基于有限元仿真车轮多轴疲劳强度分析

基于UIC510-3规程和热负荷试验,确定了车轮疲劳强度分析的计算载荷工况,采用有限元方法数值模拟了运行状态下车轮的应力变化规律,进行了车轮疲劳强度评定．采用最大主应力方法将多轴应力状态转化为单轴应力,通过Haigh—Goodman疲劳极限方程,得出机械载荷下车轮辐板孔的疲劳强度满足要求;采用Goodman方程,将制动热负荷产生的零．拉脉动循环转化为对称循环,根据辐板材料的S-Ⅳ曲线评价,得出单纯制动热负荷下辐板孔满足疲劳强度要求;提出制动热应力与机械波动应力的叠加方法,采用Miner法则预测机械载荷与制动热负荷组合作用下辐板孔裂纹的形成寿命．由不同载荷下车轮疲劳强度的评价结果,判断出导致辐板孔边裂纹形成的载荷因素是机械载荷与坡道制动的综合作用．     

考虑初始空隙压密的岩石变形全过程本构模型

为了建立能够准确模拟岩石变形全过程的本构模型,深入分析了现有统计损伤模型难以描述岩石初始非线性变形阶段的局限性.综合考虑岩石的变形机理,将岩石抽象为由空隙和骨架组成的材料,分析了岩石变形及空隙与骨架两部分变形之间的关系,提出了空隙应变比K的概念;利用岩石三轴试验结果,提出了岩石骨架和空隙两部分应变的计算方法,推导了K的...     

李家巷大桥静载试验及钢混结合段受力分析

分析了李家巷大桥主桥4个控制截面在7种荷载工况下的应力状态。采用通用有限元程序ANSYS建立了主桥钢混结合段的空间有限元模型,并重点分析了钢混结合段的各项力学指标。综合分析表明,桥跨结构在设计荷载作用下处于弹性工作阶段,其刚度和承载能力满足设计要求;钢混结合段部位、结构总体受力合理,各项力学指标均满足规范相应的要求。     

沥青混凝土桥面铺装受力特性的有限元分析

针对混凝土桥梁沥青混凝土桥面铺装层的受力状态,建立力学分析模型,并通过对桥面铺装体系在各种荷载作用下的受力分析,分析铺装层的变形情况,研究其应力变化规律,确定铺装层与桥面板连接刚度的适宜范围．为桥面铺装层设计提供力学理论依据。     

顶板横向预应力作用下宽箱梁空间效应分析

针对宽箱梁受力表现出较强的空间效应的特点,建立精细化的空间有限元模型,以恒载(自重加二期恒载)作用下的力学分布作为基础,对比研究了考虑顶板横向预应力作用时的宽箱梁受力特点,得到了一些有益的结论。     

强度等级对混凝土动态抗压特性的影响分析

混凝土的动态与静态力学特性有很大的不同.为了明确混凝土在动态荷载作用下的抗压特性,以及强度等级对其动态抗压特性的影响,通过试验得出各等级混凝土在高应变速率下的力学性能相较于静态时力学性能的变化,为建立动态作用下的混凝土力学本构关系打下基础.     

密布弹簧单元支承模型的水泥混凝土路面板脱空分析

该文对传统块状地基模型进行改进,采用ANSYS建立密布弹簧单元支承的水泥混凝土路面板模型,假设路面板下地基局部脱空和地基初始反应模量不均匀下降,对不同脱空位置和脱空面积下路面板应力应变的变化进行分析。分析得出:当重载作用时,随着脱空区域的扩大,路面板的竖向弯沉及拉应力均会出现不同程度的增加,板角脱空时比板边脱空时的情况更加敏感,板角脱空时路面板的最大拉应力更容易突破极限抗拉强度。     

轮胎与钢桥面铺装接触力学分析

为进一步分析钢桥面铺装的真实受力特性,对轮胎与钢桥面铺装的接触力学行为进行了研究.通过建立轮胎模型,对轮胎接地压力进行计算,并与实测数据对比验证了轮胎接触模型的准确性;通过建立轮胎与桥面接触模型,对不利荷载位置时桥面铺装的力学响应计算与分析,得出铺装层竖向位移、铺装层顶弯拉应力、粘结层剪切应力的分布特性,指出桥面铺装典型病害产生的力学机理;通过对设定的一组铺装层计算模量对应的铺装层力学响应极值进行计算,得出铺装层弯拉劲度模量变化对铺装层力学响应的影响规律,并对比分析了轮胎荷载与均布荷载对结算结果的影响作用.结果表明：在等量荷载条件下,采用轮胎与桥面接触模型计算出的铺装层最大层顶反弯应力、粘结层最大剪切应力均明显大于采用均布荷载的计算结果,其中：铺装层层顶反弯应力增幅约为5%,粘结层剪切应力增幅约为9%.采用轮胎与桥面接触模型进行钢桥面铺装设计会更为安全.     

