2003年 第20卷 第3期
2003, 20(3): 1-5.
摘要:
在水下运行的物体,由于其与周围水之间的相互作用,从本质来说是一种典型的流固耦合问题。采用位移-压力格式(结构用位移来描述而流体用压力来描述)的流固耦合模型来描述运动体和水之间的相互作用。这种格式和有限元方法将水下运动体的三维动力特性问题,归结为一个大型非对称方程的特征值问题。采用Arnoldi方法进行此非对称特征值的求解。此外,对于刚体模态带来的零频问题,构造出一种特殊的迭代求解格式。最后,给出了一个水下圆柱体的实例计算分析,计算结果表明本文中的方法是切实有效的。
在水下运行的物体,由于其与周围水之间的相互作用,从本质来说是一种典型的流固耦合问题。采用位移-压力格式(结构用位移来描述而流体用压力来描述)的流固耦合模型来描述运动体和水之间的相互作用。这种格式和有限元方法将水下运动体的三维动力特性问题,归结为一个大型非对称方程的特征值问题。采用Arnoldi方法进行此非对称特征值的求解。此外,对于刚体模态带来的零频问题,构造出一种特殊的迭代求解格式。最后,给出了一个水下圆柱体的实例计算分析,计算结果表明本文中的方法是切实有效的。
2003, 20(3): 6-12.
摘要:
在化爆土中自由场波传播理论的基础上,采用介质结构相互作用理论和双剪强度理论对无梁板结构冲切破坏机构进行了分析,建立了无梁板结构的冲切抗力模型和动力响应方程,分析结果与试验结果符合较好。
在化爆土中自由场波传播理论的基础上,采用介质结构相互作用理论和双剪强度理论对无梁板结构冲切破坏机构进行了分析,建立了无梁板结构的冲切抗力模型和动力响应方程,分析结果与试验结果符合较好。
2003, 20(3): 13-18,2.
摘要:
基于安定分析的静力定理,建立了用常规边界元方法进行三维理想弹塑性结构安定分析的整套求解算法。下限安定分析所需的弹性应力场直接由边界元方法求出,所需的自平衡应力场由一组带有待定系数的自平衡应力场基矢量的线性组合进行模拟,这些自平衡应力场基矢量通过边界元弹塑性迭代计算获取。安定分析问题最终被归结为一系列未知变量较少的非线性数学规划子问题并通过复合形法直接求解。计算结果表明了算法的有效性。
基于安定分析的静力定理,建立了用常规边界元方法进行三维理想弹塑性结构安定分析的整套求解算法。下限安定分析所需的弹性应力场直接由边界元方法求出,所需的自平衡应力场由一组带有待定系数的自平衡应力场基矢量的线性组合进行模拟,这些自平衡应力场基矢量通过边界元弹塑性迭代计算获取。安定分析问题最终被归结为一系列未知变量较少的非线性数学规划子问题并通过复合形法直接求解。计算结果表明了算法的有效性。
2003, 20(3): 19-25.
摘要:
用格子模型和统计分布模拟非均匀材料性质的初始分布,针对二维非均匀材料格子模型建立了重复多子域边界元法求解方程。通过把各行子域集成为亚子域,然后对链状排列的亚子域应用域转移矩阵法进行求解。由于使用的域转移矩阵法对内存的要求仅略大于一个亚子域的求解,以及重复多子域法只需要进行一次系数矩阵积分,因而可以大大提高求解的规模和效率。在此基础上,对非均匀脆性材料在简单载荷作用下的破坏过程进行了数值模拟。采用重复多子域法和域转移矩阵法,可以得到子域内高精度的连续应力分布,为进一步研究非均匀材料裂纹萌生、扩展和破坏过程提供了基础。
用格子模型和统计分布模拟非均匀材料性质的初始分布,针对二维非均匀材料格子模型建立了重复多子域边界元法求解方程。通过把各行子域集成为亚子域,然后对链状排列的亚子域应用域转移矩阵法进行求解。由于使用的域转移矩阵法对内存的要求仅略大于一个亚子域的求解,以及重复多子域法只需要进行一次系数矩阵积分,因而可以大大提高求解的规模和效率。在此基础上,对非均匀脆性材料在简单载荷作用下的破坏过程进行了数值模拟。采用重复多子域法和域转移矩阵法,可以得到子域内高精度的连续应力分布,为进一步研究非均匀材料裂纹萌生、扩展和破坏过程提供了基础。
2003, 20(3): 26-30.
