2017年 第34卷 第9期
2017, 34(9): 1-12.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.04.0291
摘要:
混凝土损伤本构模型的建立对表征混凝土力学行为与认识其本质至关重要。从确定性与随机性两个层面梳理了国内外混凝土损伤本构模型的研究历史和最新进展情况，针对不同模型的损伤定义方式、损伤演化规律、损伤物理机制等进行探讨，通过对比分析总结了混凝土材料的非线性、随机性和动力荷载下的率敏感性等特征，提出发展混凝土损伤本构模型的关键问题，为建立更完善的混凝土损伤本构模型提供参考。
混凝土损伤本构模型的建立对表征混凝土力学行为与认识其本质至关重要。从确定性与随机性两个层面梳理了国内外混凝土损伤本构模型的研究历史和最新进展情况，针对不同模型的损伤定义方式、损伤演化规律、损伤物理机制等进行探讨，通过对比分析总结了混凝土材料的非线性、随机性和动力荷载下的率敏感性等特征，提出发展混凝土损伤本构模型的关键问题，为建立更完善的混凝土损伤本构模型提供参考。
2017, 34(9): 13-17.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.04.0300
摘要:
基于从平面单元到凸多面体空间单元拓扑映射的约束条件，以特征角点坐标作为变量，建立双边凸多面体约束方程组，求特征角点径长的变异系数的极小值，实现多边形构型凸多面体的球形优化，从而建立了一种可实现多边形构型双边球形凸多面体系列化构建的解析计算方法。将旋转对称性双边球形凸多面体对应的大矢跨比球冠应用于天线罩，具有以下显著优势：球形网壳结构具有良好的力学性能；由于多边形网格具有平面性，因此透波窗口便于做成薄膜单层形式，这是有利于天线罩取得良好电磁性能的因素。
基于从平面单元到凸多面体空间单元拓扑映射的约束条件，以特征角点坐标作为变量，建立双边凸多面体约束方程组，求特征角点径长的变异系数的极小值，实现多边形构型凸多面体的球形优化，从而建立了一种可实现多边形构型双边球形凸多面体系列化构建的解析计算方法。将旋转对称性双边球形凸多面体对应的大矢跨比球冠应用于天线罩，具有以下显著优势：球形网壳结构具有良好的力学性能；由于多边形网格具有平面性，因此透波窗口便于做成薄膜单层形式，这是有利于天线罩取得良好电磁性能的因素。
2017, 34(9): 18-26.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.04.0309
摘要:
拓扑优化方法经过几十年的发展，已成功应用于机械工程、航空航天、电磁等领域的构型设计中。然而，由于制造工艺的限制，拓扑优化结果通常无法直接应用，需根据工艺要求进行修改，因此在拓扑优化模型中考虑制造约束成为重要的研究方向。其中，尺寸控制广泛存在于大部分制造工艺中，主要包括最小尺寸控制与最大尺寸控制。该文提出了一种基于映射的拓扑优化最大尺寸控制方法，构造了一种新的映射模型，对结构中不满足最大尺寸约束的中心单元密度进行惩罚，在不引入任何约束条件的情况下实现了对结构最大尺寸的控制。此外，该文将该方法中的惩罚转变为一个全局约束条件后与具有最小尺寸控制功能的拓扑优化鲁棒列式相结合，实现了对构件的最大最小尺寸协同控制。数值算例表明了该方法的有效性。
拓扑优化方法经过几十年的发展，已成功应用于机械工程、航空航天、电磁等领域的构型设计中。然而，由于制造工艺的限制，拓扑优化结果通常无法直接应用，需根据工艺要求进行修改，因此在拓扑优化模型中考虑制造约束成为重要的研究方向。其中，尺寸控制广泛存在于大部分制造工艺中，主要包括最小尺寸控制与最大尺寸控制。该文提出了一种基于映射的拓扑优化最大尺寸控制方法，构造了一种新的映射模型，对结构中不满足最大尺寸约束的中心单元密度进行惩罚，在不引入任何约束条件的情况下实现了对结构最大尺寸的控制。此外，该文将该方法中的惩罚转变为一个全局约束条件后与具有最小尺寸控制功能的拓扑优化鲁棒列式相结合，实现了对构件的最大最小尺寸协同控制。数值算例表明了该方法的有效性。
2017, 34(9): 27-33, 53.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.05.0363
摘要:
该文针对一维 C1有限元提出一种新型后处理超收敛算法，由该法可求得全域超收敛的位移和内力。该法在单个单元上逐单元实施，通过将单元端部结点位移有限元解设为本质边界条件，在单元域上建立单元位移恢复的局部边值问题。对该局部边值问题，以单元内任一点为结点将单元划分为两个子单元进行有限元求解，子单元次数与原单元相同，由此获得该点位移的超收敛解。对单元内所有点均作这样的超收敛求解，可获得整个单元上位移的超收敛解。该位移超收敛解光滑、连续，通过对该位移超收敛解求导可获得转角和内力的超收敛解。数值结果表明，对于m次元，该法得到的挠度和转角具备与结点位移相同的h2m-2阶的最佳收敛阶；弯矩和剪力则分别具备h2m-3、h2m-4阶的收敛阶，均比相应有限元解高出m-2阶。该法可靠、高效、易于实施，是一种颇具潜力的后处理超收敛算法。
该文针对一维 C1有限元提出一种新型后处理超收敛算法，由该法可求得全域超收敛的位移和内力。该法在单个单元上逐单元实施，通过将单元端部结点位移有限元解设为本质边界条件，在单元域上建立单元位移恢复的局部边值问题。对该局部边值问题，以单元内任一点为结点将单元划分为两个子单元进行有限元求解，子单元次数与原单元相同，由此获得该点位移的超收敛解。对单元内所有点均作这样的超收敛求解，可获得整个单元上位移的超收敛解。该位移超收敛解光滑、连续，通过对该位移超收敛解求导可获得转角和内力的超收敛解。数值结果表明，对于m次元，该法得到的挠度和转角具备与结点位移相同的h2m-2阶的最佳收敛阶；弯矩和剪力则分别具备h2m-3、h2m-4阶的收敛阶，均比相应有限元解高出m-2阶。该法可靠、高效、易于实施，是一种颇具潜力的后处理超收敛算法。
