随机应力波形处理方法与疲劳寿命估算

本文讨论了处理随机应力波形的两种计数法及功率谱分析法,并通过实例将它们进行了比较循环应力幅统计结果及疲劳寿命估算结果表明:“四峰谷法”与“矩阵法”是两种具有相同计数效果的计数方法,功率谱分析法与计数法的寿命估算结果相近。     

危岩突发性崩塌应急安全警报系统研究

以断裂力学为理论指导,提出了不同于基于极限平衡理论的稳定分析法的断裂力学稳定性分析法,研发了三维应力采集器和危岩突发性崩塌应急安全警报系统.警报系统包括三维应力采集器、有线信息处理器、警报显示器.三维应力采集器区别于普通的应力采集器,它可采集危岩体内不同深度不同位置的应力.即危岩体内的三维应力,提取这些应力中最大的剪应...     

悬臂浇筑连续刚构桥施工阶段应力状态灰色评价

应用灰色关联度理论,提出了一种悬臂浇筑连续刚构桥施工阶段应力状态的灰色评价方法.基于施工阶段的应力监测数据,对应力实测值与理论值进行关联分析,依据关联分析结果对关键截面应力状态进行评价,进一步应用权重分析法评价全桥施工阶段应力状态,能全面、客观地评价桥梁施工阶段应力状态合理程度.采用该法对某城市轨道交通三跨连续刚构桥施工阶段应力状态进行了评价,评价结果反映了施工期应力状态与设计预期的对比情况,墩顶附近梁段自浇筑至成桥经历的施工工序较多、受力状态复杂,是连续刚构桥应力状态控制的重点.     

非稳态载荷对二维轮轨纯滚动接触应力和变形的影响

为了揭示轮轨波状表面与非稳态载荷的内在联系,利用有限元法,建立了二维弹塑性轮轨纯滚动接触计算模型,分析法向接触载荷波动值对钢轨残余应力、应变和变形的影响。模型中材料本构采用考虑棘轮效应的Jiang-Sehitoglu模型,非稳态仅考虑法向接触载荷的简谐变化,用弹塑性无限半空间表面上重复移动赫兹法向压力分布模拟反复纯滚动接触过程。发现非稳态法向接触载荷作用下产生同样波长的波状接触表面;随滚动次数的增加,残余应力增大,但很快趋于稳定,而残余应变也增大,但增大速率衰减;载荷波动值越大,波谷和波峰处的纵向残余应力越大,波谷处的轴向残余应力、残余剪应变和表面纵向位移越大,而波峰处的轴向残余应力、残余剪应变和表面纵向位移越小,波深越大。     

顶板-U肋焊缝焊接残余应力的分布特征分析

为研究顶板-U肋焊缝焊接残余应力的分布特征,利用ABAQUS有限元软件建立顶板-U肋足尺模型,采用生死单元法和热力耦合分析法对焊接过程进行模拟,明晰结构整体残余应力分布。研究结果表明：在增大焊接有效功率后可增大焊缝熔池面积,但功率过大会导致焊根烧穿,为获得合理有效的功率应将电流控制在300 A、电压控制在30 V左右;顶板-U肋纵向残余应力在焊缝及近焊缝区域为拉应力,远离焊缝区域为压应力并趋近于0。横向残余应力在焊根、焊趾处数值最大,相应部位存在疲劳开裂风险,近焊缝区域焊根应力大于焊趾应力,远焊缝区域焊趾应力大于焊根应力。基于分析结果,总结顶板-U肋焊缝各部位残余应力分布的特征规律,研究结果可为顶板-U肋焊接参数的优化设计与残余应力调控提供参考。     

不同理论在分析箱形梁畸变效应时的差异

为了更准确地分析箱形梁在偏心荷载作用下的畸变效应,对比了板元分析法、能量分析法两种不同理论在分析箱形梁框架畸变变形、畸变翘曲变形时的内在联系与差异,推导出了计算箱形梁畸变内力的控制微分方程.采用数值算例对两种不同理论及ANSYS有限元法的计算结果进行分析.结果表明:两种不同畸变理论计算得到的畸变几何特性参数λ_P、λ_E相等,且对于直腹板箱梁,两种理论具有统一性.畸变翘曲正应力随顶、底板长度之比b_t/b_d的增大而逐渐减小,采用有限元法计算时降低幅度最大,采用板元分析法计算时降低幅度最小.当b_t/b_d1.4时,采用板元分析法计算所得的畸变翘曲正应力与ANSYS有限元法计算所得结果更为接近;而当b_t/b_d1.8时,采用能量分析法计算所得的畸变翘曲正应力更为准确.     