摘要:
以香港汲水门大桥为背景,探讨了斜拉索张力指标和神经网络技术相结合对桥面结构损伤的定位或分类方法。基于高精度三维有限元模型,采用BP网络,模拟了12种可能的损伤情况的定位。以不同损伤程度下斜拉索张力指标作为神经网络的训练与测试输入,由神经网络的输出来指示损伤位置。该方法的突出优点是只用到少量斜拉索的局部模态的基频,就能获得较好的识别结果。而对少量斜拉索的局部模态的基频测量要比其它面向损伤检测的测量容易得多。另外,该方法可十分方便地推广应用于悬索桥的桥面损伤定位。因此,该方法具有重要的实用价值。
以香港汲水门大桥为背景,探讨了斜拉索张力指标和神经网络技术相结合对桥面结构损伤的定位或分类方法。基于高精度三维有限元模型,采用BP网络,模拟了12种可能的损伤情况的定位。以不同损伤程度下斜拉索张力指标作为神经网络的训练与测试输入,由神经网络的输出来指示损伤位置。该方法的突出优点是只用到少量斜拉索的局部模态的基频,就能获得较好的识别结果。而对少量斜拉索的局部模态的基频测量要比其它面向损伤检测的测量容易得多。另外,该方法可十分方便地推广应用于悬索桥的桥面损伤定位。因此,该方法具有重要的实用价值。
2003, 20(3): 31-37.
摘要:
基于能量概念进行结构动力分析能更清楚的揭示结构抗震性能的本质。介绍了基于能量准则的结构抗震设计概念和有关研究状况。同时根据地震作用下剪切型多自由度结构体系的弹性及弹塑性时程分析结果,研究了能量在楼层间分布的特点,指出了能量集中的现象和原因。并且根据大量分析结果,给出了楼层能量集中的规律及相关因素,并采用等往复振动能量准则建议了能量集中楼层的弹塑性位移计算方法。
基于能量概念进行结构动力分析能更清楚的揭示结构抗震性能的本质。介绍了基于能量准则的结构抗震设计概念和有关研究状况。同时根据地震作用下剪切型多自由度结构体系的弹性及弹塑性时程分析结果,研究了能量在楼层间分布的特点,指出了能量集中的现象和原因。并且根据大量分析结果,给出了楼层能量集中的规律及相关因素,并采用等往复振动能量准则建议了能量集中楼层的弹塑性位移计算方法。
2003, 20(3): 38-41,4.
摘要:
在钢筋混凝土转动角软化桁架模型的基础上,推导出从应力到应变的简化计算方法来模拟高强钢筋混凝土墙板受力全过程。提出计算方法的计算结果与8个墙板的试验结果吻合较好,且比其它学者提出的从应变到应力的计算方法计算简便。研究结果为高强钢筋混凝土墙板的设计和承载力验算提供参考。
在钢筋混凝土转动角软化桁架模型的基础上,推导出从应力到应变的简化计算方法来模拟高强钢筋混凝土墙板受力全过程。提出计算方法的计算结果与8个墙板的试验结果吻合较好,且比其它学者提出的从应变到应力的计算方法计算简便。研究结果为高强钢筋混凝土墙板的设计和承载力验算提供参考。
2003, 20(3): 42-46.
摘要:
在重置积分模型(reset integrator model)的基础上建立了摩擦力的随机模型,以此模型定义了定量评估摩擦对运动扰动的数值指标:摩擦扰动均值比n,然后以平面运动的三关节机械臂为例,用数值方法研究摩擦扰动均值比n的合理性,并且运用该指标计算了不同参数情况下,摩擦力对运动的扰动的大小,试图定量评估摩擦对运动的扰动与驱动速度、摩擦系数,静动摩擦落差数和关节传动刚度之间的关系。
在重置积分模型(reset integrator model)的基础上建立了摩擦力的随机模型,以此模型定义了定量评估摩擦对运动扰动的数值指标:摩擦扰动均值比n,然后以平面运动的三关节机械臂为例,用数值方法研究摩擦扰动均值比n的合理性,并且运用该指标计算了不同参数情况下,摩擦力对运动的扰动的大小,试图定量评估摩擦对运动的扰动与驱动速度、摩擦系数,静动摩擦落差数和关节传动刚度之间的关系。
2003, 20(3): 47-53.
