缩过程中,气阀启闭导致二级压缩排气管路压力波动较大,管路压力脉动幅值超过API618标准。同时,开展了二级排气管路振动测试试验,验证了仿真方法和结果的准确性。针对二级排气管路气流脉动幅值超标的问题,分析了滤波管对管路气流脉动幅值的影响,并基于正交试验,开展了管路气流脉动幅值消减优化研究。结果表明:优化后管路最大压力脉动幅值为37.02kPa,相比于优化前降低了38.36%,管路安全指数提升了80.4%,降低了管路发生破坏的风险,提高了往复压缩机组的安全性和稳定性。

钢拉杆受力性能试验研究

为了考察钢拉杆在不同受力条件下的力学性能,对10根GLG650钢拉杆试件分别进行单调受拉和低周往复拉压试验,得到钢拉杆的荷载-位移曲线、屈服承载力、最大承载力、极限承载力以及相应的变形和破坏形态。试验及分析结果表明:钢拉杆屈服强化阶段,荷载-位移曲线接近于直线;在往复拉压作用下,长细比较小的钢拉杆荷载-位移曲线出现循环软化现象。受拉屈服后,随着钢拉杆轴向变形加大,反向受压时其侧向挠曲变形随之增大,杆件中部在压弯作用下进入屈服。钢拉杆的断后伸长率约为3.4%~6.8%,远小于钢材试样的破断伸长率。钢拉杆破断多发生在加载端或固定端,受压弯累计塑性损伤的影响,长细比较小时杆件中部破断的情况增多。根据受力特征点确定的钢拉杆荷载-位移滞回规则,可供在往复荷载作用下弹塑性计算分析时应用。

钢管叠层黏弹性阻尼器性能研究

设计钢管空心叠层黏弹性阻尼器、钢管实心叠层黏弹性阻尼器和钢管阻尼器三个试件,对其进行低周往复加载试验和有限元模拟分析,对比研究了三种阻尼器的工作机理、破坏特征和滞回性能。结果表明:钢管空心叠层黏弹性阻尼器和钢管实心叠层黏弹性阻尼器滞回曲线对称且饱满,具有稳定的耗能性能和工作性能,在1mm位移下就可屈服耗能,等效黏滞阻尼比在10%左右,16mm位移时等效黏滞阻尼比大于40%。叠层黏弹性体可与钢管协同工作,使钢管具有较好的防止屈曲的能力,空心叠层黏弹性体和实心叠层黏弹性体始终处于弹性状态。钢管空心叠层黏弹性阻尼器比钢管实心叠层黏弹性阻尼器耗能性能更好,耗能效率更高,材料用量更少。钢管中部削弱可以使阻尼器变形和耗能集中在削弱部位,避免阻尼器端部连接破坏。钢管空心叠层黏弹性阻尼器和钢管实心叠层黏弹性阻尼器力学模型可以简化为双线性模型。

外包型钢加固箍筋锈蚀混凝土柱恢复力模型研究

为研究外包型钢加固后箍筋锈蚀混凝土柱的恢复力模型,对9根不同箍筋锈蚀率、体积配箍率的各混凝土柱进行通电锈蚀,锈蚀完成后加固,进而进行低周往复荷载试验。对各试验试件的骨架曲线及滞回曲线进行分析。在完好试件恢复力模型特征参数计算的基础上,对数据进行拟合回归,给出了外包型钢加固后箍筋锈蚀混凝土柱的退化三线型恢复力模型,并提出了不同因素作用下特征参数的计算公式。结果表明:箍筋锈蚀柱经外包型钢加固后各抗震性能指标有显著提升,破坏特征点明显滞后于完好试件,且以剪切破坏为主。通过对比分析,所得模型与试验结果吻合较好,能很好地反映外包型钢加固柱的滞回特性,为此类柱恢复力模型的计算提供参考。

装配式钢质耗能铰连接中开孔削弱钢板阻尼器滞回性能研究

提出一种装配式节点钢质耗能铰连接,对其关键部件开孔削弱钢板阻尼器,进行3种开孔削弱形式的试件轴向往复加载试验,考察开孔削弱钢板阻尼器的破坏模态,研究其滞回性能、骨架曲线、承载能力与延性性能等。探讨开孔削弱长度、开孔削弱宽度、宽厚比、厚度方向间隙等参数对钢板阻尼器滞回性能的影响。建立开孔削弱钢板阻尼器的简化力学模型,提出阻尼器滞回本构模型并对本构模型准确性进行验证。结果表明,阻尼器的开孔削弱钢板在开孔削弱处开裂或断裂,避免了面外屈曲的发生,实现塑性耗能与破坏模式可控;阻尼器滞回曲线饱满,承载力均高于297.31 kN,位移延性系数Δ/Δy均大于4.5,表现出良好的耗能能力、承载能力与延性性能;相比菱形开孔,竖缝开孔削弱阻尼器综合力学性能更优,建议开孔削弱长度a/L为0.25~0.55,开孔削弱宽度b/B为0.2~0.5,宽厚比为12.50~15.63,厚度方向间隙不超过2 mm;提出的开孔削弱钢板阻尼器滞回本构模型能准确地模拟阻尼器滞回性能。

