PBL加劲型矩形钢管混凝土受拉节点热点应力集中系数计算方法

考虑了PBL加劲型矩形钢管混凝土支管受拉节点支主管宽度比与厚度比和主管宽厚比,建立了热点应力集中系数有限元模型,计算了支主管节点热点应力集中系数;基于最小二乘法对计算结果进行拟合,给出不同几何参数下节点热点应力集中系数计算公式,对比了矩形钢管节点和PBL加劲型矩形钢管混凝土节点应力集中系数和荷载幅。计算结果表明:采用有限元模型计算的热点应力集中系数曲线与静力试验曲线基本一致,支主管交汇处各位置热点应力集中系数有限元计算结果与CIDECT规范公式计算结果平均比值分别为1.006、1.007、1.013、1.015和0.987,两者差值小于15%,因此,有限元模型可靠;PBL加劲型矩形钢管混凝土支管受拉节点热点应力集中系数变化规律基本一致,随支主管宽度比呈抛物线变化,在0.6~0.8之间达到最大值,随主管宽厚比和支主管厚度比增大而增大,与CIDECT规范中矩形钢管节点计算结果一致;拟合得到的PBL加劲型矩形钢管混凝土节点热点应力集中系数公式计算结果与有限元计算结果的平均比值为1.011,均方差为0.222,变异系数为0.219,说明了拟合公式准确;采用应力集中系数计算公式,将PBL加劲型矩形钢管混凝土节点与矩形钢管节点进行对比,PBL加劲型矩形钢管混凝土节点支管热点应力集中系数下降了68%以上,主管热点应力集中系数下降了61%以上,在2.0×106循环次数作用下,容许荷载幅提高到3倍以上。     

混凝土连续箱梁偏载系数简化算法研究

基于经验系数法、偏心压力法以及修正的偏心压力法等几种偏载系数的简化算法,提出了按梁肋实际横向分配系数来计算偏载系数的简化公式。通过箱梁桥荷载试验和有限元法对提出简化公式的合理性进行了初步的验证。     

外物损伤对25CrMo4合金车轴钢疲劳性能的影响

为研究外物损伤（FOD）与25CrMo4钢疲劳性能的关联，采用空气炮装置开展高铁车轴钢试样的FOD模拟试验. 首先于试样表面预制FOD缺陷；其次，通过旋转弯曲疲劳试验获得光滑试样和含FOD试样的应力-疲劳寿命（S-N）曲线；同时，基于有限元方法估算不同缺陷试样的应力集中系数，结合Peterson公式预测疲劳缺口系数（FNC）和疲劳极限. 研究结果表明:FOD车轴钢试样的疲劳性能明显低于光滑试样，冲击速度越高，疲劳性能越低；其中边缺陷的疲劳缺口系数最大为1.52，面缺陷最小，约为1.14，但疲劳寿命分散性较大；与试验结果相比，仿真模拟和理论计算可获得更低（偏于保守）的疲劳强度估算值.      

缓和开孔矩形薄板应力集中方法的弹性分析

通过对复合材料开孔板孔边的应力-应变分析,提出了一种可行性的方法求解应力集中系数,并通过计算得到应力集中现象的应力分布规律.应力数据由弹性理论求出,得到在一定范围内表示孔边应力集中系数的近似表述式.通过与ANSYS7.0求出的结果比较证明了该式的可行性和精确度.     

墩台盖梁的空间有限元分析及简化计算

本文针对桥梁工程较为常见的独柱式、双柱式、三柱式盖梁，建立足够数量的样本库，通过空间有限元分析求解其控制截面内力。并与现有的计算方法进行对比分析，对独柱式基梁的常规计算方法提出修正系数；对双柱式、三柱式益梁，以空间有限元分析为基础，通过多元回归建立基梁控制截面内力计算简化公式。     

准静态条件下三维脱轨系数临界值简化计算方法

根据轮轨系统坐标系间的变换关系,在准静态条件下建立了轮轨接触斑三维受力分析模型,推导了考虑轮对摇头角与轮轨蠕滑力的三维脱轨系数计算公式,得到了脱轨临界状态时三维脱轨系数临界值的计算方法;以LMA车轮踏面与CHN60钢轨廓形为例,分析了轮对摇头角与摩擦因数对三维脱轨系数临界值的影响规律,并与Nadal脱轨系数临界值进行了对比;为简化三维脱轨系数的计算方法,根据Shen-Hedrick-Elkins蠕滑模型讨论了不同轮对摇头角、摩擦因数与垂向力条件下Kalker线性合成蠕滑力与3倍库伦摩擦力间的比值关系;分析了横向蠕滑力与纵向蠕滑力的比值随轮对摇头角与摩擦因数的变化规律,提出了一种准静态条件的三维脱轨系数简化计算方法,并与精确公式计算结果进行了对比。分析结果表明:与三维脱轨系数临界值相比,当轮对摇头角在1.5°以内时,纵向蠕滑力在切向力中的占比要明显大于横向蠕滑力,造成Nadal脱轨系数临界值具有一定的保守性,但在轮对摇头角较大时,横向蠕滑力在切向力中的占比达到了90%以上,Nadal与三维脱轨系数临界值计算结果基本相同;车轮脱轨临界状态下轮轨接触斑内已达到纯滑动状态,横向蠕滑力和纵向蠕滑力的比值基本不受摩擦因数影响,并与轮对摇头角存在强线性关系;与精确公式相比,三维脱轨系数简化计算方法的误差在±5%以内,可以满足工程应用的要求。     