摘要:
震塌破坏是钢筋混凝土结构三种局部破坏中的一种,也是影响结构抗局部破坏能力的主要因素。分析对比了目前应用较广泛的钢筋混凝土震塌厚度经验计算公式,并与试验结果进行比较,得到了各经验公式的计算误差和适用范围。在这些经验公式中,Bechtel公式和修正BRL公式的预测值与试验结果吻合得最好,Bechtel公式可用来预测无震塌最小厚度,而修正BRL可用来预测震塌最小厚度,即临界贯穿厚度。
震塌破坏是钢筋混凝土结构三种局部破坏中的一种,也是影响结构抗局部破坏能力的主要因素。分析对比了目前应用较广泛的钢筋混凝土震塌厚度经验计算公式,并与试验结果进行比较,得到了各经验公式的计算误差和适用范围。在这些经验公式中,Bechtel公式和修正BRL公式的预测值与试验结果吻合得最好,Bechtel公式可用来预测无震塌最小厚度,而修正BRL可用来预测震塌最小厚度,即临界贯穿厚度。
2003, 20(3): 54-61.
摘要:
采用标准三点弯曲梁砼试件,利用试验中测得的最大荷载maxP及对应的裂缝口张开位移CMODc计算了砼裂缝亚临界扩展量caD。提出了由虚拟裂缝闭合力)(xs产生的应力强度因子cKI的实用解析方法,进而计算了砼双K断裂参数iniKIC及unKIC。采用这一方法,只需在试验中测得最大荷载maxP及对应的裂缝口张开位移CMODc、砼弹性模量及抗拉强度即可确定双K断裂参数并且无需对cKI进行数值积分。大量的计算分析表明,这一实用解析方法不但可使计算过程进一步简化,而且具有很高的精度。
采用标准三点弯曲梁砼试件,利用试验中测得的最大荷载maxP及对应的裂缝口张开位移CMODc计算了砼裂缝亚临界扩展量caD。提出了由虚拟裂缝闭合力)(xs产生的应力强度因子cKI的实用解析方法,进而计算了砼双K断裂参数iniKIC及unKIC。采用这一方法,只需在试验中测得最大荷载maxP及对应的裂缝口张开位移CMODc、砼弹性模量及抗拉强度即可确定双K断裂参数并且无需对cKI进行数值积分。大量的计算分析表明,这一实用解析方法不但可使计算过程进一步简化,而且具有很高的精度。
2003, 20(3): 62-66.
摘要:
在铸造生产的造型方法中,粘土砂湿型造型是涉及离散的材料体系、材料非线性、几何非线性、接触非线性等问题共存的一个复杂的力学过程,因此对造型过程进行数值模拟比较困难。采用有限元方法是求解非线性问题的的有效数值方法。采用ANSYS软件对湿砂造型中的压实造型过程进行数值模拟,取得了较好的结果。
在铸造生产的造型方法中,粘土砂湿型造型是涉及离散的材料体系、材料非线性、几何非线性、接触非线性等问题共存的一个复杂的力学过程,因此对造型过程进行数值模拟比较困难。采用有限元方法是求解非线性问题的的有效数值方法。采用ANSYS软件对湿砂造型中的压实造型过程进行数值模拟,取得了较好的结果。
2003, 20(3): 67-71.
