层合单元在分析钢筋混凝土梁中的应用

利用层合单元思想,对钢筋混凝土梁进行了建模分析,并将计算结果与手算和实体建模得出的结果进行了比较分析。结果表明,应用层合单元分析钢筋混凝土结构可以大大减少单元个数,计算结果准确,效率高。     

三维空间实体-梁单元法中转换矩阵的推导

在总结现有钢管混凝土拱结构计算模型不足的基础上,提出了适用于进行钢管混凝土拱结构材料非线性分析的三维空间实体-梁单元法;给出了其分析的思路和结构刚度矩阵的一般形式;针对其刚度矩阵中的位移转换矩阵和坐标转换矩阵,给出了详细的推导过程,为自编该方面的有限元计算程序提供了参考资料。     

空间梁单元显式切线刚度矩阵推导

在开展桥梁、房屋、网壳、网架等杆系结构几何非线性分析或极限承载力计算时,需要空间梁单元的切线刚度矩阵。基于非线性问题的一般平衡方程和空间梁单元的非线性几何方程,推导应力应变一般线弹性关系下的空间梁单元显式切线刚度矩阵,该刚度矩阵中包含了由初应力和初应变产生的初应力刚度矩阵,为空间有限元程序的编制奠定了基础。     

基于无单元伽辽金法的混凝土梁裂缝分析

混凝土材料的断裂过程具有非线性断裂特性,而无网格方法由于不需要单元网格,非常适用于分析非均匀材料的断裂问题。混凝土梁裂缝扩展分析利用无网格方法可以非常方便地调整节点分布的特点,通过增加裂缝节点和裂面边界的方法加以模拟。通过算例表明,利用无单元伽辽金法,可以较准确地分析混凝土宏观裂缝的产生、扩展以及裂缝宽度变化。     

基于初弯曲梁单元的大跨度悬索桥主缆弯曲刚度分析

针对大跨度悬索桥主缆的精细化分析中不能同时考虑主缆弯曲刚度、主缆初始弯曲、索鞍及缠丝等因素的影响,提出了一种新型的初弯曲梁单元来模拟主缆的弯曲刚度和初始弯曲,通过虚功增量方程推导其切线刚度矩阵,并编制了主缆非线性有限元程序,建立大跨度悬索桥主缆施工过程的有限元模型,计算中考虑了索鞍处主缆线形的修正及由缠丝引起的主缆弯曲刚度的变化.结果表明:弯曲刚度使主缆在恒载作用下的竖向变形减小,成桥状态时由此引起的主缆线形计算偏差没有超过工程精度的要求;成桥状态时靠近桥塔的吊索吊点处主缆的弯矩及弯曲应力显著,需要在大跨度悬索桥主缆设计和施工中加以考虑.     

基于传递矩阵法的变截面梁自振特性分析

在传统传递矩阵法的基础上,结合龙格-库塔法推导自由振动下变截面梁的节段和整体传递矩阵,结合边界条件建立梁自振频率特征方程,运用Wolfram Mathematic编程软件求解其自振频率,确定其前n阶振型;应用该方法与有限元软件ANSYS计算2个变截面梁、2个等截面梁的前3阶固有频率和振型并进行对比分析,结果表明该方法适用于所有变截面梁的自振特性分析,编程方便且计算精度高。     

受拉构件的索、梁特性变化参数研究

为研究受拉构件的索、梁特性变化关系,推导了具有抗弯刚度的受拉杆件在不同边界条件(两端铰接、两端固结及一端固结另一端铰接)下的线形计算公式,并利用张力刚度的概念,分析了索特性参数对受拉杆件线形的影响。分析结果表明:随着索特性参数数值的增加,构件的索特性增强;即使构件具有较大的弯曲刚度,当其承受巨大张力作用时,也可作为悬索来计算;在对结构进行有限元计算分析时,将构件简化为索单元将比梁单元节省存储空间和计算时间,索特性参数可作为简化依据。通过某空心梁算例验证了当张力增加时,杆件逐渐由梁特性表现为索特性,并最终与索结构理论计算结果趋于一致。     

