弹性支承连续梁结构设计方法的探讨

在港口码头设施中,轨道式起重机是最常用的装卸设备.这些在轨道上运动的机械设备荷载(轮压)非常大.如果轨道梁采用桩基支承,其结构应按弹性支承连续梁的力学模型进行结构计算,那么在桩基的轴向刚度系数(弹性支座的刚度)的取值、桩距的确定、梁截面的选择等弹性支承连续梁设计参数中弹性支座的刚度系数取值是关键所在.     

锈蚀钢筋混凝土梁抗弯刚度退化研究

在大量锈蚀钢筋混凝土梁试验数据的基础上,计算得到不同锈蚀方式和锈蚀率等情况下试验梁的抗弯刚度退化系数,拟合给出钢筋锈蚀率与梁抗弯刚度退化系数的理论计算公式,并通过对新制作的钢筋混凝土试验梁通电加速腐蚀试验,验证计算公式的可靠性和准确性。     

弹性支承梁的模态分析及应用

推导了弹性支承梁的横向自由振动模态的特征方程。计算了几种不同弹性支承梁的前几阶反映固有频率的无量纲特征值，有的还列出了特征值随弹性刚度系数变化而变化的表格。将弹性支承梁的方法应用于平面刚架的弯曲振动模态分析，取得了比较好的结果。     

平面曲梁几何非线性有限元分析

本文基于文[5]所建立的曲梁单元,根据非线性的应变-位移关系,推导出平面曲梁单元的切线刚度矩阵,并编制了平面曲梁几何非线性分析程序。计算结果表明本文建立的平面曲梁单元计算精度明显高于以直梁模拟曲梁的结果。     

弹性支承梁的模态分析及应用

推导了弹性支承梁的横向自由振动模态的特征方程.计算了几种不同弹性支承梁的前几阶反映固有频率的无量纲特征值,有的还列出了特征值随弹性刚度系数变化而变化的表格.将弹性支承梁的方法应用于平面刚架的弯曲振动模态分析,取得了比较好的结果.     

变刚度楔形体板架落体砰击试验研究

通过对具有四种刚度的两个二维楔形体板架的自由落体试验,测量模型入水速度、砰击压力和结构响应,获得模型底部板架在砰击载荷作用下的响应特征;对结构模型在均布静压力作用下的应力响应进行结构力学分析;比较试验和计算得到的应力响应,获得作用在模型肋骨上的砰击压力的折减系数,从而使该结构在设计时仍可按常规的静力计算方法进行强度校核。通过试验,深入研究了折减系数与结构刚度的关系,并指出在船体局部结构设计中应充分注意刚度变化对折减系数的影响。     

动态刚度阵法在船体总振动计算中的应用

采用动态刚度阵法计算船体总振动的固有频率.该方法不但能简化计算模型,而且能获得较高精度的高阶固有频率.首先通过直接求解等直Timoshenko梁单元的运动微分方程,导出考虑剪切变形和转动惯量影响的平面梁单元动态刚度阵的解析表达形式;其次采用Wittrick-Williams算法结合二分法求解特征值;最后采用本方法计算299 500DWT超大型油船船体总振动的固有频率,并分别与一维梁有限元法和三维全船有限元法计算结果以及实测值进行比较,验证了方法的精确性和有效性.     

几何非线性微分刚度的有限元分析

本文对大位移几何非线性问题作有限元分析.将简单情形分析的基本结论推广到一般情形,给出一般情形几何非线性问题微分刚度的计算方法,并对微元体、杆单元及等截面梁单元的微分刚度进行计算,这种微分刚度计算对于大位移几何非线性问题的有限元分析具有非常重要的理论价值及应用价值.     

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.     

芯层可压缩的夹层梁动态刚度矩阵研究

该文推导了考虑芯层垂向压缩变形影响的夹层梁的动态刚度矩阵,为动态刚度矩阵方法提供了一种新的单元类型。首先给出了一种考虑夹层梁芯层垂向压缩变形影响的夹层梁位移模式,推导了相应的夹层梁动能和势能,根据Hamilton原理推导了其控制微分方程,按动态刚度矩阵的一般推导过程推导了考虑芯层垂向压缩变形影响的夹层梁动态刚度矩阵。计算结果表明文中推导的夹层梁动态刚度矩阵是正确可靠的;在夹层梁的动态刚度矩阵推导和高频振动计算中考虑芯层垂向压缩变形是合理的。     

水平荷载作用下变刚度多层框架码头空间特性及分配系数

采用桩基剪力法、弹性支撑刚性梁法等多种方法对水平荷载作用下的变刚度多层框架码头的空间特性及排架分配系数进行计算与比较分析,结果表明:桩基剪力法能更好地反映出结构的空间特性;在排架刚度变化幅度不大的情况下,弹性支撑刚性梁法的计算结果与规范中的排架分配系数接近。在此基础上,通过改变大刚度排架的刚度值及位置,得出排架间刚度差异、大刚度排架位置与分配系数的相互关系;分析空间特性及面板刚度对水平分配系数的影响。     