典型藏式古建木构梁柱连接传力机理分析

为研究典型藏式古建木构梁柱连接的力学性能,采用非线性有限元方法,建立梁柱连接的实体模型,分析了在楼面竖向荷载作用下,组成梁柱节点的各组件的受力状态,从而获得竖向荷载下节点的传力机理及破坏模式.研究结果表明：在楼面竖向荷载作用下,梁、弓木为受弯构件,垫木为横纹承压构件,斗、柱为顺纹承压构件,暗销主要承受顺纹压力、横向剪切力,组件之间通过接触面的摩擦力、挤压力及暗销剪切力传递荷载,以协同工作.节点的破坏极限采用应力准则确定,当梁受拉侧屈服时认为节点发生破坏.     

新型装配式UHPC华夫型上翼缘组合梁受力性能

为综合解决传统钢-混凝土组合结构中混凝土桥面板自重偏大和负弯矩区易开裂的问题,引入超高性能混凝土（ultra high performance concrete,UHPC）华夫板代替普通混凝土桥面板,提出一种新型组合梁—装配式UHPC华夫型上翼缘组合梁. 以某典型3跨连续梁桥为研究对象,分别建立3跨连续梁整体和中支座区域梁段的有限元模型,研究了不同荷载工况下新型装配式UHPC华夫型上翼缘组合梁的受力性能,分析了UHPC华夫型上翼缘关键设计参数对该新型组合梁力学性能的影响规律,对比研究了组合榫型剪力槽与栓钉型剪力槽对该新型组合梁受力性能的影响. 研究结果表明:在恒 + 活组合作用下,中支座负弯矩段华夫型上翼缘纵肋底缘和面板最大拉应力均小于配筋UHPC的抗拉强度设计值;当UHPC华夫型上翼缘纵、横肋宽90 mm、高200 mm,纵肋间距700 mm,横肋间距600 mm,面板厚60 mm时,UHPC华夫型上翼缘受力较为合理;组合榫型剪力槽更适用于新型装配式UHPC华夫型上翼缘组合梁.      

超载作用下沥青混凝土桥面铺装的力学性能

针对交通量和重型车辆的增加,桥面病害普遍的问题,以20m的简支板桥为例,建立三维有限元模型,对不同荷位下的铺装层的力学性能进行分析,为铺装层的设计施工提供了理论依据。     

钢桥面力学分析合理有限元模型研究

钢箱梁桥面板的结构特性直接影响着其上沥青铺装层的受力,因此进行有限元力学分析时必须确定合理的结构模型。在多次计算的基础上,通过比较相同荷载作用下模型各个关键结点的位移、应力、应变等力学指标,最终确定了横向上包括6个U形加劲肋、纵向上包括3跨面板范围的基本简化模型,并对单元类型、单元大小等进行了讨论。通过实桥检测,验证了简化模型的可行性,分析了理论计算值与实测值误差的来源。     

波形钢腹板组合梁桥静力荷载试验

静力荷载试验能够有效地检验桥梁结构安全,文章针对波折腹板组合梁桥进行了静力加载试验,并采用有限元程序ANSYS建立模型,重点分析了各项力学指标。试验和分析结果表明：桥梁测试截面的实测挠度和应力均小于计算值,且在设计荷载作用下处于弹性工作阶段,满足设计要求,为今后同类型桥梁结构的发展积累经验。     

填土中的钢筋砼箱形变截面桥墩受力分析

以重庆梁万路半坡大桥右线为例,对变截面空心桥墩在高填土作用下的受力行为进行了分析,通过指定荷载梯度模拟填土压力,计算结果全面反映了钢筋砼变截面箱形墩的受力状况.     

填土中的钢筋砼箱形变截面桥墩受力分析

以重庆梁万路半坡大桥右线为例,对变截面空心桥墩在高填土作用下的受力行为进行了分析,通过指定荷载梯度模拟填土压力,计算结果全面反映了钢筋砼变截面箱形墩的受力状况.     