摘要:
预应力在大跨度曲线桥梁中的使用,给预应力的分析研究以及张拉施工提出了新的问题,尤其是施工中的一些问题亟待解决,如摩擦系数、曲率等的改变,都会给预应力的分布带来不利的影响。现有的力学模型又无法满足解决这些问题的需求,建立一种适用于大跨度曲线预应力桥梁预应力钢束张拉施工的新模型是必要的。本文给出了预应力钢束张拉的控制模型,并在施工中得以验证,取得了令人满意的效果。该模型不仅可以解决一些诸如摩擦系数这类可确定因素的变化问题,亦可处理一些不确定因素给施工所带来的影响。按照这一模型所规定的方式进行施工,大大改善了预应力在钢束中的分布情况,提高预应力的使用效果是显著的。
预应力在大跨度曲线桥梁中的使用,给预应力的分析研究以及张拉施工提出了新的问题,尤其是施工中的一些问题亟待解决,如摩擦系数、曲率等的改变,都会给预应力的分布带来不利的影响。现有的力学模型又无法满足解决这些问题的需求,建立一种适用于大跨度曲线预应力桥梁预应力钢束张拉施工的新模型是必要的。本文给出了预应力钢束张拉的控制模型,并在施工中得以验证,取得了令人满意的效果。该模型不仅可以解决一些诸如摩擦系数这类可确定因素的变化问题,亦可处理一些不确定因素给施工所带来的影响。按照这一模型所规定的方式进行施工,大大改善了预应力在钢束中的分布情况,提高预应力的使用效果是显著的。
2003, 20(3): 72-77.
摘要:
讨论了线性Mohr-Coulomb屈服准则和Drucker-Prager屈服准则及其在工程计算中的应用。给出了线性Mohr-Coulomb准则在材料力学及岩石力学中的不同表达形式之间的关系;描述了线性Mohr-Coulomb准则屈服面和Drucker-Prager准则屈服面的几何性质;比较了Drucker-Prager准则采用三种不同近似方法逼近线性Mohr-Coulomb准则时的差别;最后给出了采用Drucker-Prager准则逼近线性Mohr-Coulomb准则计算桥桩基础工程实例,为了对比,同时也用Mises准则作了计算。
讨论了线性Mohr-Coulomb屈服准则和Drucker-Prager屈服准则及其在工程计算中的应用。给出了线性Mohr-Coulomb准则在材料力学及岩石力学中的不同表达形式之间的关系;描述了线性Mohr-Coulomb准则屈服面和Drucker-Prager准则屈服面的几何性质;比较了Drucker-Prager准则采用三种不同近似方法逼近线性Mohr-Coulomb准则时的差别;最后给出了采用Drucker-Prager准则逼近线性Mohr-Coulomb准则计算桥桩基础工程实例,为了对比,同时也用Mises准则作了计算。
2003, 20(3): 78-88.
摘要:
将主结构简化为串联多自由度模型,通过对主结构稳态响应的频域传递函数的模值来分析MTMD控制效果。主结构稳态响应的频域传递函数分别采用以下三种方法求取:1)推导结构系统振动方程,将其从时域转化为频域,推导频域传递函数;2)将MTMD系统对主结构的反力与地震荷载共同作为主结构的荷载输入,根据MTMD的反力为各阶模态耦合对结构进行控制的方法求取频域传递函数;3)根据MTMD的反力为各阶模态非耦合对结构进行控制的方法求取频域传递函数。利用以上方法分析MTMD系统对主结构的单模态和多模态进行控制的控制效果。根据非耦合控制作用的频域传递函数提出惯性质量参与量。给出一算例,并且给出时程分析的结果加以比较验证。
将主结构简化为串联多自由度模型,通过对主结构稳态响应的频域传递函数的模值来分析MTMD控制效果。主结构稳态响应的频域传递函数分别采用以下三种方法求取:1)推导结构系统振动方程,将其从时域转化为频域,推导频域传递函数;2)将MTMD系统对主结构的反力与地震荷载共同作为主结构的荷载输入,根据MTMD的反力为各阶模态耦合对结构进行控制的方法求取频域传递函数;3)根据MTMD的反力为各阶模态非耦合对结构进行控制的方法求取频域传递函数。利用以上方法分析MTMD系统对主结构的单模态和多模态进行控制的控制效果。根据非耦合控制作用的频域传递函数提出惯性质量参与量。给出一算例,并且给出时程分析的结果加以比较验证。
2003, 20(3): 89-93.
