基于屈服线理论的CFRP加固RC开孔板承载力

介绍采用CFRP条带加固钢筋混凝土开孔平板的试验，根据试验构件裂缝分布形态，提出单向破坏和双向破坏两种屈服线模式，应用屈服线理论对单向破坏模式的加固板承载力进行计算，并与试验值进行比较，结果表明理论值与试验值吻合较好。     

玄武岩纤维布加固连续梁弯矩重分布特征分析

对4根玄武岩纤维布加固的混凝土 T 形截面连续梁和1根对比梁进行抗弯试验,分析了试验梁的破坏模式和各控制截面的弯矩调幅系数.试验结果表明：加固梁跨中截面纵筋屈服前,加固梁和对比梁各控制截面荷载-挠度曲线基本重合;跨中截面纵筋屈服后,加固梁发生了明显的弯矩重分布,跨中截面弯矩调幅系数为0.09~0.22,中支座截面弯矩调幅系数为0.15~0.38;1~3层纤维布加固梁荷载-挠度曲线具有屈服平台,表现出明显的延性破坏特征.     

碳纤维加固钢筋混凝土梁破坏模式及分析

通过试验研究,得出碳纤维复合材料加固混凝土结构构件的几种可能出现的破坏模式;分析可能的破坏型式出现的原因,并对最为常见的加固破坏模式-碳纤维剥离破坏进行重点探讨;针对碳纤维加固混凝土结构工程中的施工防范措施提出具体建议。     

地基承载力问题中的破坏模式与度量标准

针对工程的实际情况,研究重力式结构地基可能的破坏模式,建立合理的地基承载力计算模式。通过对地基承载力研究中的破坏模式、设计荷载的作用面宽度、地基承载力稳定性度量标准等问题的讨论,认为:重力式码头是单向破坏模式,且需同时考虑整体破坏与局部破坏;直立式防波堤应是双向破坏模式,同样需考虑整体破坏与局部破坏。目前的对基床底面实际受压宽度的确定往往会导致地基承载力计算值的偏大。地基承载力问题用整体破坏模式的单一抗力分项系数,只能度量整体破坏,不能反映地基土可能发生的局部破坏;且不能准确反映地基土强度指标的不确定性,应采用强度分项系数与荷载分项系数来共同度量地基的承载能力。     

船用DH36钢屈服强度温度依赖特性研究

屈服破坏是船体结构失效的主要模式之一,屈服强度的变化会给船体结构设计带来重要影响。研究了船用DH36钢屈服强度与温度的依赖关系。通过低温拉伸试验,确定船用DH36钢在-60～10℃范围内的屈服强度,由自定义函数拟合得到屈服强度与温度的依赖关系,并从微观角度对这一现象进行了解释。结果表明,船用DH36钢在-60～10℃范围内的屈服强度随着温度的降低而升高且服从指数规律,在-60～-20℃范围内船用DH36钢的屈服强度对温度的敏感性高于-20～10℃时的屈服强度。     

UHPC加固低强度历史建筑砖墙试验研究

为了保留历史建筑的风貌,结构外墙不能破坏,只能加固结构内部;同时为节省内部空间,结构加固层越薄越好。本试验共设计2片仿历史建筑砌体墙,砌筑砂浆强度低于1MPa,其中W1为未加固砖墙,W2采用UHPC材料40mm单面加固。通过拟静力试验,研究UHPC材料单面加固对低强度砖墙破坏模式、承载力、延性、刚度、耗能能力等的影响。结果表明:W1为剪切破坏,W2为剪切滑移破坏,且采用UHPC材料加固后,试件的承载力、刚度、延性和耗能能力及各种性能均有明显提高。     

预应力巨型支撑-钢框架结构的Pushover分析

采用Pushover分析方法,从底部剪力、破坏模式和抗震性能方面,研究在两种典型水平荷载模式下,预应力巨型支撑-钢框架结构的非线性性能.结果表明:结构在均布荷载模式下的极限荷载比倒三角模式下的大;两种水平荷载模式下,结构破坏模式相似,首先是下部楼层梁屈服,当较多水平梁屈服后柱出现屈服,极限状态时拉索才会出现屈服;经过抗风抗震弹性设计的预应力巨型支撑-钢框架结构,弹塑性抗震性能满足规范要求.     