缺口对车轴钢疲劳性能的影响

采用钼丝进行线切割,制作了车轴钢表面缺口试样,运用有限元方法,计算了不同缺口的理论应力集中系数,通过旋转弯曲试验得到光滑试样和缺口试样的疲劳寿命（S-N）曲线,研究了不同缺口应力集中系数下车轴钢的参数变化规律.结果表明,缺口对材料疲劳寿命的影响,不仅仅表现在其S-N曲线相对于光滑试样S-N曲线整体下降,而且不同缺口S-N曲线左段的直线部分斜率也是不同的.     

一种车载GPS系统坐标转换公式及其应用

从理论上探讨了对车载GPS坐标转换的高斯正算公式及相应的坐标转换过程,对实际的车辆导航和实时监控系统中用到的坐标转换公式作了一些合理的简化,并对这些简化公式的有效性及适用性进行了相应论证。认为GPS车辆整体动态定位精度更多地依赖于系统硬件设备能的动态定位精度,坐标转换产生的误差只要不对整体动态定位精度造成显著影响,应尽可能采用简化公式进行计算。     

粉煤灰预拌混凝土配合比设计用强度公式研究

研究了粉煤灰（FA）掺量对不同胶水比的混凝土28d强度的影响规律．研究表明,粉煤灰预拌混凝土28d强度与胶水比具有很好的线性相关性,Bolomy公式对粉煤灰预拌混凝土是适用的,但公式中的回归系数需要修正;粉煤灰掺量对不同胶水比的混凝土28d强度的影响规律基本相同,提出了粉煤灰强度影响系数的概念和经验公式,并利用影响系数对Bolomy公式进行了修正．     

基于SIF幅值拟合的机械结构裂纹扩展寿命分析方法研究

目前的机械结构裂纹扩展寿命分析方法主要是基于Paris公式的,它需要确定应力强度因子(SIF)幅值的数学表达式,工程应用采用简化方法计算求得.文中提出了利用有限元方法直接计算不同裂纹长度下的SIF幅值,通过函数拟合的方法确定SIF幅值和裂纹长度的数学关系式,并依据该关系构造了新的裂纹扩展寿命公式.通过实例计算,将其结果与边界元配置法及工程简化方法相比较,证明了该方法是实用的.并能保证计算结果的精度.     

圆孔蜂窝梁墩心截面正应力有限元分析与简化计算

通过对局部开设圆孔的蜂窝梁的弹性有限元分析,指出其邻孔之间的墩心截面上弯曲正应力分布不符合平截面假定,并提出按双直线分布进行近似处理,建立了相应的截面弯矩-边缘应力-受力区高度关系式,给出了受力区高度与孔径、孔距的相关方程,用之于应力计算,简便而又实用.     

GEOMETRICALLY NONLINEAR FE FORMULATIONS FOR THE MACRO-ELEMENT UNIPLET OF FOLDABLE STRUCTURES

Introduction　　 Pantographic foldable structure works on theprinciple of a pantograph[1,2 ] . A structure of thistype may be referred to as“pantograph structure”,or simply“p- structure”. The basic unit for the p-structure is a componentso- called duplet[3 ] ,orpan-tograph unit[4] ,Scissor- Like Element ( SLE) [5] ,asshown in Fig.1 .A pantograph unitconsists of twocoplanar straightbars called uniplet,which are ca-pable of rotating about the intermediate pivot,re-ferred to as a scissor h…     

Wave Number Method for Three-Dimensional Steady-State Acoustic Problems

Based on the indirect Trefftz approach, a wave number method (WNM) is proposed to deal with three-dimensional steady-state acoustic problems. In the WNM, the dynamic pressure response variable is approximated by a set of wave functions, which exactly satisfy the Helmholtz equation. The set of wave functions comprise the exact solutions of the homogeneous part of the governing equations and some particular solution functions. The unknown coefficients of the wave functions can be obtained by enforcing the pressure approximation to satisfy the boundary conditions. Compared with the boundary element method (BEM), the WNM have a smaller system matrix, and is applicable to the radiation problems since the wave functions are independent of the domain size. A 3D acoustic cavity is exemplified to show the properties of the method. The results show that the wave number method is more efficient than the BEM, and it is fairly accurate.     