2017, 34(9): 34-42.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.04.0242
摘要:
为了提高准二维管道瞬变流模型的计算效率，对现有的基于特征线法的准二维模型的算法进行了改进，提出了直接利用一维显式方程计算管道的流量和压力，取代了原算法中需通过数值积分求解平均速度再进一步计算节点压力的方法。该文提出的一维显式方程采用FVS （Flux Vector Splitting）方法，并在水库-管道-阀门系统中，将该方法与两个现有的准二维模型的算法在准确性和计算效率方面进行了比较。结果表明：该文所提出的方法与另外两个算法得到的计算结果基本相同，但是所花费的计算时间更少。因此，该文所提出的方法是一种计算准确并且高效的准二维瞬变流计算方法，适用于管道系统瞬变流的数值模拟分析。
为了提高准二维管道瞬变流模型的计算效率，对现有的基于特征线法的准二维模型的算法进行了改进，提出了直接利用一维显式方程计算管道的流量和压力，取代了原算法中需通过数值积分求解平均速度再进一步计算节点压力的方法。该文提出的一维显式方程采用FVS （Flux Vector Splitting）方法，并在水库-管道-阀门系统中，将该方法与两个现有的准二维模型的算法在准确性和计算效率方面进行了比较。结果表明：该文所提出的方法与另外两个算法得到的计算结果基本相同，但是所花费的计算时间更少。因此，该文所提出的方法是一种计算准确并且高效的准二维瞬变流计算方法，适用于管道系统瞬变流的数值模拟分析。
2017, 34(9): 43-53.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.08.0665
摘要:
开展了核电厂屏蔽厂房双钢板混凝土组合剪力墙的结构形式的10个缩尺试件低周往复拟静力试验，研究了钢板厚度、栓钉间距、竖向荷载以及加劲肋设置等因素对双钢板混凝土组合剪力墙受弯承载力的影响。分析结果表明：钢板厚度、竖向荷载和加劲肋的设置都对剪力墙的受弯承载力有很大的影响，而栓钉间距对其影响不大。采用ABAQUS有限元软件对双钢板混凝土组合剪力墙试件进行了数值模拟，通过比较有限元计算结果和试验结果发现两者在受弯承载力上能够较好吻合，但有限元计算得出的曲线没有明显的下降段。结合试验和有限元数值模拟，提出了双钢板混凝土组合剪力墙受弯承载力的计算公式。研究为以后双钢板混凝土组合剪力墙的设计应用提供理论依据。
开展了核电厂屏蔽厂房双钢板混凝土组合剪力墙的结构形式的10个缩尺试件低周往复拟静力试验，研究了钢板厚度、栓钉间距、竖向荷载以及加劲肋设置等因素对双钢板混凝土组合剪力墙受弯承载力的影响。分析结果表明：钢板厚度、竖向荷载和加劲肋的设置都对剪力墙的受弯承载力有很大的影响，而栓钉间距对其影响不大。采用ABAQUS有限元软件对双钢板混凝土组合剪力墙试件进行了数值模拟，通过比较有限元计算结果和试验结果发现两者在受弯承载力上能够较好吻合，但有限元计算得出的曲线没有明显的下降段。结合试验和有限元数值模拟，提出了双钢板混凝土组合剪力墙受弯承载力的计算公式。研究为以后双钢板混凝土组合剪力墙的设计应用提供理论依据。
2017, 34(9): 54-63.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.02.0122
摘要:
混凝土材料宏观力学行为的非线性及尺寸效应根源于其内部组成的非均质性。考虑材料细观结构非均质性的影响，建立由骨料颗粒、砂浆基质和界面过渡区组成的混凝土细观尺度力学模型。对尺寸为150 mm、250 mm、350 mm和450 mm的混凝土立方体模型劈裂抗拉破坏行为进行细观数值模拟，探讨骨料粒径（最大粒径分别为：10 mm、20 mm、30 mm和40 mm）的影响机制，并与试验结果进行对比分析。结果表明：1） 混凝土材料的劈裂抗拉强度随着骨料粒径增大而略微降低，最大骨料粒径达到30 mm左右时，强度降低趋势变缓；2） 四种骨料粒径下混凝土立方体劈裂抗拉强度均存在尺寸效应现象，相比于大骨料试件，小骨料试件的破坏更具脆性，因而其尺寸效应更显著；3） 混凝土劈裂抗拉强度尺寸效应行为与 Ba?ant和Weibull提出的尺寸效应理论相吻合。
混凝土材料宏观力学行为的非线性及尺寸效应根源于其内部组成的非均质性。考虑材料细观结构非均质性的影响，建立由骨料颗粒、砂浆基质和界面过渡区组成的混凝土细观尺度力学模型。对尺寸为150 mm、250 mm、350 mm和450 mm的混凝土立方体模型劈裂抗拉破坏行为进行细观数值模拟，探讨骨料粒径（最大粒径分别为：10 mm、20 mm、30 mm和40 mm）的影响机制，并与试验结果进行对比分析。结果表明：1） 混凝土材料的劈裂抗拉强度随着骨料粒径增大而略微降低，最大骨料粒径达到30 mm左右时，强度降低趋势变缓；2） 四种骨料粒径下混凝土立方体劈裂抗拉强度均存在尺寸效应现象，相比于大骨料试件，小骨料试件的破坏更具脆性，因而其尺寸效应更显著；3） 混凝土劈裂抗拉强度尺寸效应行为与 Ba?ant和Weibull提出的尺寸效应理论相吻合。
2017, 34(9): 64-72, 82.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.04.0329
摘要:
提出了一种非线性能量阱（NES）与调谐质量阻尼器（TMD）混合控制结构振动的方案，结合复变量平均法推得了慢变系统方程，并利用多尺度分析得到了理论能量预测方程。能量方程表明混合系统中主结构与非线性能量阱的能量呈三次方关系，而与调谐质量阻尼器的能量为线性关系。数值仿真表明混合系统中非线性能量阱可较快出现靶能量传递现象，而且整个系统具有较高的耗能效率；数值计算的能量分布曲线围绕理论能量预测曲线变动，证实了理论分析的正确性；混合系统具有良好的鲁棒性，不仅拓宽了频带，而且降低了对初始能量的敏感性。
