平面KK型矩形钢管节点静力试验研究

依托某主题广场月牙形艺廊单层网壳钢屋架结构,选取其最不利受力节点,设计了中心插板节点和毂节点两种KK型矩形钢管节点,分别对其足尺模型进行静载试验,测试分析模型节点区域的应变及应力分布规律,对比分析支管端部的位移变化。结果表明:1)设计荷载水平下,两个节点均满足受力要求;毂节点和中心插板节点的最大试验荷载约为等效设计荷载的2.85倍和3.25倍,节点安全储备较高;2)在最大试验荷载作用下,两个节点支管根部与中心构件相贯焊缝附近部分均不同程度地屈服,毂节点圆筒内加劲肋焊缝局部出现开裂;3)相同荷载作用下,中心插板节点相应位置应力应变水平相对较低,故中心插板节点的承载强度较高;4)由试验荷载-位移曲线分析得出毂节点的各肢平均位移比中心插板节点约大13.3%,表明中心插板节点弹性刚度较大。

节段模型弹簧悬挂颤振试验中的滞回现象研究

为了研究桥梁颤振运动的非线性特征,进行了平板节段模型弹簧悬挂风洞试验,通过调节系统的机械阻尼比,在不同阶段给予模型外部激励。结果表明:颤振除传统的“软颤振”与“硬颤振”模式外,还有第三种颤振即“颤振滞回”,系统的阻尼是引起“颤振滞回”的主要因素。

混凝土斜拉桥肋板式主梁截面应力分布特性

结合湘潭市湘江三大桥主孔斜拉桥的设计与施工 ,采用 1∶3.2的比例缩尺进行了肋板式截面主梁节段模型试验研究及有限元分析 .探讨了在拉索力、预应力及桥面荷载作用下主梁截面局部及整体的应力分布规律 ,给出了轴力及弯矩作用下截面应力传递角度及有效分布宽度 ,为湘江三大桥的设计与施工提供了科学依据 .

端板对二维矩形风洞试验模型气动特性的影响

在节段模型风洞试验中,两端设置端板可以有效减小端部效应对风压分布的影响,从而保证气流在模型周围的二维流动,其中端板尺寸是影响端板效果的主要参数。为了明确不同尺寸端板对矩形断面气动特性的影响,以桥梁节段模型中最常见的3种宽高比(B/H分别为1、5和10)的二维矩形断面为研究对象,通过刚性模型测压试验,研究了端板尺寸对各模型的气动力、风压分布和斯托罗哈数St的影响。研究结果表明:模型的端部效应不仅仅对端部附近的风压有影响,对中间位置处风压的影响也不容忽视,设置端板是获得准确试验结果的重要保证;随着断面宽高比(B/H)逐渐增大,端部效应影响的程度和范围逐渐减小;随着端板尺寸的增大,模型背风面风压绝对值逐渐增大并趋向一稳定值;抑制端部效应的最小端板尺寸与结构的风迎角有关,风迎角增大,所需的端板也相应增大;有无端板对斯托罗哈数St也有明显影响。

阶梯型变截面DX桩竖向静载模型试验研究

通过模型试验,获得竖向静载作用下等截面桩和阶梯型变截面DX桩的桩顶荷载-位移曲线、轴力分布曲线和桩身侧摩阻力分布曲线;由此进行分析研究。结果表明,阶梯型变截面DX桩比传统等截面桩承载力提高较多;不同变截面桩径比的阶梯型变截面DX桩在竖向荷载下呈现不同变形和承载特性;随着变截面比的减小,单位体积材料竖向承载力先增加后减小,所以阶梯型变截面DX桩存在最优变截面比。桩径比在0.8~0.9附近时,变截面DX桩的桩身侧摩阻力比等截面桩发挥得更加充分。由于存在承力盘和变截面,轴力分布曲线会发生显著的突变,验证了变截面DX桩与等截面桩在荷载传递方面明显的不同。

基于多颜色模型的车牌定位方法

提出了一种基于多颜色模型的车牌定位方法。首先把输入的RGB彩色图像转化到HSV和YIQ颜色空间,综合这两个颜色空间的信息进行颜色分割去除大量的背景干扰信息,得到了颜色为车牌照的一些区域。然后将颜色分割后的图像灰度化并分块,找出水平差分累加和最大的块确定车牌大致位置在原彩色图中实现车牌的粗定位。最后对粗定位图进行二次颜色分割得到车牌区域的信息利用投影法精确定位出车牌。实验结果表明该方法效果较好。

附加气动措施后箱梁断面三分力系数试验研究

通过节段模型风洞试验,研究某大桥各种抗风气动措施对静力三分力系数的影响,以期改善结构受力特性.以导流板位置、中央槽开孔率、栏杆透风率、检修车轨道位置、风障、车辆作为分析三分力系数的影响因素.研究表明:三分力系数的改变直接影响到静风荷载,这些参数的变化对主梁静风荷载的影响不容忽视.其中风障对主梁阻力系数的影响最为明显,在大攻角时主梁阻力系数在成桥有风障状态显著增大.