葡萄茎秆切割装置作业参数优化与试验

为探究露地酿酒葡萄茎秆对机械化切割力的影响关系,通过力学特性试验测定修剪期葡萄茎秆弹性模量与抗压强度,确定葡萄茎秆断裂时的抗剪强度在5.0~9.0 MPa。对切割器—葡萄茎秆建立几何模型进行动力学仿真,借助有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA分析往复式切割器切割过程,得到葡萄茎秆修剪过程中位移云图、等效应力云图、能量曲线和切割力曲线。在此基础上进行三因素三水平仿真试验,得到切割装置工作参数对切割力的影响从大到小排序为切割倾角、液压马达转速、行进速度,运用Design-Expert12.0软件优化分析得到切割装置最优参数组合:切割倾角为9°、液压马达转速为700 r/min、行进速度为1.5 m/s。运用最优参数组合进行田间试验,结果表明:往复式葡萄茎秆修剪机的漏剪率为5.4%,撕裂率为4.6%,葡萄茎秆切割装置最优作业参数可满足葡萄园茎秆修剪作业要求。

新型可恢复功能半刚性节点抗震性能试验研究

为了实现建筑功能的震后快速恢复,提出新型可恢复功能半刚性节点.新型节点主要由T形耗能板、带铰的预制梁柱和高强螺栓群组成.对4个该新型节点试件及1个同尺寸的焊接节点对比试件进行往复加载试验,考察新型节点的抗震性能,分析耗能区截面面积、长度、截面惯性矩对新型节点滞回性能的影响.结果表明:新型节点比焊接节点具备更好的承载能力、耗能能力和延性.在试验中,非弹性变形主要集中在耗能板,主体结构基本无损伤,更换T形耗能板能够快速恢复结构功能.不同耗能区长度、惯性矩表现出不同的破坏特征与抗震性能.提出简单的新型节点设计计算方法,可以有效预测各类新型节点在往复荷载作用下的受力性能与破坏特征;对比采用所提方法计算与试验记录得出的屈服载荷、极限载荷,两者最大误差分别为2.5%、12.8%.

一种连续梁桥高效阻尼体系

提出了一种连续梁桥高效阻尼体系(efficient damping system of continuous girder bridge, EDB),通过放大阻尼器的相对位移来提高耗能效率.为了研究该阻尼体系在连续梁桥抗震中的适用性,设计制作了3倍位移放大型阻尼器和普通阻尼器的试验模型,并在正弦波作用下进行往复加载试验.分析了不同试验工况下阻尼器的滞回曲线,并将理论值与试验值进行了对比,验证了其放大效果.以一座6跨连续桥梁为工程背景,基于有限元软件建立其多质点模型,分析了不同减震方案在3条地震波作用下的墩底剪力、墩底弯矩、位移、滞回曲线、能量耗散曲线.研究结果表明,连续梁桥高效阻尼体系有效地耗散了地震能量,减小了桥梁结构的地震响应.

考虑径厚比影响的圆柱壳滞回破坏机制分析

为了明确径厚比对于圆柱壳结构滞回性能的影响,通过低周往复荷载试验和数值模拟,研究了不同径厚比圆柱壳的滞回破坏模式和耗能能力。结果表明,径厚比会影响圆柱壳的最终破坏模式,随着径厚比的增大,破坏模式从底部象足式屈曲转变为褶皱式屈曲破坏。累积等效塑性应变和等效黏滞阻尼系数都随着径厚比的增大逐渐降低,径厚比越大,塑性发展越不充分,结构的耗能能力越弱。圆柱壳的塑性强化阶段随着径厚比的增大逐渐缩短,当径厚比超过250后,结构未经历塑性强化直接进入屈曲发展阶段,径厚比越大,局部屈曲出现越早,导致截面未达到全塑性弯矩即破坏,对于大径厚比圆柱壳结构的全塑性弯矩理论值应进行相应的修正。

往复式压缩机整机气密性试验方法

往复式压缩机作为天然气集输、增压开采的关键设备,为了保证其密封性能及强度,采用气密性试验进行检查是常用的方法。本文采用气缸气阀的单向阀的特性,根据气阀阀片的压差进行自密封,将进气管路和排气管路压力保持在各自的试验压力,从而验证压缩机的泄漏情况。该方法有效的解决了逐级分段进行气密性试验存在最后气阀阀盖与气缸之间的连接口不能进行气密性检查的问题。

装配式损伤可控钢质铰滞回性能研究

为提高装配式梁柱节点的滞回性能,实现其损伤破坏区域的可控制性,提出一种装配式损伤可控钢质铰,钢质铰中设置狗骨式上下翼缘,使塑性铰外移远离节点核心区。设计两种不同构造形式的装配式损伤可控钢质铰,通过低周往复荷载试验与有限元参数分析,考察损伤可控钢质铰的滞回性能与损伤可控性能。结果表明,损伤可控钢质铰的塑性累积耗能发生在翼缘狗骨削弱区域,翼缘非削弱区域未屈服;损伤可控钢质铰的滞回曲线较为饱满,具有稳定的滞回性能和良好的耗能能力,两种钢质铰的延性系数都在7.0以上,等效黏滞阻尼系数都达到0.5以上,且强度无明显的退化;D字型钢质铰的滞回性能优于T字形钢质铰。L/b_(f)、b/L和c/b_(f)的变化对翼缘狗骨削弱型钢质铰的初始刚度影响较小,峰值承载力随着L/b_(f)、b/L和c/b_(f)的增大而减小,且c/b_(f)对峰值荷载的影响较为明显。