提出了一种非线性能量阱（NES）与调谐质量阻尼器（TMD）混合控制结构振动的方案，结合复变量平均法推得了慢变系统方程，并利用多尺度分析得到了理论能量预测方程。能量方程表明混合系统中主结构与非线性能量阱的能量呈三次方关系，而与调谐质量阻尼器的能量为线性关系。数值仿真表明混合系统中非线性能量阱可较快出现靶能量传递现象，而且整个系统具有较高的耗能效率；数值计算的能量分布曲线围绕理论能量预测曲线变动，证实了理论分析的正确性；混合系统具有良好的鲁棒性，不仅拓宽了频带，而且降低了对初始能量的敏感性。
2017, 34(9): 73-82.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.03.0224
摘要:
为研究酸性大气环境下锈蚀对钢材力学性能和平面钢框架结构抗震性能的影响，利用人工气候加速腐蚀试验技术对21组钢材材性试件和4榀平面钢框架结构进行加速腐蚀，并分别对其进行拉伸试验和拟静力试验。拟合拉伸试验数据，得到钢材力学性能（屈服强度、极限强度、伸长率和弹性模量）与失重率之间的线性回归关系；通过拟静力试验，分析了不同锈蚀程度对平面钢框架结构抗震性能（荷载-位移曲线、骨架曲线、强度和刚度退化、耗能能力等）的影响，得到不同锈蚀程度下平面钢框架结构抗震性能的衰退规律。结果表明，锈蚀对平面钢框架结构的抗震性能有着显著的影响，随着锈蚀程度的加剧，平面钢框架结构的极限承载力和耗能能力明显降低，强度和刚度退化严重，而且脆性破坏显著。
为研究酸性大气环境下锈蚀对钢材力学性能和平面钢框架结构抗震性能的影响，利用人工气候加速腐蚀试验技术对21组钢材材性试件和4榀平面钢框架结构进行加速腐蚀，并分别对其进行拉伸试验和拟静力试验。拟合拉伸试验数据，得到钢材力学性能（屈服强度、极限强度、伸长率和弹性模量）与失重率之间的线性回归关系；通过拟静力试验，分析了不同锈蚀程度对平面钢框架结构抗震性能（荷载-位移曲线、骨架曲线、强度和刚度退化、耗能能力等）的影响，得到不同锈蚀程度下平面钢框架结构抗震性能的衰退规律。结果表明，锈蚀对平面钢框架结构的抗震性能有着显著的影响，随着锈蚀程度的加剧，平面钢框架结构的极限承载力和耗能能力明显降低，强度和刚度退化严重，而且脆性破坏显著。
2017, 34(9): 83-91.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.04.0260
摘要:
沈阳地铁某车站采用STS（Steel Tube Slab）管幕结构作为初期支护，在施工阶段需承受上覆土压力和路面荷载，其横向承载力对整个工程的安全尤为重要。该文基于6榀STS管幕简支梁的对称集中荷载抗弯试验，研究了STS管幕构件的破坏过程、裂缝开展模式及破坏机理，并对比分析了混凝土强度、钢管间距以及管间横向连接方式对承载力的影响规律。基于ABAQUS建立数值计算模型，进一步研究了钢管壁厚、翼缘板厚度等参数对STS管幕构件承载力的影响规律，并根据计算结果提供了翼缘板厚度与钢管壁厚之比的合理取值范围。研究成果将为STS管幕构件的设计提供参考依据。
沈阳地铁某车站采用STS（Steel Tube Slab）管幕结构作为初期支护，在施工阶段需承受上覆土压力和路面荷载，其横向承载力对整个工程的安全尤为重要。该文基于6榀STS管幕简支梁的对称集中荷载抗弯试验，研究了STS管幕构件的破坏过程、裂缝开展模式及破坏机理，并对比分析了混凝土强度、钢管间距以及管间横向连接方式对承载力的影响规律。基于ABAQUS建立数值计算模型，进一步研究了钢管壁厚、翼缘板厚度等参数对STS管幕构件承载力的影响规律，并根据计算结果提供了翼缘板厚度与钢管壁厚之比的合理取值范围。研究成果将为STS管幕构件的设计提供参考依据。
2017, 34(9): 92-101.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.04.0262
摘要:
该文使用数字图像相关方法实时观测三点弯试验中切口混凝土梁全场变形，分析混凝土梁断裂破坏过程中水平位移和应变的变化规律，基于切口处水平位移和应变变化规律确定起裂荷载，并研究冻融循环次数和纤维掺量对混凝土起裂韧度、失稳韧度、临界开口位移的影响，结果表明：对于C30混凝土而言，起裂韧度和失稳韧度随冻融次数的增加而减小，降幅约为0.6 MPa·m1/2~0.80 MPa·m1/2，两种韧度随玄武岩纤维掺量增加有小幅增加，最大增幅分别约为0.1 MPa·m1/2和0.2 MPa·m1/2，说明玄武岩纤维能提高C30混凝土的抗冻性，但提高程度是一定的，玄武岩纤维不能完全抑制冻融对混凝土的损伤；纤维掺量对失稳韧度的提高幅度要比起裂韧度大；起裂韧度增益比和失稳韧度增益比都随纤维掺量增加先增大后减小，两种韧度增益比均在纤维掺量为2.0 kg/m3时最大，因此，在混凝土强度等级为C30时，2.0 kg/m3可作为最佳纤维掺量；临界开口位移随冻融次数增加而增大，随纤维掺量变化效果不明显，与纤维增强作用相比冻融损伤是影响断裂过程变形性能的主要因素；最后在试验结果的基础上，建立了起裂韧度和失稳韧度随纤维掺量和冻融次数的拟合模型。
该文使用数字图像相关方法实时观测三点弯试验中切口混凝土梁全场变形，分析混凝土梁断裂破坏过程中水平位移和应变的变化规律，基于切口处水平位移和应变变化规律确定起裂荷载，并研究冻融循环次数和纤维掺量对混凝土起裂韧度、失稳韧度、临界开口位移的影响，结果表明：对于C30混凝土而言，起裂韧度和失稳韧度随冻融次数的增加而减小，降幅约为0.6 MPa·m1/2~0.80 MPa·m1/2，两种韧度随玄武岩纤维掺量增加有小幅增加，最大增幅分别约为0.1 MPa·m1/2和0.2 MPa·m1/2，说明玄武岩纤维能提高C30混凝土的抗冻性，但提高程度是一定的，玄武岩纤维不能完全抑制冻融对混凝土的损伤；纤维掺量对失稳韧度的提高幅度要比起裂韧度大；起裂韧度增益比和失稳韧度增益比都随纤维掺量增加先增大后减小，两种韧度增益比均在纤维掺量为2.0 kg/m3时最大，因此，在混凝土强度等级为C30时，2.0 kg/m3可作为最佳纤维掺量；临界开口位移随冻融次数增加而增大，随纤维掺量变化效果不明显，与纤维增强作用相比冻融损伤是影响断裂过程变形性能的主要因素；最后在试验结果的基础上，建立了起裂韧度和失稳韧度随纤维掺量和冻融次数的拟合模型。
