爆炸动载下金属柱壳破片速度场分布研究

针对格尼(Gurney)公式无法描述破片速度场沿圆柱壳体轴向变化的问题,该文通过AUTODYN软件建立仿真模型,分析了长径比和壳体壁厚对破片速度场分布的影响。考虑爆炸加载下壳体断裂过程,修正了Gurney公式。基于上述研究,将壳体长径比和相对壁厚引入指数形式的修正因子中,建立了破片速度场轴向分布模型。通过实验验证了该模型的合理性。研究结果表明:对于圆柱形战斗部,相对壁厚为常数,长径比越大,战斗部形成破片速度越接近v 0;长径比为常数,壳体相对壁厚越小,战斗部形成破片速度越接近v 0。将该文理论结果与Gurney理论结果以及实验结果进行对比,该文理论结果误差均在7%以内,大部分误差小于3%,与实验结果更加吻合,验证了该文建立的破片速度场轴向分布模型的合理性。该文理论模型可为杀伤战斗部破片参数精准设计提供参考。

对《砌体结构设计规范》中高厚比修正系数等问题的探讨

文章指出了《砌体结构设计规范》(GB 50003—2011)中关于带门窗洞口砌体墙允许高厚比的修正系数μ2的计算精度不足,并根据弹性稳定理论,提出了两端铰接变截面柱临界荷载Pcr的正确表达式,通过理论计算和有限元模拟对其给予了证明,此外,还推导了门窗洞口最不利布置时的μ2表达式。在此基础上,提出了比《砌体结构设计规范》(GB 50003—2011)更合理的有洞口墙体的允许高厚比修正系数μ2计算公式,同时对μ2的相关应用细则提出了修正建议。以修正后的两端铰接柱临界荷载Pcr为基础,提出了规范中变截面柱下段计算长度H0的更合理形式,为便于工程应用,最后对规范中有吊车房屋变截面柱计算长度的应用条款提出了修改建议。

密拼缝叠合楼板抗弯极限承载力研究

通过有限元分析软件ABAQUS进行分析研究,将按双向板计算配筋的现浇楼板作为对照组,计算不同长宽比、预制层与现浇层厚度、拼缝位置的密拼叠合楼板的极限承载力。得出:不同预制层与现浇层厚度的叠合板要达到相同长宽比下现浇楼板的承载力,沿拼缝方向底部受力钢筋面积需增大的百分比。

不同竹龄和部位对毛竹纤维形态及结晶度的影响

【目的】研究竹龄与部位对毛竹Phyllostachys edulis纤维形态及结晶度的影响,为实现毛竹在制浆造纸、竹纺织品等工业生产中的高效选材利用提供基础数据。【方法】采用纤维离析法,借助普通光学显微镜,测定纤维形态;通过Segal法计算相对结晶度。【结果】竹龄主要影响竹材的纤维长度,纤维长度随竹龄的增长而增大,且80%的纤维长度为1 000~2 500μm,属长纤维。轴向高度对毛竹材纤维形态的影响较小,纤维壁腔比、长宽比在3个取样部位间差异显著(P<0.05),但未有明显变化规律;轴向上,不同位置纤维长度未见显著差异。径向纤维长度从大到小依次为竹肉、近竹青、近竹黄;结晶度与竹龄无明显关系,径向上由近竹黄到近竹青呈现递增趋势。在影响竹材纤维形态的因子中,竹龄贡献率最大,影响最为明显。【结论】毛竹纤维形态受竹龄影响最大,受径向取样部位影响明显,轴向高度影响较小,所有部位纤维可用于工业生产,建议将竹龄作为原材料筛选的优先指标。