“板—桁模型”计算预应力混凝土复合受力构件抗扭强度

弯、剪、扭复合受力下混凝土构件的受力特性非常复杂,准确计算构件的抗扭强度对构件的设计及工作性能的分析都非常重要。在钢筋混凝土构件的板-桁模型理论基础上,以预应力混凝土构件在复合受力下的板—桁模型理论为基础,以箱形截面预应力混凝土构件为例,由力及力矩的平衡、变形关系、材料本构关系及构件的破坏准则,建立了在小扭弯比情况下复合受力构件抗扭承载力的计算方法。所建立的计算模型及公式理论基础强、概念清晰,经试验值与理论计算值对比,符合情况较好,证实了板—桁模型理论分析复合受力构件抗扭性能的正确性。

基于特征模型的压电悬臂板振动控制

航天器上悬臂板型挠性附件在扰动作用下将引起包括弯曲和扭转模态的振动,这将影响系统的稳定性和控制精度,尤其是在平衡点附近低频模态频率上的小幅值残余振动很难快速抑制。为了快速抑制压电智能挠性悬臂板系统,包括弯曲和扭转模态的振动,提出采用基于特征模型的非线性黄金分割自适应控制,组合非线性切换逻辑积分阻尼器算法。首先,优化配置压电传感器和驱动器实现了悬臂板的弯曲和扭转模态在检测和驱动上的解耦;其次,设计并建立压电挠性悬臂板试验平台,进行试验模态辨识并获得了悬臂板系统弯曲和扭转振动的模态频率和频响特性;最后,进行压电智能悬臂板的弯曲和扭转振动模态主动振动几种方法试验的比较研究。试验结果表明,采用的控制方法能够快速地抑制压电智能挠性悬臂板的振动。

模型长宽比与二元端板对桥梁节段模型风洞试验影响研究

为寻求合理的模型长宽比、二元端板形式,减小这些参数对桥梁节段模型风洞试验的影响,制作流线型与钝体2种断面主梁节段模型,在风洞实验室对节段模型进行测力与测压试验,分析这些参数变化对三分力系数等结果的影响。试验结果表明:建议节段模型的长宽比大于2∶1且小于4∶1,以保证三分力系数的稳定性和可靠性,同时使节段模型具有较好的展向相关性;尽可能选择较大的二元端板,条件受限时二元端板的宽度与主梁宽度之比大于1.4,以使模型端部较好地实现二元流动特性,降低其对三分力系数的影响;流线型断面主梁节段模型较钝体断面的易受二元端板形式的影响;三分力系数对二元端板的敏感程度明显小于对节段模型长宽比的敏感程度。

盘截面形式对混凝土扩盘桩抗拔破坏影响的试验

针对目前国内混凝土扩盘桩的常用截面形式,确立了原状土小模型试验研究方案,通过改变扩大盘的截面形式,实现全过程观察扩大盘截面形式对混凝土扩盘桩抗拔破坏的影响状况,为类似问题的研究提供可靠的依据。

加劲桁架悬索桥的主梁挠曲扭转刚度分析

板桁组合加劲梁由于其优良的空气动力稳定性在大跨悬索桥中经常被采用。本文通过ANSYS有限元 程序建立不同长度的节段有限元模型,施加不同方式的等效荷载,然后由有限元模型计算的变形来反算梁体的抗 弯和抗扭刚度。从而为悬索桥的动力分析建模和风洞试验模型简化提供依据。最后以某悬索桥为例,对直接采用板 桁组合梁和等代梁两种方式建立的模型进行了动力结果比较。

基于改进粒子群优化算法的变截面涡旋盘瞬时铣削力模型参数求解

针对变截面涡旋盘瞬时铣削力预测存在的多元非线性难题,从涡旋盘实际铣削过程出发,建立了考虑刀具跳动的瞬时铣削力数学模型,提出了一种基于改进粒子群优化算法(PSO)对铣削力模型参数进行求解的方法,以提高瞬时铣削力预测模型精度。通过4组不同铣削参数下的瞬时铣削力实验对该方法进行验证,结果表明:该方法求解得到的变截面涡旋盘瞬时铣削力与实验测得的瞬时铣削力在形状和峰值处有较高的吻合度,4组实验的峰值误差在15%以内;采用自适应惯性权重和随机扰动因子的改进PSO算法能够有效地提高变截面涡旋盘瞬时铣削力系数辨识的收敛速度和收敛效果,还能提高算法整体搜索能力。该方法只需较少的实验次数就能辨识出较高精度的模型参数,比平均铣削力求解方法的实验成本更低,对涡旋盘的加工具有重要参考价值。