动载作用下柔性车体结构疲劳寿命的仿真

为准确预测随机动载作用下柔性车体结构的疲劳寿命，将多体动力学仿真和有限元分析相结合，建立了车体多体动力学模型．计算了35个关键部位的载荷历程，并用准静态应力分析法获得了对应的应力影响因子．用模态分析技术获得了车体结构固有频率和模态振型，用子结构技术获得了车体有限元缩减模型．根据危险应力分布、应力时间历程以及Palmgren-Miner损伤理论，利用疲劳分析软件FE-FATIGUE的基于应力的安全强度因子分析法和MATLAB的WAFO技术对柔性车体结构疲劳寿命仿真．仿真结果包括损伤和疲劳寿命预测．     

动车组铝合金车体焊缝质量等级评价的应力因数计算方法

建立了某型动车组铝合金焊接车体的有限元分析模型，对焊缝部位进行简化建模，焊缝与实际存在的差异在等效结构应力计算中进行修正；基于标准BS EN 12663—1:2010分析了车体承受的载荷，采用Box-Behnken正交矩阵设计确定了车体的9个疲劳载荷工况；对车体有限元模型施加多轴载荷，分析了车体侧墙上的4条长焊缝部位的应力分布，确定了6个应力因数计算的关注点；采用名义应力法和等效结构应力法计算车体侧墙焊缝的应力因数，对比分析了2种应力分析方法。分析结果表明:2种应力分析方法在循环次数为1.0×107的许用应力范围不同，名义应力为16.40 MPa，等效结构应力为26.61 MPa；6个关注点的名义应力范围均小于其等效结构应力范围，得到的车体焊缝6个关注点的名义应力和等效结构应力的应力因数分别为0.33、0.25、0.50、0.49、0.76、0.62和0.23、0.24、0.39、0.45、0.61、0.48；针对同一焊缝的关注点，名义应力法计算的应力因数大于采用等效结构应力法计算的应力因数；名义应力法存在很大的分散性，导致应力因数偏大，而等效结构应力法物理意义更明确，计算的应力因数更为合理。      

云阳长江大桥主梁应力分析

斜拉桥主梁在施工中受力十分复杂。文中利用有限元分析法,对云阳长江大桥施工各个阶段的主梁应力进行了计算和分析,探讨了其安全性．同时总结了该桥在施工中的应力分布和传递规律。     

X射线衍射法测试高速列车车体铝合金残余应力

为了准确、无损、快速地检测高速列车铝合金的表面残余应力,采用等强杆拉伸试验方法,用X射线衍射法对测试结果进行标定,并用X射线衍射法、盲孔法以及有限元法对测得的车体铝合金焊接接头残余应力进行了对比.结果表明:等强杆拉伸试验标定过程中,在10～70 MPa范围内,随着拉伸载荷的增加,X射线法测得的应力与载荷应力具有一致性,可采用X射线衍射法对车体关键部位应力状态进行测试分析,X射线衍射法残余应力的数值略大于理论计算值和电测法计算值;车顶铝合金焊接接头最大残余应力可达146.3 MPa;X射线衍射法与等强杆标定方法、盲孔法、有限元计算模拟方法的残余应力结果保持了较好的一致性.     