碳纤维加固预应力混凝土结构试验研究

主要研究了碳纤维制成织物片材粘贴到预应力混凝土构件表面用于结构补强与加固的技术特点，并分别对预应力混凝土构件在完好和破损状态下的加固效果进行了对比试验研究，分析了不同使用状态下的构件碳纤维加固对其破坏特征及承载力、刚度等方面的影响。试验结果表明：碳纤维加固预应力混凝土构件能有效的提高截面承载力，约束裂缝的发展，加固端部采用环形箍能较好地防止碳纤维剥离破坏的发生。     

体外预应力加固简支梁的跨中挠度分析

体外预应力加固作为一种加固桥梁结构的效果较好、使用较广的方法,使用前景非常广阔.本文结合了体外预应力加固技术的特点,对加固简支梁的跨中挠度开展了相关的试验研究和理论分析.正常使用状态下,根据有粘结预应力加固梁挠度计算公式,推导了考虑无粘结预应力的二次效应下的体外预应力加固简支梁的挠度计算公式.并用试验结果与计算公式的计算值进行了对比分析,结果表明,计算结果与试验结果吻合较好.     

钢护筒与钢筋混凝土结构承载力试验研究

为了研究钢护筒与内部钢筋混凝土(RCFST)联合受力的机理和破坏模式,以果园港二期工程桩基为原型,开展钢结构与钢筋混凝土结构协同受力机理及其设计优化技术的研究。以钢护筒厚度、配筋率、配箍率为变量,进行RCFST结构短柱轴压试验。根据不同参数构件的试验结果,分析RCFST结构的破坏模式及受力机理。试验结果表明:RCFST短柱结构中,钢护筒与箍筋对核心混凝土均有约束作用,且双重约束效应明显,钢护筒与箍筋对核心混凝土的约束效应可以有效地抑制混凝土裂缝开展,使得钢护筒较传统的钢管混凝土结构具有更高的承载力以及更好的塑性和韧性;在钢护筒具有足够的约束效应时,钢护筒、混凝土及纵筋均在试件破坏时达到屈服,材料性能得以充分利用。     

船体外板水火成型工艺参数预报系统设计与实现

为解决船体双曲度外板水火加工成型自动化问题,设计了船体外板水火成型工艺参数预报系统,并得以实现.该系统针对船体外板的设计和生产加工需要,设计了船体外板精确展开计算、水火弯板变形规律数学模型、船体外板水火加工焰道布置优化,船体外板加工用见通数据计算、与Tribon系统的集成连接、系统工程数据库等功能模块,根据系统结构设计流程,应用Visual Basic6.0软件开发了船体外板水火成型工艺参数预报系统.     

水火弯板温度场的数学模型

本文分析了水火弯板的热过程特点。应用移动热源理论，建立了求解薄板、中厚板和厚板温度场的数学模型。考虑分布热源和材料热物性对温度场的影响，研究了求解温度场的数值方法。最后介绍了水火弯板瞬态温度分布的测试原理，给出实验和计算结果，并分析了模型的误差原因。     

爆炸载荷作用下单向加筋板的塑性动力响应分析

从加筋板面板以及加强筋的运动方程出发,分析了爆炸载荷作用下单根加筋固支方板的大挠度塑性动力响应。分析表明:加筋板的运动,取决于加强筋的相对刚度以及载荷峰值的大小,将呈现出3种不同的模式。研究仅限于讨论加筋板的总体变形模式,具体讨论了单向加筋固支方板在忽略弯矩影响下的薄膜解法。得到的理论结果与已有的试验结果在多数情况下符合良好,表明简化理论分析方法能对爆炸载荷下单向加筋固支方板的永久变形做出较为合理的预报。     

舰用主汽轮机汽缸振动特性研究

针对舰用主汽轮机汽缸振动特性研究较少的现象,研究主汽轮机低压缸的振动特性,对某型舰用主汽轮机汽缸进行数值仿真分析,并通过试验验证。研究表明,在1—1000Hz频域内,舰用主汽轮机汽缸整体模型只出现了一阶振型,低压缸结构中的筋板、肋板、薄板等局部尺寸较小的部位易引起振动出现局部模态;低压缸结构局部尺寸较大的部位,不易引起振动;进行扫频试验时,通过纵向扫频及垂向扫频能够很好地弥补单向扫频时出现的峰值点频率的大幅跳跃。     