预应力混凝土梁实际刚度的测试及分析

用挠度法计算预应力梁的残余预应力时,预应力梁的实际刚度是一个难以确定的参数,要测试刚度就必须借助于可直接测量的挠度来推算。测试的结果表明预应力梁的实际刚度总是小于规范中的计算刚度。依据这种试验方法,可以测试在役的预应力混凝土梁的当前实际刚度,这就为计算在役梁的残余预应力提供了可能。     

复杂荷载条件下变刚度多层框架码头设计优化

以常德达门船舶有限公司吊机码头工程为例,建立多个框架码头三维有限元模型,在分析研究变刚度多层框架码头承受不同位置船舶水平撞击力下的变形特性的基础上,通过对比有无竖向斜撑、水平斜撑等方案对码头整体变形的影响,提出增加竖向斜撑而不增加水平斜撑的优化方案。该优化减少了复杂荷载条件下框架码头结构的变形,在有限的工程投资下,增加了结构的整体性,提高了结构的可靠度。     

大型邮轮甲板变高梁的应用分析

针对大型邮轮甲板结构设计中的变高梁的结构形式,以大型邮轮居住舱室局部甲板平台为例,采用有限元分析软件及参数化建模工具对普通强梁板架及局部变高梁板架进行强度分析,结果表明,在保证局部强梁剖面模数的条件下,采用变高梁设计的板架结构在强梁附近的弯曲应力比普通强梁板架的局部应力小,能够满足强度要求,对变高梁在大型邮轮中不同场景下的布置应用进行探讨。     

膜片橡胶联轴器径向刚度特性分析研究

介绍了膜片橡胶联轴器的结构及工作特点,分析研究了橡胶块与两端膜片组之间不同的连接方式以及不同的橡胶块截面形状尺寸对该联轴器刚度特性尤其是径向刚度的影响,给出了改善该类联轴器刚度特性的途径。     

某舰尾部上层建筑副炮加强结构刚度有限元分析

为研究某舰尾部上层建筑副炮加强结构的垂向刚度，在有限元软件ANSYS中分别建立副炮基座附近的上层建筑模型、上层建筑带部分主船体舱段模型以及全舱段模型并进行了刚度计算分析。在计算过程中，通过多种结构设计方案的对比计算，分析出了对结构整体刚度影响较大的船体构件和部位，为最终的结构加强提供了依据。着重讨论了模型范围大小、不同边界条件、加载方式以及刚度计算方法对船体结构最终垂向刚度计算结果的影响。     

风暴和作业状态下海洋自升式平台桩腿结构强度研究

利用ABAQUS/AQUA有限元软件,对某一典型倒K型桁架式桩腿在风暴和钻井作业载荷工况下结构强度进行了线性和非线性计算,获得了弦杆、斜撑和水平撑杆的应力和位移整体分布;详细分析了载荷方向对弦杆、斜撑和水平撑杆的应力和位移的影响;参考规范选取确定材料许用应力,对结构强度进行了校核。采用梁单元B31及矩形截面属性建立齿条板模型,并将其与弦管通过TIE单元进行绑定约束,模拟弦杆的真实结构,根据海流方向与弦杆夹角选择相应的水动力拖曳系数。     

自升式平台整体结构的三维系统可靠性分析

为使自升式平台整体结构三维系统可靠性计算模型更加贴近实际结构,建立基于空间刚架结构和空间薄壁结构两种系统可靠性分析模型.以三维梁元模拟空间刚架结构,以杂交梁元和加筋板格元模拟空间薄壁结构,并推导加筋板格元的修正刚度矩阵和反向结点力向量,弥补了计算反向结点力向量时采用等剪应力矩形元替代加筋板格元的不足,最后运用改进的分支限界法搜索主要失效路径并结合PNET法计算系统失效概率,通过实例对自存和作业等工况下平台系统可靠性进行计算,对比两种系统可靠性模型的优缺点,给出工程设计建议.     

长方体形囊式空气弹簧刚度特性

空气弹簧是一种具有可调非线性静、动态刚度及阻尼特性的隔振元件，它利用空气压缩的非线性恢复力和阻尼力来隔离振动和冲击。空气弹簧的刚度是随其变形量而变化的，因而由它组成的系统其固有频率与振幅有关。空气弹簧还具有自动避开共振，从而抑制共振振幅的特性。本文对长方体橡胶－帘布囊式空气弹簧进行了研究，从理论和试验两方面，对其垂向及横向刚度特性进行了探讨。假设空气弹簧的垂向刚度仅取决于内部气压，从工程热力学的气体多变方程出发推导了空气弹簧的垂向刚度。利用线性薄膜理论推导了长方体形囊式空气弹簧的有效承压面积。采用弹性力学的方法，解决了其由帘线交织而成的橡胶囊膜断面的横向切变形问题，推导了横向刚度。并对空气弹簧进行了试验研究。