基于梁单元简化模型的锂电池组碰撞安全临界条件的判定

针对现有电池单体有限元模型单元数量多、计算速度慢、在整车碰撞分析难以应用的问题,提出一种采用梁单元,反映电池单体壳体的压溃和弯曲特性的有限元模型。通过对比电池单体的轴向压溃、径向挤压和压痕试验结果,验证了建立的电池单体简化模型的有效性。应用该简化模型进行了6×4电池组撞击刚性墙和刚性墙撞击电池组两种工况的仿真,并根据电池单体短路失效临界应变,确定电池发生短路失效的临界撞击速度和撞击质量。结果表明,在电池组撞击刚性墙工况中,撞击速度为245 km/h时,靠近刚性墙第2和第3层电池单体最先失效;而在刚性墙撞击电池组工况中,撞击质量为16.06 kg时,最先失效的电池单体位于靠近刚性墙的第2层。因此,应依据不同的工况来确定电池组内首先失效单体的位置。     

变截面椭圆形独塔斜拉桥塔-梁结合段模型试验研究

为了解某变截面椭圆形独塔斜拉桥的桥塔-主梁结合段的静力学性能,建立了塔-梁结合段1∶8缩尺试验模型,采用大型地震荷载模拟加载装置对缩尺模型进行了竖向偏心加载试验。通过模型试验与有限元模拟相结合,研究了塔-梁结合段钢板、塔内混凝土和PBL剪力键的应力分布以及受力情况。研究表明:在1.7倍等效设计荷载作用下,该斜拉桥的塔-梁结合段处整体应力水平较低,混凝土竖向正应力约为11MPa,PBL剪力键的贯穿钢筋承受的最大弯曲应力为63MPa,钢板承受的最大压应力为227 MPa。研究成果揭示了该变截面椭圆形桥塔斜拉桥的塔-梁结合段在设计荷载作用下的静力学特性,为该类桥塔的设计提供了参考依据。     

基于拱梁分载法变形假定的拱坝有限元分析探讨

该文提出了一种基于拱梁分载法变形假定的拱坝有限元分析方法。利用大型通用软件ANSYS,在坝体径向纤维各结点处引入位移约束方程,进行基于径向纤维直线假定的典型拱坝三维有限元分析。研究表明,该方法的分析成果与拱梁分载法的成果十分吻合,有效地解决了有限元计算的应力集中难题;同时该方法对坝体网格划分的敏感性较小,具有一定的参考价值。     

基于微种群遗传算法的干道协调控制仿真计算研究

介绍了基于城市道路相邻交叉口的干道协调控制系统延误的计算方法,引入微种群遗传算法,利用计算机MATLAB程序对干道协调控制优化算法进行仿真计算,并与采用数解法得出的结果进行对比分析.结果表明对于方案选择型的控制方式是适用的, 提高了协调控制效果;同时奠定了优化算法的基础,以适应适时控制的需要.     

纤维微表处混合料配合比设计方法研究

现有微表处技术指南中微表处混合料的配合比设计方法存在一些技术缺陷,影响了微表处技术的应用与发展。提出在“图解法”确定的最佳乳化沥青用量范围内,采用低温弯曲试验峰值弯拉应变对应的乳化沥青用量作为微表处混合料的最佳油石比,经室内试验验证,该法具有较好的技术优越性。     

基于主元分析的车牌图像倾斜校正新方法

为解决机动车牌图像倾斜将对其字符分割与识别带来不利的影响,提出一种基于主元分析(PCA)的车牌图像倾斜校正新方法。在该方法中,PCA被用于求取坐标变换矩阵以进行图像旋转修正。将原始的像素坐标矩阵经过中心化后转换为2维协方差矩阵,再奇值分解为能反映图像倾斜方向的2维对角矩阵和坐标变换矩阵。算法的时间复杂度分析与试验结果均表明:相对于Hough等搜索倾角的校正方法,PCA方法缩短了计算时间1￣2个数量级,并且在污迹、光照不均等条件下也能获得较好效果。     

