连续配筋混凝土路面纵向钢筋荷载疲劳断裂分析

采用ANSYS非线性有限元程序,分析标准轴载作用下连续配筋混凝土路面横向开裂稳定后裂缝处纵向钢筋的塑性应变,并利用损伤理论及屈服准则推导重复荷载作用下裂缝处纵向钢筋断裂的疲劳公式,具有一定的理论和现实意义。     

混凝土翼裂纹损伤区与断裂区边界方程探讨

应用西多霍夫损伤模型和断裂力学耦合分析方法,探讨了单向受压的翼形裂纹,推导出混凝土翼形裂纹损伤区与断裂区的边界方程,确定了混凝土翼裂纹初始损伤区和断裂区的径向尺寸,最后确定了不同翼裂纹倾角的起裂点坐标,为研究混凝土翼裂纹的扩展提供了新的可行性思路。     

混凝土Ⅰ型裂缝扩展的氯离子渗透特征

为了研究荷载作用下混凝土结构裂缝扩展过程中的氯离子侵蚀问题,更加准确地描述不同扩展阶段裂缝周边的氯离子侵蚀特征,依据混凝土断裂准则,采用ANSYS参数化设计语言APDL进行二次开发,自编程序模拟了混凝土小梁Ⅰ型断裂裂缝开展过程;在断裂分析的基础上通过参数等效,采用结构-热分析方法,基于体应变-损伤变量-氯离子扩散系数一一映射关系,实现了混凝土裂缝扩展过程中各个阶段氯离子侵蚀的数值分析.结果表明：不同裂缝扩展阶段,三点弯曲混凝土小梁裂缝周边氯离子侵蚀结果与试验结果吻合,荷载作用下混凝土裂缝尖端氯离子侵蚀呈现加剧现象,在混凝土结构耐久性寿命分析中起决定性作用;双K断裂准则和基于损伤参数的氯离子扩散模型能够模拟混凝土开裂过程氯离子侵蚀问题.     

水泥混凝土路面开裂机理探讨

运用损伤力学的基本原理探讨了水泥混凝土路面的开裂机理和破坏过程,在此基础上分析出了车辆荷载反复作用下路面的累积损伤加剧,断裂韧度降低。随着裂缝深度的逐渐增加,荷载在裂缝尖端造成的应力强度因子也越来越大,最终达到水泥混凝土路面失稳时的开裂韧度,路面板随即发生断裂破坏。     

快速进给铣刀五坐标端铣加工刀位计算

对快速进给铣刀五坐标端铣加工的基本原理进行了研究,指出使用快速进给铣刀进行端铣加工时,刀触点的法矢量不再像环形刀一样通过刀片的几何中心,由此求出了刀具有效切削半径．然后将快速进给铣刀刀具模型简化为半径等于有效切削半径的端铣刀,得到了后跟角的计算公式,并深入研究了后跟角的临界情况,严格推导出了由刀触点生成刀位点的计算公式．此外,对快速进给铣刀端铣加工中的误差进行了研究,得到了走刀步长与直线逼近误差的关系式．     

考虑初始变形的煤炭漏斗车车体结构屈曲分析

采用非线性分析技术研究漏斗车车体在承受散粒货物和纵向压缩载荷作用时,由散粒货物引起的垂直于侧、端墙方向的变形会使车体的结构稳定性降低。首先,利用具有修正的D-P本构模型的实体单元模拟散粒煤,并建立散粒煤单元与车体结构的接触关系,通过接触非线性分析获得重车车体侧、端墙的位移结果,并将其与基于AAR标准中散粒货物对侧、端墙的压力公式得到的位移进行对比分析,进而分区域修正侧、端墙的压力公式;其次,在车钩纵向压缩作用下对车体进行线性屈曲与考虑初始变形的非线性屈曲分析,侧墙和端墙的最小线性屈曲因子分别为0.89和0.52;非线性屈曲的结果表明,侧墙临界载荷为3 550 kN,比线性屈曲的降低了10.4%;端墙临界载荷为1 780 kN,比线性屈曲的降低了23.1%;应用修正后压力公式施加散粒煤对车体的作用,端墙的压力修正区域B的非线性屈曲临界载荷比应用修正前压力公式的增大了14.9%;最后,针对侧、端墙局部屈曲因子低的区域,分别提出了增强横向刚度和纵向刚度的补强方案,补强后侧、端墙结构的屈曲因子均可提升至1.0以上;应用修正后压力公式的侧、端墙临界载荷提高至4 092、3 164 kN。     

水泥混凝土路面损伤断裂研究

基于断裂力学、损伤力学和路面破坏的原理,对水泥混凝土路面损伤断裂的产生、扩展直至破坏的全过程进行分析,并指出每个阶段混凝土路面裂缝形成的根本原因,为板开裂防治提供了一种新思路.     