2017, 34(9): 102-109.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.04.0287
摘要:
该文基于层理性岩石的水化作用和连续损伤特性，建立力学-化学-损伤耦合的有限元（FEM）求解方法，开展含钻井孔岩石的井壁应力和围岩损伤演化分析。该文发展横观各向同性Biot本构关系，采用Weibull分布函数表征岩石的非均质性；考虑水化作用引起的损伤，结合当前应力状态的应力损伤得到损伤张量，对弹性模量和渗透率进行损伤分析，实现层理性岩石在水化和荷载作用下的连续损伤演化，形成一套渗流-应力-化学-损伤（HMCD）耦合分析方法。该文给出数值算例，将含损伤横观各向同性模型用于研究层理性岩石的水化特性，表明岩石的非均匀性和水化作用对井壁应力解答具有重要影响，该有限元求解方法可对岩石水化、损伤进行可靠、有效的数值分析。
该文基于层理性岩石的水化作用和连续损伤特性，建立力学-化学-损伤耦合的有限元（FEM）求解方法，开展含钻井孔岩石的井壁应力和围岩损伤演化分析。该文发展横观各向同性Biot本构关系，采用Weibull分布函数表征岩石的非均质性；考虑水化作用引起的损伤，结合当前应力状态的应力损伤得到损伤张量，对弹性模量和渗透率进行损伤分析，实现层理性岩石在水化和荷载作用下的连续损伤演化，形成一套渗流-应力-化学-损伤（HMCD）耦合分析方法。该文给出数值算例，将含损伤横观各向同性模型用于研究层理性岩石的水化特性，表明岩石的非均匀性和水化作用对井壁应力解答具有重要影响，该有限元求解方法可对岩石水化、损伤进行可靠、有效的数值分析。
2017, 34(9): 110-118, 157.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.04.0289
摘要:
为研究双相型S22053不锈钢角焊缝连接的承载性能，对不锈钢母材和焊缝金属圆棒试样进行材性试验，分别获得了母材和焊缝金属材料的本构关系；对不锈钢正面和侧面角焊缝连接试件进行拉伸试验，测得试件极限承载力和焊缝变形发展情况；利用ANSYS有限元软件对不锈钢角焊缝连接试件单向拉伸试验进行了非线性有限元模拟，并将试验结果与模拟结果进行了对比。对比结果表明，考虑不锈钢母材和焊缝金属本构关系差异并使用材料真实应力-应变曲线的有限元模型能有效模拟角焊缝连接承载性能拉伸试验。最后，利用经试验验证的有限元模型对角焊缝承载力影响因素进行了参数分析，并将有限元模拟值与按照美国规范SEI/ASCE 8-02、欧洲规范EN 1993-1-4，以及中国不锈钢结构技术规程CECS 410：2015计算求得的规范设计值进行了对比，得出了承载力模拟值与各国规范设计值的比值，可为不锈钢设计规范的完善和工程应用提供参考。
为研究双相型S22053不锈钢角焊缝连接的承载性能，对不锈钢母材和焊缝金属圆棒试样进行材性试验，分别获得了母材和焊缝金属材料的本构关系；对不锈钢正面和侧面角焊缝连接试件进行拉伸试验，测得试件极限承载力和焊缝变形发展情况；利用ANSYS有限元软件对不锈钢角焊缝连接试件单向拉伸试验进行了非线性有限元模拟，并将试验结果与模拟结果进行了对比。对比结果表明，考虑不锈钢母材和焊缝金属本构关系差异并使用材料真实应力-应变曲线的有限元模型能有效模拟角焊缝连接承载性能拉伸试验。最后，利用经试验验证的有限元模型对角焊缝承载力影响因素进行了参数分析，并将有限元模拟值与按照美国规范SEI/ASCE 8-02、欧洲规范EN 1993-1-4，以及中国不锈钢结构技术规程CECS 410：2015计算求得的规范设计值进行了对比，得出了承载力模拟值与各国规范设计值的比值，可为不锈钢设计规范的完善和工程应用提供参考。
2017, 34(9): 119-124.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.04.0292
摘要:
考虑风向的极值风速估计是准确估算建筑结构风荷载的基础，但迄今为止人们针对这一问题的研究还不够深入，尤其是各风向极值风速的相关性问题研究较少。该文首先对Cook提出的独立风暴法进行了改进，提高了风气候数据利用率，同时也使得研究各风向极值风速间的相关性成为可能；然后，通过分析不同风向极值风速之间的尾部相关性表明了良态风气候下不同风向的极值风速的渐进独立性，并开发了一种新的考虑风向的极值风速估计方法；最后，通过南京地区各风向极值风速计算进一步讨论了该文方法的进步之处。
考虑风向的极值风速估计是准确估算建筑结构风荷载的基础，但迄今为止人们针对这一问题的研究还不够深入，尤其是各风向极值风速的相关性问题研究较少。该文首先对Cook提出的独立风暴法进行了改进，提高了风气候数据利用率，同时也使得研究各风向极值风速间的相关性成为可能；然后，通过分析不同风向极值风速之间的尾部相关性表明了良态风气候下不同风向的极值风速的渐进独立性，并开发了一种新的考虑风向的极值风速估计方法；最后，通过南京地区各风向极值风速计算进一步讨论了该文方法的进步之处。
2017, 34(9): 125-138.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.04.0306
摘要:
通过引入主震与余震间的震级、震源参数以及峰值速度的物理关系，将已有的单震物理随机模型推广到序列型地震动，并利用实测主余震记录拟合获得了模型中各参数的概率分布，进一步结合窄带谐波叠加法实现了序列型地震动的工程模拟。从典型样本时程和反应谱两个层面上与实测地震动记录进行了对比，结果表明模拟地震动具有与实测记录相同的频谱特性，能够反映实际地震动的时域、频域非平稳性，建议模型所给出的反应谱均值和标准差与实测记录的统计结果基本一致，可用于序列型地震作用下工程结构的抗震性能分析。