前舱物对低速大质量平头弹侵彻金属薄板的影响

为了研究前舱物对低速大质量平头弹侵彻金属薄靶的影响,根据前舱物的力学特性,将前舱物等效为轻质泡沫铝材料,建立了含前舱物的平头弹结构有限元分析模型,开展了不同工况下带前舱物平头弹侵彻金属薄板的数值模拟计算,分析了带前舱物平头弹侵彻金属薄板的过程,对比了带前舱物平头弹和不计前舱物平头弹在不同工况下剩余速度的差异。数值计算结果表明:带前舱物平头弹与不计前舱物平头弹的侵彻过程存在明显差异,但靶板破坏模式相同;前舱物等效材料的屈服强度对平头弹侵彻性能的影响很小,可以忽略不计;前舱物有助于提高平头弹侵彻金属薄板的能力,但提升幅度有限。在实际工程应用中,可以忽略前舱物对平头弹侵彻金属薄板的影响。

刚架拱改进设计静动力分析

在运营的刚架拱桥大多破损严重,针对病害特点和结合实际工程对刚架拱桥进行了改进设计,建立空间有限元模型对其进行了静力和动力力学性能的分析,分析时采用了更能反映结构真实刚度的梁板组合模型。分析结果表明:梁板组合模型可以应用到类似结构的工程设计,提高设计效率;刚架拱的主要断面受力的控制工况为收缩徐变和拱角位移,设计时要引起重视;改进设计后提高了结构的扭转刚度,改善了原定型设计刚架拱整体刚度较弱的缺点,为以后刚架拱的应用前景提供了一个新的思路。

延性节点简化理论在钢框架的力学应用

采用延性节点的钢框架具有良好的耗能能力,已经在工程中获得更多的应用。但由于延性节点构造复杂,框架实体结构的仿真模拟往往需要耗费大量的时间和精力。为提高数值计算效率,本文将现有普通节点简化理论进行改进优化,提出适用于延性节点的简化理论模型,并分别对3层1跨的实际及采用延性节点简化理论模型的钢框架进行静力加载对比分析,结果表明:采用简化理论模型与实际的钢框架静力加载分析结果吻合良好,说明延性节点简化理论模型用于钢框架简化计算是可行的,误差满足工程安全度需求,并且将极大简化钢框架结构的数值计算过程,成倍提高计算效率。

横向约束槽钢截面柱畸变屈曲分析

提出了用于计算冷弯薄壁槽钢柱畸变屈曲临界应力的加劲板模型。在加劲板模型中,腹板视为板单元,而翼缘和卷边则假设为在腹板两端施加的角加劲肋,因此槽钢截面构件可视为腹板(板)与翼缘-卷边(角加劲)组成的加劲板。通过加劲板模型,可以考虑腹板与翼缘-卷边之间相互约束效应,并基于最小势能原理,推导出构件畸变屈曲临界应力计算公式。为了验证加劲板模型的正确性,以槽钢柱为例,对选用的构件进行畸变屈曲临界应力计算,并与有限条程序计算结果进行比较,平均误差为4.0%,从而验证了本文模型的正确性。

混凝土扩盘桩桩土破坏机理的半面桩原状土试验

针对混凝土扩盘桩桩周土体破坏机理研究过程中,现有半面桩小模型埋土试验方法和大型桩实体试验方法的局限性,提出了半面桩原状土模型试验方法,并阐述了该方法的试验步骤,指出该试验方法不仅能够真实的模拟桩土相互作用,全程观察土体的破坏形态,并且实施过程相对简单、安全、成本低廉。

桥梁节段模型测力试验的模型支撑形式问题

首先从一百多年来由于风载引起许多桥梁被毁的事实出发,简单地阐明了桥梁模型风洞试验的重要性。为此,当今全世界许多桥梁专家在桥梁节段模型测力试验和全桥模型风振试验方面做了大量工作。本文重点讨论桥梁节段模型测力试验中模型的支撑形式。最初,利用航空风洞进行试验时,模型的支撑都是底壁支撑,随着专用桥梁风洞的建造和试验技术的发展,在这些专用风洞中普遍采用侧壁支撑,其中包括侧壁单臂支撑和双侧壁支撑。文章还叙述了这些形式的特点和应用。

钢-聚氨酯夹层桥面横隔板切口应力分析

钢箱梁弧形切口疲劳开裂是最常见的疲劳病害问题之一,该处容易造成应力集中。为解决这一问题,本文提出使用新型钢-聚氨酯夹层桥面板(简称"SPS桥面板"),通过分别建立使用钢桥面板和夹层桥面板的钢箱梁节段模型,比较两者在整体结构的应力、弧形切口周边应力,结果表明夹层桥面板的使用显著降低了弧形切口应力,有利于缓解疲劳开裂风险。