矩形钢管混凝土柱局部屈曲分析

在矩形钢管混凝土柱中采用薄壁钢板将引起局部屈曲,局部屈曲会降低钢管混凝土柱的强度、延性和抗弯刚度。主要分析在偏心荷载作用下,矩形钢管混凝土柱局部临界屈曲应力σcr的变化情况。因此,通过引入应力梯度系数φ来描述偏心距,并应用伽辽金法推导出了矩形钢管混凝土柱局部屈曲的临界应力公式。从公式可知,随着应力梯度系数φ的增加,矩形钢管混凝土柱中外包钢板的局部屈曲应力会减小。另外,完全的轴心压力对矩形钢管混凝土柱的局部屈曲是不利的。     

沥青混凝土小梁断裂试验有限元模拟

文章使用内聚力模型模拟了沥青混凝土的小梁断裂试验,分析了试验过程中梁中间截面上的法向拉应力的分布、损伤规律和裂缝的形成与扩展情况。研究结果表明:在小梁断裂试验中,梁中间截面上法向拉应力在梁底端最大,向梁顶端逐渐减小;梁中间截面上损伤区域的损伤值随着荷载的增加而增加,并且损伤深度也逐渐增加;梁中间截面底端的损伤值达到1时,梁底端就会产生裂缝,而后裂缝向梁顶端扩展,扩展速率逐渐减小。     

渗透注浆扩散理论探讨

本文在现有渗透性注浆理论基础上,考虑毛细力情况下,运用渗流力学对平面径向流、球形向心流两种渗透性注浆模型进行了推导,得到了球形和柱形渗透性注浆扩散公式.并以球形扩散公式为例,结合工程实例和现有常用的Maag球形扩散公式比较,从结果可初步推断:由Maag公式计算注浆所需时间偏小,本文所推导公式相对Maag公式更接近工程实际.最后对注浆参数对扩散半径的影响进行探讨,得到扩散半径对注浆参数的变化均较敏感,采用Maag公式和本文公式得出的趋势基本一致.     

渗透注浆扩散理论探讨

本文在现有渗透性注浆理论基础上,考虑毛细力情况下,运用渗流力学对平面径向流、球形向心流两种渗透性注浆模型进行了推导,得到了球形和柱形渗透性注浆扩散公式.并以球形扩散公式为例,结合工程实例和现有常用的Maag球形扩散公式比较,从结果可初步推断:由Maag公式计算注浆所需时间偏小,本文所推导公式相对Maag公式更接近工程实际.最后对注浆参数对扩散半径的影响进行探讨,得到扩散半径对注浆参数的变化均较敏感,采用Maag公式和本文公式得出的趋势基本一致.     

超密实沥青混凝土Ⅰ - Ⅱ复合型裂纹扩展研究

为了研究低温地区超密实型沥青混凝土内部Ⅰ - Ⅱ复合型微裂纹扩展规律,基于Eshelby等效夹杂理论和最大周向应力断裂准则,建立了当复合型裂纹发生失稳型扩展时其内部微裂纹偏转角β与应力场之间的关系,并确定了扩展方向;建立沥青混凝土细观离散元模型,考虑沥青混凝土的黏弹性,分析了内部微裂纹β对复合裂纹扩展的影响规律. 研究结果表明:对二维平面问题,β的变化主要引起裂纹在沥青混凝土中分布状态的变化,在极大程度上造成了沥青混凝土的宏观有效弹性模量和剪切模量在时域内的减小;在常荷载作用下,β的增大造成了宏观裂纹孕育和扩展历程的缩短,还致使复合型裂纹由Ⅰ型裂纹逐渐转变为Ⅱ型裂纹;β的增大不仅使裂尖域内应力场发生一定偏转,而且导致裂尖域内应力场和衰坏区的减小.      