通过引入主震与余震间的震级、震源参数以及峰值速度的物理关系，将已有的单震物理随机模型推广到序列型地震动，并利用实测主余震记录拟合获得了模型中各参数的概率分布，进一步结合窄带谐波叠加法实现了序列型地震动的工程模拟。从典型样本时程和反应谱两个层面上与实测地震动记录进行了对比，结果表明模拟地震动具有与实测记录相同的频谱特性，能够反映实际地震动的时域、频域非平稳性，建议模型所给出的反应谱均值和标准差与实测记录的统计结果基本一致，可用于序列型地震作用下工程结构的抗震性能分析。
2017, 34(9): 139-149.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.04.0334
摘要:
该文将统一强度理论与岩石材料动力强度依赖应变率效应的物理模型相结合，建立了岩石材料在侵彻等动力荷载作用下的率型动态统一强度准则。基于修正的土盘浮动锁应变模型，考虑应变率效应、中间主应力效应、强度准则差异和弹头滑动摩擦的影响，推导了土盘整体平均锁应力和整体平均锁应变的表达式。采用MATLAB数值计算软件和四阶Runge-Kutta算法编制计算程序，求解了中低速（V ≤ 900 m/s）长杆弹侵彻条件下弹体的侵彻深度，研究了侵彻过程中弹体的运动规律及靶体的动态响应，分析了各参数对弹体侵深的影响特性。研究表明：该文计算方法可以较好地描述整个侵彻过程中弹、靶的动态响应，还可以得到一系列基于不同强度准则的侵彻深度的解析解，有效地预测弹体侵深的上限值和下限值；中间主应力效应、强度准则差异和弹头滑动摩擦对岩石靶的抗侵彻性能具有重要影响。
该文将统一强度理论与岩石材料动力强度依赖应变率效应的物理模型相结合，建立了岩石材料在侵彻等动力荷载作用下的率型动态统一强度准则。基于修正的土盘浮动锁应变模型，考虑应变率效应、中间主应力效应、强度准则差异和弹头滑动摩擦的影响，推导了土盘整体平均锁应力和整体平均锁应变的表达式。采用MATLAB数值计算软件和四阶Runge-Kutta算法编制计算程序，求解了中低速（V ≤ 900 m/s）长杆弹侵彻条件下弹体的侵彻深度，研究了侵彻过程中弹体的运动规律及靶体的动态响应，分析了各参数对弹体侵深的影响特性。研究表明：该文计算方法可以较好地描述整个侵彻过程中弹、靶的动态响应，还可以得到一系列基于不同强度准则的侵彻深度的解析解，有效地预测弹体侵深的上限值和下限值；中间主应力效应、强度准则差异和弹头滑动摩擦对岩石靶的抗侵彻性能具有重要影响。
2017, 34(9): 150-157.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.05.0336
摘要:
进行了主管内壁设置栓钉的钢管混凝土K形相贯节点（内栓钉节点）受力行为试验，同时进行了无内栓钉节点的对比试验。试验时在主管上施加压力，在两根支管上分别施加等量同步的压力和拉力。试验结果表明，该文节点的破坏为受压支管屈曲，荷载-受压支管变形曲线（N-S 曲线）可分为弹性段和弹塑性段。无论有无内栓钉，主管焊接区域的应变都大于其他区域，它与荷载的关系曲线可分为弹性段和弹塑性段，而其余区域钢管均处于弹性状态。内栓钉不会改变主管钢管应变的分布规律，但是内栓钉的设置会减小主管钢管应变，表明内栓钉能将外力从钢管传递到管内混凝土，并且对应变集中的部位效果更显著。在主管轴向，应变主要集中在距离节点中心截面两侧各约2.7倍支管直径范围内；在主管环向，应变主要集中在圆心角-60°~60°区间。建议将此轴向与环向范围的应变集中区作为内栓钉的主要布设区域，区域外可以少布设或不布设。
进行了主管内壁设置栓钉的钢管混凝土K形相贯节点（内栓钉节点）受力行为试验，同时进行了无内栓钉节点的对比试验。试验时在主管上施加压力，在两根支管上分别施加等量同步的压力和拉力。试验结果表明，该文节点的破坏为受压支管屈曲，荷载-受压支管变形曲线（N-S 曲线）可分为弹性段和弹塑性段。无论有无内栓钉，主管焊接区域的应变都大于其他区域，它与荷载的关系曲线可分为弹性段和弹塑性段，而其余区域钢管均处于弹性状态。内栓钉不会改变主管钢管应变的分布规律，但是内栓钉的设置会减小主管钢管应变，表明内栓钉能将外力从钢管传递到管内混凝土，并且对应变集中的部位效果更显著。在主管轴向，应变主要集中在距离节点中心截面两侧各约2.7倍支管直径范围内；在主管环向，应变主要集中在圆心角-60°~60°区间。建议将此轴向与环向范围的应变集中区作为内栓钉的主要布设区域，区域外可以少布设或不布设。
2017, 34(9): 158-166.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.05.0348
摘要:
以混凝土经历的最高温度和CFRP布层数为参数进行了CFRP约束高温后混凝土力学性能试验研究。通过实测应力-应变曲线，研究温度和CFRP布层数对CFRP约束高温后混凝土抗压强度、极限应变和初始刚度等力学性能指标的影响规律。试验结果表明，CFRP约束显著影响了高温后混凝土受压破坏形态，并大幅度提高了高温后混凝土强度，说明CFRP约束可作为火灾后混凝土结构的一种有效的抢修与加固措施。同时，综合分析温度软化效应和CFRP约束强化效应对混凝土抗压强度的影响，CFRP约束强化效应处于主导地位。此外，在现有模型的基础上，提出了评估CFRP约束高温后混凝土力学性能的简化模型，经试验结果验证，该简化模型具有良好的精确性与实用性。