基于模糊综合评判法和有限元法的超声波测桩评定方法

在建立评价集的隶属函数的基础上,采用加权平均法对超声波测桩进行模糊综合评价;再用有限元法计算桩身不同位置在相同缺陷的情况下的桩基竖向承载力,计算出不同位置的缺陷影响系数;将模糊综合评价的结果与相应的缺陷影响系数相乘,并将所有的乘积结果值相加,得到一个考虑桩基缺陷位置的综合评定。与其他超声波测桩评定方法相比,该方法以桩基的竖向承载力为依据,并考虑了缺陷位置,是一个更全面、更准确的评定方法。     

波形钢腹板PC组合箱梁纯扭全过程分析模型

为准确预测波形钢腹板PC组合箱梁（PCCBGCSWs）在纯扭作用下的全过程受力行为,基于软化薄膜元理论提出了改进软化薄膜元模型（ISMMT）. 首先,对ISMMT的平衡、变形协调和材料本构方程以及通用求解程序进行了简要介绍;在此基础上,提出了当波形钢腹板、预应力及普通钢筋均处于弹性阶段时的简化求解程序框图,该简化程序仅有一层迭代循环;最后,完成了一根PCCBGCSWs试件的纯扭模型试验,通过试验得到了试件的扭矩-扭率曲线、波形钢腹板和混凝土翼缘板剪应变、预应力和普通钢筋应变等结果,将试验结果与ISMMT预测的理论结果进行了对比,同时将简化求解程序和通用求解程序的求解效率进行了比较. 结果表明: ISMMT不仅能准确预测PCCBGCSWs在纯扭作用下的全过程扭矩-扭率曲线,还能模拟各构件的应变发展历程,包括混凝土翼缘板、波形钢腹板、预应力和普通钢筋等;运用ISMMT预测本文模型梁的纯扭全过程受力行为时,若采用通用求解程序进行计算,所需的总迭代次数可高达7.9 × 106次,采用简化求解程序最少为5次,最多也仅为193次,可极大提高求解效率;本文ISMMT为PCCBGCSWs的纯扭全过程分析提供了一种有效途径.      

上柔下刚混合结构动力放大效应简化计算研究

上柔下刚混合结构更易产生"鞭梢效应".在考虑刚度比、质量比对结构动力特性的影响,提出刚度质量综合比概念的基础上,假定上下部结构阻尼比相等,推导出了可用于工程应用的上柔下刚混合结构动力放大效应简化计算方法;采用1组公开发表的振动台试验数据分别以轻木-混凝土二层结构（"1+1"体系）、三层结构（"1+2"体系）、六层结构（"2+4"体系）为例共7个案例,采用振型分解法对简化计算法进行验证.研究结果表明:简化方法与振型分解法的误差均低于20%,验证了使用简化计算法计算上柔下刚混合结构动力放大效应的有效性和可靠性;当整体结构下上刚度比不小于7时,可采用简化计算法计算上部结构的动力放大效应.      

基于土-钢共同作用模型的覆土波纹钢板拱桥施工过程受力分析

通过积分计算波纹钢板截面特性,并利用刚度等效的原则将其简化为平钢板,建立了平面二维土体与结构共同作用模型,计算分析了土体参数对结构受力的影响．采用有限元分析技巧,对一座实际波纹钢板拱桥的施工过程进行了模拟,计算分析了施工过程中关键截面的变形和内力变化规律．计算和分析结果表明,波纹板截面特性的积分算法具有很高的精度,通过刚度等效方法建立的土-钢共同作用模型可以考虑土与结构相互作用．施工过程的模拟结果说明,覆土波纹钢板拱桥施工过程中变形和内力变化较大,施工中应严格分层,对称回填、压实,并应特别注意覆土回填至拱顶附近时的位移和内力变化．     

扇形布置法变宽组合箱梁桥纵向受力分析

对互通内常见的变宽桥梁在变宽幅度不大的情况下提出了采用装配式预制结构的设计思路,并从理论角度对变宽桥与等宽桥的受力特性进行对比,结合多种程序计算结果,提出一般性的设计原则和简化思路．可供互通主线长大桥中的局部变宽设计参考。     

A study on dynamic response of cable-seabed interaction

A numerical method is developed to investigate the dynamic response of cable-seabed interaction in this paper. The motion of cable is described by the Lumped Parameter Method, while the seabed, unlike the prevailing simplified model of elastic foundation, is modeled as an irregular continuous rigid surface with rebound and friction existing, and the forces exerted by the seabed consist of normal counterforce and isotropic tangential Coulomb friction resistance. To describe the detailed dynamic response, two coefficients are introduced by analogy with the theory of rigid body collision with friction. The cable-seabed kinematic and dynamic contact conditions are formulated subsequently, and are used to incorporate the seabed effect into the cable dynamics to produce a set of ordinary differential governing equations. In this paper, we employ 4th order Runge-Kutta method to solve these equations. Several simulation cases are presented to illustrate the seabed effect. The results show that friction and impact have a prominent influence on the statics and dynamics of the cable.