模拟酸雨侵蚀环境下钢筋混凝土结构长期性能研究综述

为深化对酸雨侵蚀环境下钢筋混凝土结构长期性能演变机制的认识,论述了酸雨侵蚀作用下混凝土材料腐蚀机理、侵蚀模型和物理力学性能时变过程;分析了酸雨锈蚀钢筋的溶液腐蚀机理和大气动态冲刷机制,总结了锈蚀钢筋形貌表征与锈蚀率指标定量化研究成果,归纳了已有锈蚀钢筋力学性能退化模型和本构模型,概述了钢混界面黏结性能演变规律和黏结-滑移本构关系模型;梳理了梁、柱构件及结构静、动力学性能演变规律的室内试验结果、理论计算方法和数值仿真结果的最新研究进展与不足,并展望了未来的研究方向与重点。研究结果表明:酸雨腐蚀混凝土可归因于酸雨离子成分的交互作用,亟需适用性较强的理论模型以揭示腐蚀和扩散机制;室内加速试验揭示了酸雨侵蚀作用下混凝土物理力学性能时变规律,应完善室内加速试验制度,搭建耦合宏细观层次关键指标的混凝土损伤评价体系和预估模型;酸雨加速锈蚀钢筋试验多基于均匀锈蚀,钢筋腐蚀方法和形貌表征逐渐向不均匀锈蚀发展,应进一步发展高精度扫描技术,借助统计分析理论建立钢筋不均匀锈蚀特征参数,优化钢筋力学性能退化模型;通电锈蚀试验和拉拔试验演绎了钢混界面黏结性能演化规律,并建立了黏结-滑移本构关系,但忽略了实际钢筋混凝土结构的受力特点,且锈蚀过程显著区别于自然锈蚀,应考虑酸雨环境与材料特性复杂多变的特点,研究细微观钢混界面损伤行为,揭示酸雨环境、材料特性与黏结性能的内在关系;酸雨侵蚀钢筋混凝土结构时效性能研究多集中在试件层次,且采用腐蚀试验与承载力试验分阶段进行,忽略了荷载-环境的耦合作用,试验所设环境较为单一,试验制度与方法亦未统一,应对标实际工程,考虑实际结构承载和环境工况,搭建长期荷载-酸雨侵蚀耦合作用试验系统,探索荷载-环境-材料多场关联机制,完善理论计算方法与数值仿真手段,揭示结构长期性能演变过程,并推动现场暴露试验发展,量化室内-现场映射关系,指导工程实际。      

含水率和腐蚀因素对钢筋混凝土柱抗震性能的影响

通过分析混凝土试块浸泡在水中和不同浓度腐蚀溶液中力学性能变化的试验结果,回归出混凝土抗压强度和弹性模量随含水率或腐蚀时间变化的计算模型,并通过纤维模型有限元程序OpenSees,对不同含水率或不同腐蚀程度的钢筋混凝土模型柱在低周往复荷载作用下的受力性能进行了模拟.结果表明：随着含水率的增加,两种养护条件下,构件抗震性能降低的程度较小,但随着腐蚀程度的增大,构件耗能能力和延性的降低及承载力和刚度的衰减比较显著.     

PP/PVC共混体系的研究进展

综述了国内外有关聚丙烯/聚氯乙烯共混体系的形态结构、热性能、动态力学性能、流变性能和物理力学性能的研究进展。分别介绍了非反应性、引入特殊作用基团和超支化聚合物增容剂改性聚丙烯/聚氯乙烯共混体系对其性能的影响。在聚丙烯/聚氯乙烯共混体系中加入增容剂使聚丙烯/聚氯乙烯共混体系的力学性能得到提高,两相之间的相分离程度减小,相容性改善。尤其是超支化聚合物增容剂和其它增容剂同时改性聚丙烯/聚氯乙烯共混体系,能够更加有效的提高其性能。     

考虑流固耦合效应的水下盾构隧道受力特性

为探讨水下盾构隧道施工期流固耦合效应对管片衬砌结构受力的影响,以广-深-港(广州-深圳-香港)铁路客运专线狮子洋越江盾构隧道为依托,建立了该盾构隧道数值分析模型,计算作用在管片结构上的水压,并对隧道施工和运营期间管片结构所受外荷载、内力进行了原位测试;将计算水压力施加到梁-弹簧模型上,得到考虑施工期流固耦合效应的盾构隧道结构受力.研究结果表明:受注浆压力影响,目标环管片刚脱环3~5环时,所受水压力波动较大;脱环10环后,随注浆压力的逐渐消散和流固耦合效应的消失,管片所受水压力接近于该处的静水压力.      

混凝土单轴动态受压力学性能试验研究

混凝土是典型的速率敏感性材料,其在动态荷载作用下与在静荷载下的力学特性有很大的差别.混凝土在动态荷载作用下的力学特性往往会对结构工程的安全性和可靠性起着决定性的作用.通过对混凝土进行单轴动态受压性能试验,分析试验结果,研究得出了混凝土单轴动态受压力学性能.