多腔钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能研究

为研究高层或超高层大楼中拟采用的多腔钢板-混凝土组合剪力墙的抗震性能,对其进行拟静力试验及有限元模拟,分析了腔数对该类组合剪力墙的破坏模式、承载力、滞回曲线、骨架曲线、延性、刚度退化及耗能能力的影响。试验现象表明试件的破坏模式均为上部混凝土压碎、角部钢板屈曲。通过分析试验结果发现,该种类形式的组合剪力墙在较高轴压力作用下仍具有良好的水平变形能力和较强的耗能能力,3个试件的极限位移角平均值为1/61,且单腔长宽比的减小会降低试件的承载力、增加试件延性。通过有限元软件建立的该类组合剪力墙模型证明该计算结果与试验值吻合良好,同时发现当单腔长宽比减小到1.94时,组合剪力墙的极限承载力基本不变。

壁厚对气膜冷却效率影响数值模拟

为了探讨薄壁尺寸对气膜冷却效率影响,对壁厚为1倍、2倍和3倍孔径结构下游流场、温度场及气膜冷却效率进行了数值模拟研究。结果表明:壁厚为1倍孔径时气膜孔出口截面处出现高速区,使气膜孔出口垂直主流方向射流动量大,促进冷气被抬离壁面,气膜孔出口展向速度指向孔中心线,减弱气膜展向扩散性;在吹风比为1.0、1.5和2.0时,壁厚为1倍孔径结构的展向平均气膜冷却效率比壁厚为3倍孔径结构分别低9%~45%、21%~43%和9%~62%;壁厚为2倍和3倍孔径结构的展向平均气膜冷却效率相差较小。

基于纤维形态特征分析的玉米秸秆皮拉伸特性

为研究玉米秸秆皮纤维形态特征对其力学特性影响的基本规律,该文对不同取样高度的玉米秸秆皮的拉伸特性及其纤维形态特征进行了试验研究。通过硝酸法获得不同取样高度的玉米秸秆皮纤维及其形态特征参数,同时测试相应取样高度的径向抗拉强度和轴向抗拉强度,并以径向抗拉强度和轴向抗拉强度为考核指标,利用灰色关联法分析纤维长宽比、壁腔比等纤维形态特征参数与玉米秸秆皮拉伸特性的相关性。结果表明,不同取样高度的玉米秸秆皮的纤维形态特征参数及其拉伸特性的差异显著(p<0.01),玉米秸秆皮轴向抗拉强度显著高于径向抗拉强度(p<0.01);玉米秸秆皮拉伸特性与其纤维形态特征参数存在相关关系,径向抗拉强度与纤维壁腔比相关(r=0.9972),轴向抗拉强度与纤维长宽比(r=0.8885)和纤维壁腔比(r=0.6648)均相关。研究结果为玉米秸秆皮加工装备设计及其材料化利用提供了参考。

薄壁注塑成型数值模拟技术的发展现状

由于3C产品向薄、轻、短、小方向发展得越来越快,所以薄壁注塑成型技术也受到人们的高度重视,而薄壁注塑成型数值模拟技术是薄壁注塑成型技术得以应用的重要保证。介绍了薄壁注塑成型数值模拟技术产生的背景和科学意义,综述了薄壁注塑成型数值模拟技术的研究与应用概况,探讨了其发展中所面临的一些关键问题,指出了薄壁注塑成型数值模拟技术的研究发展方向。

几种速生阔叶材纤维形态的研究

对不同树龄(3～7年)三倍体毛白杨圆叶、裂叶及中林杨的纤维形态进行测试,并将结果进行纵横向的比较。结果表明:纤维长度随树龄递增而增加,纤维宽度的变化规律是在20～24μm不规则地波动,长宽比的变化规律与纤维长度的变化规律基本一致,壁腔比均小于1。三倍体毛白杨和中林杨之间的纤维特性又有较大区别,主要体现在三倍体毛白杨纤维长度变化比较缓慢,在树龄为5～7年达到最大值,纤维长度达到(峰值)稳定的时间较短;而中林杨纤维长度直到7年时仍呈增大趋势,变化幅度较明显。