以混凝土经历的最高温度和CFRP布层数为参数进行了CFRP约束高温后混凝土力学性能试验研究。通过实测应力-应变曲线，研究温度和CFRP布层数对CFRP约束高温后混凝土抗压强度、极限应变和初始刚度等力学性能指标的影响规律。试验结果表明，CFRP约束显著影响了高温后混凝土受压破坏形态，并大幅度提高了高温后混凝土强度，说明CFRP约束可作为火灾后混凝土结构的一种有效的抢修与加固措施。同时，综合分析温度软化效应和CFRP约束强化效应对混凝土抗压强度的影响，CFRP约束强化效应处于主导地位。此外，在现有模型的基础上，提出了评估CFRP约束高温后混凝土力学性能的简化模型，经试验结果验证，该简化模型具有良好的精确性与实用性。
2017, 34(9): 167-174, 192.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.05.0361
摘要:
超高性能混凝土（UHPC）在组合结构和钢结构加固领域具有很大的应用潜力，其中UHPC-钢板界面的力学行为对整体结构组合性能的发挥起到关键作用。该文通过一系列受拉试验和推出试验，对五种常见的非蒸养UHPC-钢板界面形式进行了研究，包括光滑钢板界面、花纹钢板界面、撒入骨料的环氧胶粘剂界面、焊接弯起钢筋界面和栓钉连接界面。试验结果表明UHPC直接粘结强度较低且并不可靠；花纹钢板界面和环氧胶粘剂界面的粘结强度较高，但在受拉或无约束受剪时发生脆性破坏；焊接弯起钢筋界面和栓钉连接界面具有明显的规律性和延性，然而施加约束带来的承载力提升并不明显。该文重点研究了栓钉连接界面的力学性质，发现经典理论和现有规范严重低估了UHPC锥形破坏的承载力，提出更符合实际情况的变角度破坏面假设；此外，该文通过试验结果标定和验证了UHPC中栓钉连接件荷载-滑移关系的指数函数模型。
超高性能混凝土（UHPC）在组合结构和钢结构加固领域具有很大的应用潜力，其中UHPC-钢板界面的力学行为对整体结构组合性能的发挥起到关键作用。该文通过一系列受拉试验和推出试验，对五种常见的非蒸养UHPC-钢板界面形式进行了研究，包括光滑钢板界面、花纹钢板界面、撒入骨料的环氧胶粘剂界面、焊接弯起钢筋界面和栓钉连接界面。试验结果表明UHPC直接粘结强度较低且并不可靠；花纹钢板界面和环氧胶粘剂界面的粘结强度较高，但在受拉或无约束受剪时发生脆性破坏；焊接弯起钢筋界面和栓钉连接界面具有明显的规律性和延性，然而施加约束带来的承载力提升并不明显。该文重点研究了栓钉连接界面的力学性质，发现经典理论和现有规范严重低估了UHPC锥形破坏的承载力，提出更符合实际情况的变角度破坏面假设；此外，该文通过试验结果标定和验证了UHPC中栓钉连接件荷载-滑移关系的指数函数模型。
2017, 34(9): 175-183.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.05.0375
摘要:
为研究输电钢管塔典型塔脚节点受力性能，建立了直线塔TZ2多尺度有限元模型，分析塔脚节点在设计荷载下的应力分布状态，以及极限荷载下的塑性发展过程。依据塑性扩展等效原则，设计了三组足尺简化塔脚节点试件，进行塔脚节点静力加载试验，研究其在轴力和弯矩共同作用下塔脚节点应力分布、塑性发展、破坏模式及极限承载力。同时，考察简化塔脚节点模型和多尺度模型中对应的试验测点应力值，并与试验结果对比。通过试验研究并结合数值计算可得：塔脚节点最终破坏模式表现为环板上部主管管壁鼓曲破坏。当塔脚节点次应力比值（弯曲应力与轴应力比值）小于30%时，设计时可以忽略次应力的影响。
为研究输电钢管塔典型塔脚节点受力性能，建立了直线塔TZ2多尺度有限元模型，分析塔脚节点在设计荷载下的应力分布状态，以及极限荷载下的塑性发展过程。依据塑性扩展等效原则，设计了三组足尺简化塔脚节点试件，进行塔脚节点静力加载试验，研究其在轴力和弯矩共同作用下塔脚节点应力分布、塑性发展、破坏模式及极限承载力。同时，考察简化塔脚节点模型和多尺度模型中对应的试验测点应力值，并与试验结果对比。通过试验研究并结合数值计算可得：塔脚节点最终破坏模式表现为环板上部主管管壁鼓曲破坏。当塔脚节点次应力比值（弯曲应力与轴应力比值）小于30%时，设计时可以忽略次应力的影响。
2017, 34(9): 184-192.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.05.0349
摘要:
该文应用修正光滑粒子方法（CSPM）和黎曼解对光滑粒子流体动力学（SPH）方法进行了修正，将修正后的SPH数值方法应用到波浪与开孔沉箱结构相互作用的研究中，采用结构完全瞬态动力分析方法对有顶板开孔沉箱的动应力响应问题进行了时域研究，研究了有顶板开孔沉箱开孔板动应力的分布情况，讨论了动应力峰值与顶板高差影响因素间的关系，得出了等效应力沿着开孔板中心位置向两侧非线性变化的结论，为开孔沉箱结构设计提供了一定的参考。
该文应用修正光滑粒子方法（CSPM）和黎曼解对光滑粒子流体动力学（SPH）方法进行了修正，将修正后的SPH数值方法应用到波浪与开孔沉箱结构相互作用的研究中，采用结构完全瞬态动力分析方法对有顶板开孔沉箱的动应力响应问题进行了时域研究，研究了有顶板开孔沉箱开孔板动应力的分布情况，讨论了动应力峰值与顶板高差影响因素间的关系，得出了等效应力沿着开孔板中心位置向两侧非线性变化的结论，为开孔沉箱结构设计提供了一定的参考。
2017, 34(9): 193-201.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.04.0256
摘要:
为提高钢筋混凝土柱在高轴压比下的抗震性能，采用聚乙烯醇（PVA）纤维增强混凝土代替普通混凝土是可选择的措施之一。设计6个剪跨比为4的钢筋混凝土柱试件，其中4个试件采用PVA纤维增强混凝土，另外2个对比试件采用普通混凝土，进行拟静力试验以研究高轴压比下的抗震性能。通过改变轴压比和纤维掺量，在水平循环往复荷载作用下，观测试件裂缝开展及破坏过程，研究滞回性能、骨架曲线、延性性能及耗能能力。试验结果表明：高轴压比下，PVA纤维增强钢筋混凝土柱破坏时，裂缝开展缓慢，纤维的桥接作用有效地抑制了裂缝的开展；纤维增强混凝土柱主要表现为延性破坏模式，极限位移角约为普通混凝土柱的1.47倍~1.53倍，表明其具有良好的塑性变形能力和损伤容限；PVA纤维增强钢筋混凝土柱的耗能比约为普通混凝土柱的1.82倍~1.95倍，表明其耗能能力显著提高，抗震性能优越。
