动力模型拟静力修正方法及误差分析

为了降低动力模型修正过程中的计算复杂程度,提出了拟静力模型修正方法。借助特征载荷的概念,将基于动力测量信息的动力模型转化为静力模型进行修正,避免了模型修正过程中特征值和特征向量的计算。利用样条插值方法,解决了测量信息与计算信息间的匹配问题。采用复域灵敏度分析方法对修正过程中的参数灵敏度进行计算,提高了修正过程中的计算效率。研究了测量误差对修正结果的影响,给出了修正参数的统计特性,为评估修正结果的可靠性提供了基础。通过数值算例对提出的方法进行了验证,结果表明该方法是有效可靠的。利用建立的方法对润扬大桥北汊斜拉桥桥塔模型进行了修正,修正结果较为精确可靠。

既有工业厂房钢吊车梁疲劳性能预后分析

为更好地理解工业厂房钢结构的疲劳性能衰退机理,有效预防结构发生脆性断裂,发展了面向既有工业厂房钢结构的疲劳性能预后分析方法.基于跨尺度界面功平衡原理建立了工业厂房钢结构疲劳损伤多尺度模型,量化了结构既有缺陷引起的损伤,研究了工业厂房钢结构关键构件——钢吊车梁的疲劳损伤演化和复合型疲劳裂纹扩展过程.疲劳预后分析结果表明:钢吊车梁焊缝区域的损伤在初始阶段增长较为缓慢,后期急剧加快,论证了工程中常用的线性Miner损伤准则会导致评估结果过于保守;变截面钢吊车梁的插板与封板连接处的焊缝区域最容易发生疲劳失效,本次研究的吊车梁裂纹深度a超过5 mm后,裂纹迅速扩展,应对其进行加固处理;主要易损部位的裂纹对其他易损部位的疲劳性能影响较大.

考虑非均质和混凝土拉伸性能的梁损伤理论研究

考虑钢筋混凝土梁中钢筋、混凝土性质不同所引起的梁的非均质性和拉伸区混凝土的作用,引入混凝土拉伸损伤,建立了新的考虑混凝土损伤演化的梁理论。研究了混凝土收缩及荷载长期效应对损伤演化和服役寿命的影响,重点考察混凝土损伤演化过程和拉伸区拉应力对寿命的影响,建立了新的梁的挠度计算公式,获得了梁的寿命模型。以适筋钢筋混凝土试验梁为算例,并将分析结果与试验结果加以对比,验证上述理论和寿命模型的正确性。运用上述所建理论,以某大桥为工程背景,建立了该钢筋混凝土桥用于损伤分析的有限元模型,研究了该钢筋混凝土桥梁结构的安全服役性能,预测了其服役寿命。结果表明:所建立的梁理论能较准确地描述钢筋混凝土梁服役过程中的损伤演化和开裂过程,基于该理论所得到的中和轴位置与荷载以及荷载与挠度的关系曲线与测试得到的曲线吻合较好,误差在1%~10%之间;发展的修正的挠度计算公式能较准确地计算梁在长期荷载下的挠度,误差在2%~15%以内,依据该公式所得到的服役寿命具有一定程度的可靠性。

基于基础激励下响应数据灵敏度分析的有限元模型修正

论文建立了某桁架的有限元模型.分析了其在基础激励的响应函数,通过摄动相关参数进行了仿真实验.利用Matlab和Nastran等工具,得到了响应函数对参数的灵敏度,通过数值求解,求解修正参数.结果证明,这种方法在识别结构刚度误差上得到了良好的结果.

火焰复合层对化学交联聚乙烯发泡材料力学性能的影响

化学交联聚乙烯发泡材料（Cross-linked polyethylene,XPE）具有优异的物理、化学与力学性能,被广泛应用于工业领域。本文通过对不同层数的XPE发泡材料进行加载-卸载试验与压缩循环试验,得到不同层数XPE发泡材料的应力-应变曲线,获得了弹性区与平台区分界点的应力与应变、平台区与强化区应力的数量关系。通过计算得出应力-应变环的面积,发现其能量耗散能力随加载次数增加呈现下降趋势。结果表明,单层XPE发泡材料的弹性区与平台区弹性极限应变、临界应力强度和应力环面积等性质与多层材料相比差别显著,而多层材料间力学性能的差异微小。这些特征表明,火焰复合层自身具有较大的刚度并对发泡材料孔壁有较强的约束,改善了XPE发泡材料的刚度、弹性模量及耗能能力等。

非饱和混凝土中氯离子输运问题的边界元算法

氯离子侵蚀对混凝土结构耐久性造成极大危害,研究混凝土中氯离子输运问题的计算方法,对于完善混凝土结构寿命预测与评估方法具有重要意义.针对非饱和混凝土中氯离子输运问题,综合考虑了渗透和扩散对输运过程的影响.将相应的控制方程转化为积分弱形式,采用径向积分法和基于紧支径向基函数的函数逼近方法,得到仅包含边界积分的积分方程.采用中心差分格式表示非稳态项中的湿度梯度和浓度梯度,进而建立该问题的无网格边界元方程.通过求解系统方程,得到混凝土中氯离子输运问题的解答.计算表明,混凝土未饱和之前,渗透过程对氯离子输运的影响显著高于扩散过程,渗透对扩散过程的影响时间远长于混凝土达到饱和的时间.这为进一步研究干湿循环作用下混凝土中氯离子输运问题奠定了基础.