摘要:
采用保角映射的方法建立了单层扁挤压筒在均匀内压力作用下应力求解的数学模型,并推导出其的解析解,并由算例证实了计算结果和数值解之间的一致性,为寻找扁挤压筒新的设计理论和优化方法奠定一定的基础。
采用保角映射的方法建立了单层扁挤压筒在均匀内压力作用下应力求解的数学模型,并推导出其的解析解,并由算例证实了计算结果和数值解之间的一致性,为寻找扁挤压筒新的设计理论和优化方法奠定一定的基础。
2003, 20(3): 94-97.
摘要:
基于可伸长梁的大变形理论,建立了受沿轴线分布切向随动载荷作用简支梁的弹性过屈曲控制方程。这是一个包含七个未知函数的强非线性常微分方程两点边值问题,其中将变形后的轴线弧长也作为基本未知量之一。采用打靶法和解析延拓法数值求解所得非线性边值问题,获得了梁的过屈曲平衡路径和平衡构形。结果表明,非保守载荷作用梁的平衡路径与保守载荷作用梁的平衡路径有着明显不同。
基于可伸长梁的大变形理论,建立了受沿轴线分布切向随动载荷作用简支梁的弹性过屈曲控制方程。这是一个包含七个未知函数的强非线性常微分方程两点边值问题,其中将变形后的轴线弧长也作为基本未知量之一。采用打靶法和解析延拓法数值求解所得非线性边值问题,获得了梁的过屈曲平衡路径和平衡构形。结果表明,非保守载荷作用梁的平衡路径与保守载荷作用梁的平衡路径有着明显不同。
2003, 20(3): 98-103.
摘要:
依据Love曲梁理论,推得了大型汽轮发电机运行时,定子端区圆形汇水管非线性磁弹性耦合振动的一般方程。根据麦克斯威尔方程,并采用分离变量法对向量磁位满足的泊松方程进行求解,给出了圆形汇水管所处的磁场强度分布情况,在此基础上推得了汇水管所受电磁力的解析表达式。通过对汇水管固有振动特性的分析计算,并与有限元计算结果和实验值的比较,证实了本文求解过程的正确性。同时,本文的研究方法和计算结果,也为工程实际中对大型汽轮发电机定子端区汇水管的设计与振动分析提供了理论依据,具有一定的实际指导价值。
依据Love曲梁理论,推得了大型汽轮发电机运行时,定子端区圆形汇水管非线性磁弹性耦合振动的一般方程。根据麦克斯威尔方程,并采用分离变量法对向量磁位满足的泊松方程进行求解,给出了圆形汇水管所处的磁场强度分布情况,在此基础上推得了汇水管所受电磁力的解析表达式。通过对汇水管固有振动特性的分析计算,并与有限元计算结果和实验值的比较,证实了本文求解过程的正确性。同时,本文的研究方法和计算结果,也为工程实际中对大型汽轮发电机定子端区汇水管的设计与振动分析提供了理论依据,具有一定的实际指导价值。
2003, 20(3): 104-107.
摘要:
为了充分利用现代测量技术解决索力的精确测定问题,作者基于索段的解析式建立了一种索力测定方法。测得索上三点的相对位置后,就可通过求解非线性方程组得到索力。激光测量仪器可在一个测站对多根索实现快速测量,从而保证了该方法的快速和高效,并且本方法避免了常用的索力测定方法的一个重要不足,即精度受拉索端部条件影响较大。数值算例表明,不考虑索的弹性、由于索的微振动等原因引起的相对位置测量误差等,对索力值的影响都可忽略不计。某斜拉桥工程算例也证明了本方法的微精确性和实用性。本方法可精确测定处于施工过程中和处于使用状态的拉索的索力。
为了充分利用现代测量技术解决索力的精确测定问题,作者基于索段的解析式建立了一种索力测定方法。测得索上三点的相对位置后,就可通过求解非线性方程组得到索力。激光测量仪器可在一个测站对多根索实现快速测量,从而保证了该方法的快速和高效,并且本方法避免了常用的索力测定方法的一个重要不足,即精度受拉索端部条件影响较大。数值算例表明,不考虑索的弹性、由于索的微振动等原因引起的相对位置测量误差等,对索力值的影响都可忽略不计。某斜拉桥工程算例也证明了本方法的微精确性和实用性。本方法可精确测定处于施工过程中和处于使用状态的拉索的索力。
2003, 20(3): 108-114.