钢筋混凝土剪力墙位移角统计分析

收集了68片国内钢筋混凝土悬臂剪力墙低周反复水平荷载的试验结果,对剪力墙各位移角进行了统计分析。根据统计结果,得出悬臂剪力墙开裂、屈服和极限位移角与轴压比、配箍特征值、边缘构件约束长度之间的线性回归关系。认为当量化以开裂为标志的位移性能目标时,应着重考虑配箍特征值和边缘构件约束的影响;当量化以屈服为标志的位移性能目标时,应着重考虑轴压比的影响。并在此基础上提出了可供参考的各性能水准下的层间位移角限值。

型钢混凝土剪力墙的设计方法

进行8个剪跨比为2.5的型钢混凝土剪力墙试件的拟静力试验。通过改变试件的轴压比、配箍特征值和配钢率,研究其在往复水平荷载作用下的破坏机理、滞回性能、变形能力以及耗能能力。在试验研究的基础上,对型钢混凝土剪力墙的设计方法进行研究。基于平截面假定并考虑约束边缘构件影响,分析型钢混凝土剪力墙屈服状态和承载力极限状态时的截面应力、应变分布,提出剪力墙的屈服承载力和极限承载力的计算方法;通过建立剪力墙顶点位移角与底部截面曲率和塑性铰区长度的关系,提出基于剪力墙顶点位移角的截面变形能力设计方法。基于分析结果,提出配箍特征值和约束边缘构件长度的建议。研究结果表明:这种剪力墙的破坏形态为墙底部截面约束区混凝土被压碎的弯曲型破坏;试件的滞回曲线饱满,没有明显的捏缩现象;采用本文所提公式所得计算值与试验值基本符合,说明所提出方法的可靠性。

低碳钢薄壁焊管液压胀形行为

为了研究焊管液压胀形过程的变形行为,在管材胀形性能测试系统上进行了不同长径比条件下低碳钢(STKM11A)薄壁焊管的胀形实验,获得了焊管的壁厚分布规律、胀形区轮廓形状、极限膨胀率和应变分布规律。结果表明:管材焊缝区的减薄率仅为2.4%~5.5%,等效应变仅为0.05~0.10,变形程度相对母材区较小,主要发生几何位置移动。环向壁厚的最薄点位于以焊缝为中心的对称两侧士30°位置处。随着胀形区长度增大,管材破裂压力、减薄量、极限膨胀率均发生减小,胀形区轮廓逐渐偏离椭圆形,当长径比达到2.0时,已不再适合用椭圆函数描述。此外,胀形区长度增大过程中,管材从双拉向平面应变状态发生转变,在此基础上建立了焊管的成形极限图。

短肢剪力墙的非线性有限元分析

结合某实际工程,运用有限元软件ANSYS对2组6个短肢剪力墙模型进行非线性有限元分析。求出试件的应力应变规律,并对比相关试验数据,研究截面形式、肢厚比、轴压比等对墙体结构行为的影响,为实际工程设计提供理论依据。

泄槽底板与侧墙联合掺气保护长度试验

为了研究近壁处水流掺气浓度分布的变化规律,通过模型试验研究了不同底坎坎比和不同侧坎坎比组合下掺气保护长度的变化规律,并通过单因素敏感性分析法分析了掺气保护长度对掺气坎坎比变化的敏感性。结果表明:在其他条件不变时,底掺气保护长度随着流量的增大而增大,同时与底坎坎比成正比;随着侧坎坎比增大,底掺气保护长度略有增大的趋势,但影响不大;侧掺气保护长度也随着流量增大而增大,但与底掺气保护长度的机理不尽相同;随着侧坎坎比的增大,侧掺气保护长度总体趋势增大,但影响程度表现为先大后小;虽然侧掺气保护长度对侧坎坎比的敏感性远大于底掺气长度对底坎坎比的敏感性,但底坎坎比却更为重要;合理的掺气设施组合才能有效地提高掺气保护范围。