为提高钢筋混凝土柱在高轴压比下的抗震性能，采用聚乙烯醇（PVA）纤维增强混凝土代替普通混凝土是可选择的措施之一。设计6个剪跨比为4的钢筋混凝土柱试件，其中4个试件采用PVA纤维增强混凝土，另外2个对比试件采用普通混凝土，进行拟静力试验以研究高轴压比下的抗震性能。通过改变轴压比和纤维掺量，在水平循环往复荷载作用下，观测试件裂缝开展及破坏过程，研究滞回性能、骨架曲线、延性性能及耗能能力。试验结果表明：高轴压比下，PVA纤维增强钢筋混凝土柱破坏时，裂缝开展缓慢，纤维的桥接作用有效地抑制了裂缝的开展；纤维增强混凝土柱主要表现为延性破坏模式，极限位移角约为普通混凝土柱的1.47倍~1.53倍，表明其具有良好的塑性变形能力和损伤容限；PVA纤维增强钢筋混凝土柱的耗能比约为普通混凝土柱的1.82倍~1.95倍，表明其耗能能力显著提高，抗震性能优越。
2017, 34(9): 202-210.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.04.0247
摘要:
为了研究圆钢管加工方法诱导的纵向残余应力分布规律，该文采用盲孔法对截面规格为 φ325×8的5组15个不同强度、不同加工方法的圆钢管试件进行了测量。基于测量数据，得到了试件截面残余应力分布和拉、压残余应力的数值大小，研究了埋弧焊、高频焊和热轧三种不同加工方法对残余应力分布的影响。试验结果表明，埋弧焊对圆钢管截面纵向残余应力的影响强于高频焊，高强度焊接圆钢管的残余应力分布比较均匀，且焊缝区最大残余拉应力分布在焊缝两侧各40 mm区域内；普通强度钢管截面的最大纵向残余压应力为0.35σy，而Q690高强钢焊接圆钢管截面的最大纵向残余压应力为0.21σy，同中点截面的纵向残余应力峰值相比，起焊点和落焊点截面处的纵向残余应力峰值偏小。不同于焊接圆钢管，热轧无缝圆钢管同一截面内外表面的最大纵向残余应力数值大小相同，符号相反，其最大值为0.15σy。
为了研究圆钢管加工方法诱导的纵向残余应力分布规律，该文采用盲孔法对截面规格为 φ325×8的5组15个不同强度、不同加工方法的圆钢管试件进行了测量。基于测量数据，得到了试件截面残余应力分布和拉、压残余应力的数值大小，研究了埋弧焊、高频焊和热轧三种不同加工方法对残余应力分布的影响。试验结果表明，埋弧焊对圆钢管截面纵向残余应力的影响强于高频焊，高强度焊接圆钢管的残余应力分布比较均匀，且焊缝区最大残余拉应力分布在焊缝两侧各40 mm区域内；普通强度钢管截面的最大纵向残余压应力为0.35σy，而Q690高强钢焊接圆钢管截面的最大纵向残余压应力为0.21σy，同中点截面的纵向残余应力峰值相比，起焊点和落焊点截面处的纵向残余应力峰值偏小。不同于焊接圆钢管，热轧无缝圆钢管同一截面内外表面的最大纵向残余应力数值大小相同，符号相反，其最大值为0.15σy。
2017, 34(9): 211-219.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.05.0373
摘要:
尺寸效应对轻骨料混凝土深受弯构件受剪能力影响显著，现有规范和典型抗剪模型均未准确考虑。结合拉压杆模型和裂缝带处能量损失平衡理论，建立了深受弯构件受剪计算模型；在已有大量普通混凝土构件试验研究基础上，量化深受弯构件斜压杆中混凝土项和钢筋项的作用，简化模型，并通过与多国规范建议模型对比分析，验证模型的准确性；进而，考虑轻骨料混凝土与普通混凝土的受剪破损差异，修正模型，结合已完成8根轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能试验研究，得到适用于轻骨料混凝土深受弯构件且考虑尺寸效应影响的计算模型。研究表明：基于能量损失平衡建立的深受弯构件的拉压杆模型计算结果较各国规范和Tan-Cheng模型更接近试验值，能够准确预测轻骨料混凝土深受弯构件受剪能力，并合理考虑尺寸效应，具有明确的力学概念。
尺寸效应对轻骨料混凝土深受弯构件受剪能力影响显著，现有规范和典型抗剪模型均未准确考虑。结合拉压杆模型和裂缝带处能量损失平衡理论，建立了深受弯构件受剪计算模型；在已有大量普通混凝土构件试验研究基础上，量化深受弯构件斜压杆中混凝土项和钢筋项的作用，简化模型，并通过与多国规范建议模型对比分析，验证模型的准确性；进而，考虑轻骨料混凝土与普通混凝土的受剪破损差异，修正模型，结合已完成8根轻骨料混凝土深受弯构件受剪性能试验研究，得到适用于轻骨料混凝土深受弯构件且考虑尺寸效应影响的计算模型。研究表明：基于能量损失平衡建立的深受弯构件的拉压杆模型计算结果较各国规范和Tan-Cheng模型更接近试验值，能够准确预测轻骨料混凝土深受弯构件受剪能力，并合理考虑尺寸效应，具有明确的力学概念。
2017, 34(9): 220-229.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.07.0534
摘要:
为计算非线性温度分布下桥梁的支座位移，基于单位荷载法基本原理，建立了连续梁支座位移的计算方法和截面有效温度的计算公式。在此基础上，提出了有效温度的5种简化计算方法。为检验计算方法的精度和合理性，以西安沣河大桥这座单箱三室7跨变截面的连续箱梁桥为研究对象，现场实测了箱梁截面的温度和支座位移。实验研究和数值计算结果表明，截面的有效温度与截面的温度分布和截面的形状有关，对于变截面箱梁而言，即使具有相同的温度分布，不同截面的有效温度也是不同的。考虑混凝土的热传导效应，假定混凝土板内温度变化为指数衰减模式计算截面有效温度的加权平均值，所得支座位移误差较小，且偏安全。随后，有限元方法的计算结果进一步表明这种算法的合理性。