摘要:
介绍了一种基于敏感性分析的周期结构损伤检测方法的基本原理。首先得到了具有单一损伤的周期结构固有频率的一般表达式,并运用在不同单元出现损伤时的第一阶自振频率的近似值形成特征值敏感性矩阵;然后通过求解一组基于上述特征值敏感性矩阵的线性方程,识别出结构损伤位置和大小;针对大型结构可能出现多处损伤的特点,文章最后还介绍了一种方法,它不仅能改善计算精度,而且能提高计算效率。理论分析和数值结果表明周期结构自振频率对不同位置损伤的敏感性仅仅与结构单元数目和损伤位置有关,基于敏感性分析的方法能够准确识别出结构的损伤。
介绍了一种基于敏感性分析的周期结构损伤检测方法的基本原理。首先得到了具有单一损伤的周期结构固有频率的一般表达式,并运用在不同单元出现损伤时的第一阶自振频率的近似值形成特征值敏感性矩阵;然后通过求解一组基于上述特征值敏感性矩阵的线性方程,识别出结构损伤位置和大小;针对大型结构可能出现多处损伤的特点,文章最后还介绍了一种方法,它不仅能改善计算精度,而且能提高计算效率。理论分析和数值结果表明周期结构自振频率对不同位置损伤的敏感性仅仅与结构单元数目和损伤位置有关,基于敏感性分析的方法能够准确识别出结构的损伤。
2003, 20(3): 115-119.
摘要:
磁流变阻尼器(MR damper)是一种新型的半主动结构振动控制装置。只要给该阻尼器输入很小的能量,它就能在极短的时间内(毫秒级)产生很大的力。这种阻尼器的性能可通过一组非线性微分方程来描述,物理参数包括位移、电压和力。给阻尼器输入位移和电压,阻尼器能产生一定的力。基于系统识别理论,采用ARX模型和优化神经网络技术对磁流变阻尼器的性能进行了仿真。训练后的神经网络能分别通过前向模型和反向模型精确地预测磁流变阻尼器的力和电压。把这样的神经网络用于控制系统,还能实现结构的主动控制。
磁流变阻尼器(MR damper)是一种新型的半主动结构振动控制装置。只要给该阻尼器输入很小的能量,它就能在极短的时间内(毫秒级)产生很大的力。这种阻尼器的性能可通过一组非线性微分方程来描述,物理参数包括位移、电压和力。给阻尼器输入位移和电压,阻尼器能产生一定的力。基于系统识别理论,采用ARX模型和优化神经网络技术对磁流变阻尼器的性能进行了仿真。训练后的神经网络能分别通过前向模型和反向模型精确地预测磁流变阻尼器的力和电压。把这样的神经网络用于控制系统,还能实现结构的主动控制。
2003, 20(3): 120-124.
摘要:
强震作用下地下管线地震反应计算以往多采用波动法求解。这种方法假定地震波为一行进波,沿管线的轴向或成某一角度传播,它只能求得地面运动的相位差引起的管线的变形和内力。有些文献将地震地面运动假定为空间变化的平稳随机过程,用随机振动理论求得管线的地震反应,但不能反映地面运动的非平稳性对管线地震反应的影响。而地面运动的非平稳性,特别是时域非平稳性很可能是产生地下管线变形和内力的最重要原因。根据地面运动的统计模型生成管线轴线上各点的地面运动时程,用级数解法求管道的地震反应。由于这种方法能较好地反映地面运动的时域非平稳性,所以得到的计算结果更真实。
强震作用下地下管线地震反应计算以往多采用波动法求解。这种方法假定地震波为一行进波,沿管线的轴向或成某一角度传播,它只能求得地面运动的相位差引起的管线的变形和内力。有些文献将地震地面运动假定为空间变化的平稳随机过程,用随机振动理论求得管线的地震反应,但不能反映地面运动的非平稳性对管线地震反应的影响。而地面运动的非平稳性,特别是时域非平稳性很可能是产生地下管线变形和内力的最重要原因。根据地面运动的统计模型生成管线轴线上各点的地面运动时程,用级数解法求管道的地震反应。由于这种方法能较好地反映地面运动的时域非平稳性,所以得到的计算结果更真实。
2003, 20(3): 125-128.