基于并行遗传神经网络算法的限制搜索区域最优路径方法

在大规模路网的路径诱导中，研究了基于神经网络的交通信息实时预测方法，构造了具有时变性的路阻矩阵，解决了传统静态路阻存在的局限性问题；探讨了基于并行遗传算法的最优路径求解问题，给出了相应的遗传、变异算子和群体更新方式，提出了矩形限制搜索区域方法，降低了并行遗传算法的搜索范围，解决了遗传算法在大规模路网中求解最优路径时存在的实时性差、收敛速度慢等问题；仿真实验表明该方法满足大规模路网路径诱导的准确性、实时性和快速性要求。     

基于界面理论纤维改性沥青与集料粘附性研究

基于表面能理论研究不同种类纤维与集料之间的接触角、粘附功以及接触角差,研究结果可为完善纤维对沥青混合料的改善机理以及更合理运用纤维的改善作用提供理论依据。     

体外预应力碳纤维条（带）加固方法研究

系统研究体外预应力碳纤维条（带）快速加固方法中体外预应力的产生和加固机理,提出体外预应力张拉力的算法和加固构件极限承载力的计算公式。介绍采用本加固方法的试验梁与采用CFRP条（带）普通粘贴加固方法的试验梁的加载破坏试验,在相同试验条件下,通过对比试验研究证明本方法加固效果显著,经济性更好,具有很高的推广应用价值。     

高速公路服务区适应性评价方法研究

科学地评价高速公路服务区适应性是服务区合理调整、改扩建的基础。通过建立高速公路服务区适应性综合评价指标体系,综合运用排队论、熵值法、TOPS IS、秩和比等定量分析方法,为服务区定量分析提供一种可行的评价方法,并结合河北省高速公路服务区进行了实例应用。结果表明,上述方法能较为科学、客观地进行高速公路服务区的适应性评价。     

基于分布式传感光纤的隧道二次衬砌全寿命应力监测方法

应用气吹灌浆铺设技术将分布式光纤传感器埋入二次衬砌混凝土内部,并将光纤传感器时变应力场监测结果与施工初期埋入的传统传感器初始应力场叠加,得到隧道二次衬砌的长期真实应力水平;通过对采用气吹灌浆铺设的光纤传感器进行标定试验,对二次衬砌长期应力场的监测断面进行应力水平分析,提出将时间序列分析方法应用于所有监测断面健康状态评估。结果表明:所提出的方法能够实现对隧道二次衬砌的全寿命健康诊断与评估。     

基于光纤陀螺的有轨结构形变检测方法研究

光纤陀螺(FOG)属于高精度的光纤角速度传感器,将其应用于结构连续形变检测时,检测小车行驶轨迹的偏差易导致系统测量精度不高.文中提出一种基于FOG的有轨结构形变检测新方法,即在待测结构表面敷设一条轨道,通过测量轨道线形来反演待测结构形变,使得系统测量精度得到明显提高.将该方法用于长度为9.5m的模型桥测试,结果表明,光...     

基于路基动应力的路基工作区深度确定方法研究

鉴于考虑路面厚度和材料刚度影响的 J．Boussinesg修正公式所得的路基工作区深度过小,仅至上路床部位,与实际情况不符。提出了基于竖向路基动应力分布规律确定路基工作区深度的方法。通过比较模型试验和计算模拟在竖向动应力和动位移沿深度方向的衰变规律,发现衰变规律在路基工作区深度范围符合性较好,验证了该方法的正确性与可靠性。对典型结构组合下路基动应力与工作区深度进行计算分析,分析结果表明：在标准汽车荷载100、130 kN 作用下,路基顶面动应力为6．4～13．4 kPa,相应的工作区深度为0．6～0．9 m。在重交通和特重交通的汽车荷载170 kN、200 kN 作用下,路床顶面动应力为12～20．6 kPa,相应的工作区深度为1．0～1.2 m,已进入上路堤范围0．2～0．4 m。