为计算非线性温度分布下桥梁的支座位移，基于单位荷载法基本原理，建立了连续梁支座位移的计算方法和截面有效温度的计算公式。在此基础上，提出了有效温度的5种简化计算方法。为检验计算方法的精度和合理性，以西安沣河大桥这座单箱三室7跨变截面的连续箱梁桥为研究对象，现场实测了箱梁截面的温度和支座位移。实验研究和数值计算结果表明，截面的有效温度与截面的温度分布和截面的形状有关，对于变截面箱梁而言，即使具有相同的温度分布，不同截面的有效温度也是不同的。考虑混凝土的热传导效应，假定混凝土板内温度变化为指数衰减模式计算截面有效温度的加权平均值，所得支座位移误差较小，且偏安全。随后，有限元方法的计算结果进一步表明这种算法的合理性。
2017, 34(9): 230-238.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.09.0727
摘要:
针对目前我国桥涵设计规范未给出波形钢腹板箱梁日照温度梯度，和其温度梯度研究工作的不足。以港珠澳大桥连接线工程某特大跨波形钢腹板连续箱梁桥为研究对象，对其波形钢腹板箱室断面，进行了3 d的日照温度场观测。研究了其日照温度场分布规律，继而提出波形钢腹板箱梁竖向和横向温度梯度数学计算模型，并对温差参数的取值进行了探讨。结合现场实测数据和有限元软件，对比不同温度梯度模式的温差计算值，分析了其温差效应。研究结果表明：实测波形钢腹板箱梁温度场分布与传统箱梁相差较大；温度梯度模式为指数函数和线性函数组成的分段函数；该模式计算得到的竖向及横向温差值与实测结果十分吻合，其他模式与实测结果相差较大；由于温差效应影响，顶板中轴线下缘产生了较大的横向拉应力，设计中应给予关注。该模式可为不同气候条件地区同类桥梁温度荷载计算提供重要参考。
针对目前我国桥涵设计规范未给出波形钢腹板箱梁日照温度梯度，和其温度梯度研究工作的不足。以港珠澳大桥连接线工程某特大跨波形钢腹板连续箱梁桥为研究对象，对其波形钢腹板箱室断面，进行了3 d的日照温度场观测。研究了其日照温度场分布规律，继而提出波形钢腹板箱梁竖向和横向温度梯度数学计算模型，并对温差参数的取值进行了探讨。结合现场实测数据和有限元软件，对比不同温度梯度模式的温差计算值，分析了其温差效应。研究结果表明：实测波形钢腹板箱梁温度场分布与传统箱梁相差较大；温度梯度模式为指数函数和线性函数组成的分段函数；该模式计算得到的竖向及横向温差值与实测结果十分吻合，其他模式与实测结果相差较大；由于温差效应影响，顶板中轴线下缘产生了较大的横向拉应力，设计中应给予关注。该模式可为不同气候条件地区同类桥梁温度荷载计算提供重要参考。
2017, 34(9): 239-247.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.05.0372
摘要:
基于三维流-固耦合有限元动力学仿真分析模型和直接耦合算法，分析了一种锥形节流阀在入口流速脉冲激励下由关闭状态开启而后重新关闭全过程的流量特性、压差特性及阀门开度的高频波动等非线性动力学响应特性，并采用小波分析方法等对阀门开度响应等进行了时-频域分析。选择不同的流体-结构模型的数值积分方法组合及时间步长对流-固耦合动力学求解算法进行了实际应用检验；然后对阀芯质量、弹簧参数与油液参数等系统参数以及激励速度幅值与脉宽等激励参数对其工作过程动力学响应的影响进行了细致的数值分析比较。结果表明：流体模型积分算法的选择对流-固耦合计算结果的影响较大；对该阀而言，阀芯质量与油液体积弹性模量的改变对阀芯振动频率的影响较为显著，油液粘度的改变对阀门开启的滞后量及振动相位的影响较大，而弹簧刚度及预紧力的改变对阀门的最大稳定开度的影响较大；阀芯与阀座间的碰撞使阀芯的振动频率提高。
基于三维流-固耦合有限元动力学仿真分析模型和直接耦合算法，分析了一种锥形节流阀在入口流速脉冲激励下由关闭状态开启而后重新关闭全过程的流量特性、压差特性及阀门开度的高频波动等非线性动力学响应特性，并采用小波分析方法等对阀门开度响应等进行了时-频域分析。选择不同的流体-结构模型的数值积分方法组合及时间步长对流-固耦合动力学求解算法进行了实际应用检验；然后对阀芯质量、弹簧参数与油液参数等系统参数以及激励速度幅值与脉宽等激励参数对其工作过程动力学响应的影响进行了细致的数值分析比较。结果表明：流体模型积分算法的选择对流-固耦合计算结果的影响较大；对该阀而言，阀芯质量与油液体积弹性模量的改变对阀芯振动频率的影响较为显著，油液粘度的改变对阀门开启的滞后量及振动相位的影响较大，而弹簧刚度及预紧力的改变对阀门的最大稳定开度的影响较大；阀芯与阀座间的碰撞使阀芯的振动频率提高。
2017, 34(9): 248-256.
doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.05.0339
摘要:
变角度纤维层合板是一种新型的变刚度结构，该文将对其弯曲问题进行研究。假定每层的纤维方向角沿板的长度方向按照线性变化，基于经典层合板理论，导出了变角度纤维层合板弯曲问题的控制方程，采用有限元线法进行求解，获得了任意边界条件下变角度纤维层合板弯曲问题的数值解。与ABAQUS有限元计算结果的对比，验证了该文采用有限元线法的正确性。通过数值算例分析了边界条件、铺层方式、纤维方向角以及长宽比等参数的变化对变角度纤维层合板弯曲性能的影响。研究结果可为变角度纤维层合板的设计提供一定的参考。
变角度纤维层合板是一种新型的变刚度结构，该文将对其弯曲问题进行研究。假定每层的纤维方向角沿板的长度方向按照线性变化，基于经典层合板理论，导出了变角度纤维层合板弯曲问题的控制方程，采用有限元线法进行求解，获得了任意边界条件下变角度纤维层合板弯曲问题的数值解。与ABAQUS有限元计算结果的对比，验证了该文采用有限元线法的正确性。通过数值算例分析了边界条件、铺层方式、纤维方向角以及长宽比等参数的变化对变角度纤维层合板弯曲性能的影响。研究结果可为变角度纤维层合板的设计提供一定的参考。