摘要:
论文研究初应力杆的小变形问题。用初应力作为参数,提出初应力位形上小变形问题的位移变分原理;针对直杆的几何特点,提出了用数值参数描写直杆初应力,用所提出的变分原理建立了初应力杆的小变形位移分量的定解问题。所得的方程中包含了初应力的数值参数。分析表明,初应力的不同的数值参数可以对相关的刚度、压杆的临界力以及基本变形的耦合与固有频率产生显著的影响。
论文研究初应力杆的小变形问题。用初应力作为参数,提出初应力位形上小变形问题的位移变分原理;针对直杆的几何特点,提出了用数值参数描写直杆初应力,用所提出的变分原理建立了初应力杆的小变形位移分量的定解问题。所得的方程中包含了初应力的数值参数。分析表明,初应力的不同的数值参数可以对相关的刚度、压杆的临界力以及基本变形的耦合与固有频率产生显著的影响。
2003, 20(3): 129-133.
摘要:
讨论了船舶坐墩配墩设计中存在的非概率不确定性及其描述。提出了一个非概率不确定性条件下船舶坐墩支墩配置优化设计的数学模型。着重分析了船体梁载荷和支墩组合刚度不确定性对设计结果的影响。计算结果表明,考虑参数不确定性后,配墩方案发生了变化,支墩结构重量也有所增加。增加的支墩材料是用于提高结构物抵抗不确定性参数波动变化的能力。相对于船体梁载荷不确定性,支墩组合刚度不确定性对设计结果的影响较大。
讨论了船舶坐墩配墩设计中存在的非概率不确定性及其描述。提出了一个非概率不确定性条件下船舶坐墩支墩配置优化设计的数学模型。着重分析了船体梁载荷和支墩组合刚度不确定性对设计结果的影响。计算结果表明,考虑参数不确定性后,配墩方案发生了变化,支墩结构重量也有所增加。增加的支墩材料是用于提高结构物抵抗不确定性参数波动变化的能力。相对于船体梁载荷不确定性,支墩组合刚度不确定性对设计结果的影响较大。
2003, 20(3): 134-141.
摘要:
对T、L形柱轴压比限值进行了深入的研究,指出T、L形柱轴压比限值与截面尺寸有关;并针对T、L形柱当腹板受压时轴压比限值很低,在实际工程设计中很难实现这一现象,提出了提高轴压比限值的方法,考虑增加腹板端部配筋和箍筋约束混凝土作用的有利影响,对T、L形柱轴压比限值进行了电算分析。得出了以下主要结论:T、L形柱肢长、厚比越大,轴压比限值越低;增加腹板端部配筋对T、L形柱轴压比限值有所改善;考虑箍筋约束混凝土作用对轴压比限值有明显提高。最后给出了考虑肢长、厚比不同的T、L形柱轴压比限值。
对T、L形柱轴压比限值进行了深入的研究,指出T、L形柱轴压比限值与截面尺寸有关;并针对T、L形柱当腹板受压时轴压比限值很低,在实际工程设计中很难实现这一现象,提出了提高轴压比限值的方法,考虑增加腹板端部配筋和箍筋约束混凝土作用的有利影响,对T、L形柱轴压比限值进行了电算分析。得出了以下主要结论:T、L形柱肢长、厚比越大,轴压比限值越低;增加腹板端部配筋对T、L形柱轴压比限值有所改善;考虑箍筋约束混凝土作用对轴压比限值有明显提高。最后给出了考虑肢长、厚比不同的T、L形柱轴压比限值。
2003, 20(3): 142-149.