加筋土挡墙极限荷载及墙面横向位移的模型试验研究

为了研究加筋层数、筋带长度以及筋带形式对加筋土挡墙顶部荷载和墙面板横向位移的影响,进行了多组加筋砂土挡墙的室内模型试验,筋带材料为牛皮纸,加筋层数为1～4,筋带长度为30～70cm,筋带的形式有整体式、条形、方格形网孔、圆形网孔。模型实验发现当筋带为整体满布式时,加筋土挡墙顶部极限荷载随着加筋层数的增多而线性增大;当加筋层数为1层,对于整体式而言,极限荷载随着筋带长度的增长而增大,呈幂指数关系,对于筋带形式而言极限荷载按筋带形式的不同由大到小的排序为方格网形、圆孔网形、条式形、整体满布形,墙面板横向位移则是按以上顺序由小到大排列。本次模型试验墙面板的位移表现为绕墙角向外的转动和向外的平动,得到的加筋土挡墙顶部极限荷载方程可用来估算无筋土挡墙顶部的极限荷载。

短肢墙预应力楼盖体系墙端弯矩增大系数的试验

通过对短肢剪力墙无粘结预应力楼盖结构体系2个顶层梁、墙肢、预应力现浇板组合体的试验研究,分析了结构体系中现浇板、受扭连梁等对短肢墙墙端弯矩增大系数的影响。利用电算分析对试验研究结果进行补充和完善,最后建议对该结构体系进行设计时,短肢墙墙端弯矩增大系数应比现行规范相应提高。

山墙对金属拱型波纹屋盖结构承载力的影响

将金属拱型波纹屋盖结构模拟成带肋的正交异性筒壳 ,运用由空间梁单元和板壳元组成的混合有限元程序对屋盖结构进行几何非线性分析 ,从而明确了不同的山墙构造对不同纵跨比屋盖结构承载力的影响 ,得到了一些有用的结论 。

红麻秆细胞和纤维形态的研究

通过对红麻秆细胞和纤维形态的观察测定,得出在不同生长部位的纤维长度、宽度、壁厚、腔径、长宽比、壁腔比。分析红麻纤维在不同生长部位的微观结构和细胞结构,得出不同生长部位的纤维尺寸分布情况,为有效利用麻秆纤维提供基础理论依据,做到真正意义的变废为宝。

高拱坝无碰撞泄洪表孔水舌纵向拉伸方法试验研究

为实现峡谷中高拱坝表、中(深)孔无碰撞消能,需在坝身孔口布置中引入收缩式消能工,但表孔水头低,出口流速低,单一措施很难实现水舌纵向拉伸。对此,采用1∶50整体水工模型试验,通过设置三种表孔出口体型,研究了某高拱坝表孔水舌纵向拉伸方法。结果表明,除宽尾墩外,楔形体应用于高拱坝表孔也可实现水舌纵向拉伸;调整表孔底板坡度可为水舌纵向拉伸创造条件,对表孔底板出口进行一定尺寸透空可进一步纵向拉伸并稳定水舌;随着水舌纵向入水长度的增加,流量分布更均匀,水垫塘底板冲击压强峰值亦随之减小。

单层双肢剪力墙结构弹性抗侧刚度分析

根据钢筋混凝土剪力墙结构在弹性阶段的受力特性,对单层双肢剪力墙结构在肢厚比、翼缘宽厚比及梁高变化时的抗侧刚度进行了研究,分析在不同的计算模型下结构抗侧刚度随各参数的变化规律,并与考虑填充墙时结构的抗侧刚度进行对比。分析表明,在墙肢间总长、厚度及层高不变时,肢厚比一定,抗侧刚度随着翼缘宽厚比增加呈对数变化;无论翼缘宽厚比是否变化,抗侧刚度随着肢厚比及梁高的增大呈抛物线变化,且在肢厚比小于4时,各模型的抗侧刚度基本相近。