新构形齿轮精加工刀具半径对切齿干涉的影响

新构形齿轮精加工刀具采用新切齿法,具有连续的切削刃,使得切齿过程中无冲击,刀具的制造和刃磨都非常简单.新构形刀具的半径对切齿干涉的影响较大,因此要合理设计刀具半径,避免干涉.根据该刀具的切齿原理,分析了齿廓曲面上各点在切齿过程中的轨迹和切削刃曲线,并将其向齿轮的的端截面内投影,发现齿顶处的干涉最严重;通过比较齿顶轨迹与切削刃的位置关系,研究了切直齿轮和斜齿轮时刀具半径的干涉,得到了统一的刀具半径干涉的理论公式,确定了不发生切齿干涉的最小刀具半径值,并给出了一个具体的设计实例.     

四线铁路圆端形薄壁空心桥墩的弹塑性稳定分析

以四线圆端形薄壁空心墩为研究对象,利用通用有限元程序ANSYS进行非线性屈曲分析,探讨了结构原始缺陷及混凝土材料非线性对四线超宽圆端形薄壁空心墩稳定性的影响,将有限元弹塑性稳定分析得出的极限临界荷载与按铁路桥梁设计规范中计算桥墩纵向整体稳定性的屈曲临界荷载公式结果进行了分析比较,并对四线铁路圆端形薄壁空心墩的稳定性能作出了评价.     

新构形齿轮精加工刀具半径对切齿干涉的影响

新构形齿轮精加工刀具采用新切齿法,具有连续的切削刃,使得切齿过程中无冲击,刀具的制造和刃磨都非常简单.新构形刀具的半径对切齿干涉的影响较大,因此要合理设计刀具半径,避免干涉.根据该刀具的切齿原理,分析了齿廓曲面上各点在切齿过程中的轨迹和切削刃曲线,并将其向齿轮的的端截面内投影,发现齿顶处的干涉最严重;通过比较齿顶轨迹与切削刃的位置关系,研究了切直齿轮和斜齿轮时刀具半径的干涉,得到了统一的刀具半径干涉的理论公式,确定了不发生切齿干涉的最小刀具半径值,并给出了一个具体的设计实例.     

部分预应力混凝土梁斜裂缝宽度计算的探讨

本文分析和讨论了影响部分预应力混凝土(以下以P.P.C.代之)梁斜裂缝开展的各主要因素,并根据38次P.P.C.梁的抗剪试验实测资料,提出了一个斜裂缝宽度的计算公式,该公式以简单的形式综合考虑了影响斜缝开展的主要因素,具有较广泛的适用性,可供本课题的继续研究参考。     

水泥混凝土路面损伤断裂研究

基于断裂力学、损伤力学和路面破坏的原理,对水泥混凝土路面损伤断裂的产生、扩展直至破坏的全过程进行分析,并指出每个阶段混凝土路面裂缝形成的根本原因,为板开裂防治提供了一种新思路。     

混凝土T梁预应力管道浆体冻胀理论推导及分析

以北方某高速公路项目为工程实例,对修建过程中预应力T梁出现沿预应力管道方向的裂缝进行研究,分析在预应力管道内浆体和游离水冻胀作用下的预应力管道与混凝土之间的相互作用情况,进而得到预应力管道和混凝土应力场的变化规律,根据设计图纸和工程参数利用弹性力学、混凝土结构理论等相关专业知识推导出应力分布解析式,总结出裂缝形成的原因和机理。     

拱桥加固中新老混凝土结合面的受力性能

结合工程实例,制作了2个拱圈试件,通过一次性加载破坏试验,对试件的破坏特征、新老混凝土结合面的工作性能及应力、应变分布进行了研究.试验结果表明:受荷初期,结合面的抗剪主要由无植筋时新老混凝土的粘结承担;当剪应力达到新老混凝土粘结抗剪强度后,主要由植筋承担.在裂缝附近区域、靠近裂缝和远离裂缝的非裂缝区域,结合面的粘结剪应力分布不同,主要区别在纵向钢筋开始屈服到试件破坏阶段.在此阶段,裂缝附近区域结合面的粘结剪应力随荷载增大线性减小,在靠近裂缝的非裂缝区域基本不变,而在远离裂缝的非裂缝区域线性增大,直至试件破坏.粘结剪应力最大值出现在拱顶裂缝附近.     

荷载与温度耦合下沥青路面结构复合型反射裂缝断裂分析

根据疲劳断裂理论,以ANSYS中APDL参数化命令为开发平台,编制出荷载与温度耦合作用下的沥青路面结构复合型反射裂缝疲劳扩展分析程序,并采用最大周向拉应力理论,判断复合型裂纹的扩展路径和方向,计算分析了荷载作用位置、层间接触状态、各结构层参数对裂缝扩展过程中复合型应力强度因子的影响变化规律．