摘要:
通过建立随机激励下的车桥耦合系统的空间动力模型,研究了提速条件下上承式钢板梁的加固问题。根据实测的轮对加速度,由时间序列自回归模型生成随机激励作为系统的输入,对列车通过桥梁的全过程进行了计算机模拟,得到桥梁的动力响应,并对计算结果进行了统计分析。根据计算结果,设计了上承式钢板梁桥的加固方案,对实际桥梁进行了加固。在桥梁加固前后分别进行了现场测试,结果证明了本文分析方法的正确性和加固方案的合理性。
通过建立随机激励下的车桥耦合系统的空间动力模型,研究了提速条件下上承式钢板梁的加固问题。根据实测的轮对加速度,由时间序列自回归模型生成随机激励作为系统的输入,对列车通过桥梁的全过程进行了计算机模拟,得到桥梁的动力响应,并对计算结果进行了统计分析。根据计算结果,设计了上承式钢板梁桥的加固方案,对实际桥梁进行了加固。在桥梁加固前后分别进行了现场测试,结果证明了本文分析方法的正确性和加固方案的合理性。
2003, 20(3): 150-154.
摘要:
推导了任意荷载激励下三角形板单元局部动力效应的修正公式,建立了三角形板单元局部效应的计算模型,从而为复杂边界结构的动力精确计算提供了一简便可行的方法。通过对一悬臂板进行结构动力时程分析及其局部动力效应修正,并与四边形板单元的局部效应计算结果比较发现:局部动力效应影响与加速度成正比,悬臂板在忽略局部效应的情况下,所得动内力与理论值及精确解相差较大,因此结构设计中必须考虑局部动力效应的影响。
推导了任意荷载激励下三角形板单元局部动力效应的修正公式,建立了三角形板单元局部效应的计算模型,从而为复杂边界结构的动力精确计算提供了一简便可行的方法。通过对一悬臂板进行结构动力时程分析及其局部动力效应修正,并与四边形板单元的局部效应计算结果比较发现:局部动力效应影响与加速度成正比,悬臂板在忽略局部效应的情况下,所得动内力与理论值及精确解相差较大,因此结构设计中必须考虑局部动力效应的影响。
2003, 20(3): 155-160.
摘要:
复合材料结构作为防撞结构的能量吸收元件,已经逐步得到工程领域的广泛认同。复合材料结构的能量吸收能力是一种特殊要求的力学性能,它的研究目标和研究手段有其独特之处。综述了近年来复合材料管状结构能量吸收性能研究的最新进展,以及有待进一步研究的问题。
复合材料结构作为防撞结构的能量吸收元件,已经逐步得到工程领域的广泛认同。复合材料结构的能量吸收能力是一种特殊要求的力学性能,它的研究目标和研究手段有其独特之处。综述了近年来复合材料管状结构能量吸收性能研究的最新进展,以及有待进一步研究的问题。
2003, 20(3): 161-166.
摘要:
将预应力钢梁看作梁与索的组合结构,充分考虑了梁与索之间的相互作用。基于梁与索的现实构形,分别推导了梁与索的几何非线性有限元方程。该方法简单,直观。采用有限元方程进行理论计算所获得的数据,如钢梁的跨中和1/4跨的挠度,底板应变和钢索的张力增量等均与预应力钢梁模型的试验结果符合良好,这表明了所推导的方程的有效性和正确性。
将预应力钢梁看作梁与索的组合结构,充分考虑了梁与索之间的相互作用。基于梁与索的现实构形,分别推导了梁与索的几何非线性有限元方程。该方法简单,直观。采用有限元方程进行理论计算所获得的数据,如钢梁的跨中和1/4跨的挠度,底板应变和钢索的张力增量等均与预应力钢梁模型的试验结果符合良好,这表明了所推导的方程的有效性和正确性。
2003, 20(3): 167-170.
摘要:
采用爆炸动力学程序Object-MMIC数值模拟了FAE爆炸超压场的时空分布,分析了针对有生力量的冲击波毁伤半径及面积的变化规律。研究表明:云爆超压场可分为三个区,由爆炸中心向外分别为云雾爆轰直接作用区、爆轰产物和冲击波联合作用区及冲击波作用区;云爆冲击波的毁伤面积随固定云爆体积内总能量线性增加。
采用爆炸动力学程序Object-MMIC数值模拟了FAE爆炸超压场的时空分布,分析了针对有生力量的冲击波毁伤半径及面积的变化规律。研究表明:云爆超压场可分为三个区,由爆炸中心向外分别为云雾爆轰直接作用区、爆轰产物和冲击波联合作用区及冲击波作用区;云爆冲击波的毁伤面积随固定云爆体积内总能量线性增加。