基于插补原理的船体复杂曲面加热线布置方法

船体曲面成形技术是船舶加工过程中重要的环节。如何更好更快实现船体复杂曲面加工,一致以来备受国内外学者的关注。本文借鉴插补原理,对传统船体复杂曲面加热线布置进行了优化设计,得到了圆弧形板、s形板、帆形板和马鞍板的加热线。采用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件,分析四种加热线下钢板变形情况,并通过实验检验了插补形式下的船体曲面成形效果。结果表明：(1)插补算法得到的船体曲面加热线路程比传统加热线路程节约75%以上。(2)对有限元计算位移进行曲面拟合,得到的预测模型与实际船体曲面基本一致。(3)实验了四种曲面加热线,并将有限元预测位移与实验进行对比,二者误差在6%以内,有限元计算与实验结果基本吻合。该方法降低加工时间,提高加工效率。     

铝合金搅拌摩擦焊温度场的数值模拟

为了研究搅拌摩擦焊在焊接过程中温度场的变化情况，文中根据摩擦学原理，建立了搅拌摩擦焊热输入的数学模型，利用ANSYS有限元分析软件计算出瞬态温度场分布，并得到了试板上任意一点温度随时间的变化曲线。通过将计算结果与实验值比较，验证了计算结果的正确性。结果表明：搅拌摩擦焊是一种固态焊接方法，而且搅拌头前面的高温区域要比后方窄；在板厚方向上，温度是由表面向底面依次降低的；对于与焊缝中心等距离的点，后方比前方达到的温度最高值要稍高。     

船体外板加工成型自动检测方法研究

应用水火弯板智能机器人测量加工后的钢板表面数据,采用Ferguson曲面模拟钢板曲面;借助参数样条曲线、空间坐标转换及误差分析理论,分别对加工后的钢板横向和纵向成型,及扭曲进行计算,以判别船体曲面外板成型状态,并提供未成型钢板二次加工所需的补火位置及补火量等信息.算例表明,该方法可对加工后的钢板成型情况作出符合工程要求的判别.     

船舶碰撞仿真分析中的单元尺寸与失效应变关系研究

随着船舶向大型化发展势头迅猛,船舶碰撞所带来的灾难性后果也显著增大.为评估船舶结构的耐撞能力,国内外研究人员分别从试验和数值模拟2个方面开展研究工作.针对船舶碰撞场景的仿真模拟中,经常采用常应变失效准则来定义单元是否失效.然而失效应变取值强烈依赖于单元尺寸大小,因此,开展失效应变与单元网格尺寸关系研究对船舶结构的耐撞性能准确评估意义重大.本文通过对光板及加筋板的耐撞性能的试验研究,并应用非线性有限元软件LS-DYNA对试验结果进行仿真模拟,探讨了光板及加筋板的单元尺寸和失效应变之间的关系.结果表明:光板和加筋板的单元尺寸与失效应变关系曲线明显不同,因此采用常应变失效准则时应区别对待,不能混用.研究结论对船舶结构碰撞有限元仿真具有一定的指导意义.     

水下接触爆炸作用下的船体板架结构毁伤研究

船体板架是舰船中最主要的结构形式,研究在水下接触爆炸作用下的船体板架毁伤过程对于舰船的抗爆抗冲击设计具有重要意义。借助AUTODYN通用软件,建立船体板架水下接触爆炸数值模型,同时运用耦合欧拉—拉格朗日算法进行计算,并与试验最终失效模式进行对比,吻合良好。分析了水下接触爆炸作用下船体板架毁伤全过程,并对船体板架破口的形成和扩展进行了分析,探讨了加强筋的破坏模式,提出了板架结构中板和加强筋破坏模式的耦合效应。通过研究,揭示了水下接触爆炸作用下船体板架的毁伤特性。     

钢板感应加热机理及电磁-热耦合场的数值模拟

在船体外板水火成形工艺的实际加工和机械自动化加工试验中,研究发现使用氧-乙炔火焰热源存在很多难以解决的问题和局限,为此本文提出了采用电磁感应加热取代氧-乙炔火焰加热,阐述了感应加热的原理和过程,并利用ANSYS有限元软件对感应加热中的电磁-热耦合场进行了数值模拟,对计算结果进行了相应分析.