土坡稳定滑移线数值分析法

结合有限元法、极限平衡理论和常微分方程的数值解法等，提出用于土坡稳定的滑移线数值分析法，该方法考虑土的应力应变关系和土坡失稳的破坏形式，从分析土坡应力分布的变化入手，直接确定临界滑裂面的位置，进而计算土坡总体安全系数。     

加权相似系数在公路主枢纽站场布局决策中的应用

针对层次分析法、模糊综合评价法等方法存在较多人为因素的缺陷,提出一种新的决策评价方法,即加权相似系数法。它把层次分析法与聚类分析中相似系数的概念结合起来,克服了主成分分析法、关联分析法等方法的不足,具有科学、简便、实用性强的特点。     

基于切槽法的混凝土梁体现存应力测试研究

针对平行切槽法测试混凝土构件现存应力的测试技术开展研究,理论模拟分析了不同初始应力、切槽方式、切槽深度等参数对应力释放效率的影响,并进行试件测试实验.利用拆除下的20 m后张预应力混凝土板梁构件进行加载试验,测得构件现存预应力状况,进行切槽法应力释放测试试验,获取切槽法表面压应力测试值.研究结果表明:利用切槽法进行混凝土构件表面应力测试,切槽深度达到切槽间距的1/3时,可完成构件表面正应力的释放,实梁构件的最大正应力释放测试值可达到实存正应力值的80％左右.     

无应力状态法在吊杆拱桥索力张拉控制中的应用研究

以一次成桥状态为目标,基于无应力状态法构建了索力调整目标函数,调用Matlab对吊杆索力进行了调整,并将计算结果与影响矩阵法进行了对比。结果表明：采用无应力状态法进行索力调整可使成桥最终状态与一次成桥状态更为接近,索力及无应力索长计算结果与一次成桥状态误差分别为2.51%、0.38%;影响矩阵法求解的索力及无应力索长与一次成桥状态误差达10.81%、5.26%,采用无应力状态法2项指标误差远小于影响矩阵法。     

橡胶沥青同步碎石应力吸收层的设计研究

针对橡胶沥青同步碎石应力吸收层的使用特性,在McLeod经验设计法的基础上,提出了以抗剪强度作为力学设计指标,并形成了橡胶沥青同步碎石应力吸收层的力学—经验设计法,同时给出设计示例;对采用两方法设计的应力吸收层进行了性能对比。研究结果表明:力学—经验法设计能设计出具有更高的抗剪强度、抗拉强度和动稳定度的同步碎石应力吸收层,值得推广应用。     

弹性力学平面问题解法的探讨

通过对应力函数法与应力分量法的比较，论述了按应力求解弹性力学平面问题时，如何选择合适的解法，以取得难度小，求解快的效果；并讨论了应力分量法的局限性。     

高速铁路路基下复合地基沉降计算方法

分别采用Boussinesq组合法、Boussinesq直接法、Boussinesq三角形法和德国DB836法计算地基附加应力,采用复合模量、承载力比值法所得模量和弦线模量作为地基模量,按12种组合形式来计算地基总沉降量,并与某高速铁路试验段的实测沉降进行比较。计算结果表明:当附加应力分别按Boussinesq组合法、Boussinesq直接法和德国DB836法计算,选用复合地基载荷板试验所得弦线模量时,计算所得的地基总沉降量同实测值非常接近,相对差值在1.57%~9.81%之间,满足高速铁路对地基沉降控制的精度要求。建议采用附加应力-地基模量方法进行高速铁路路基工程的地基沉降计算时,其中附加应力可按Boussinesq组合法、Boussinesq直接法和德国DB836法计算,地基模量选用弦线模量。     

正交异性钢桥面板焊接接头疲劳评估方法

传统正交异性钢桥面板疲劳性能评价方法评估精度不足,为准确评估其焊接接头的疲劳性能,基于线性累积损伤理论,探讨了结构应力法、切口应力法用于正交异性钢桥面板焊缝疲劳性能评估的可行性和准确性.以典型正交异性钢桥面板为研究对象,采用足尺模型试验和仿真分析,并结合已有试验数据对上述评估方法进行验证.研究结果表明:与结构应力法相比,采用切口应力法或传统名义应力法评价正交异性钢桥面板的疲劳性能时,评价结果的离散性大;采用结构应力法(离散度为3倍标准差的主S-N曲线时)更准确,适用于正交异性钢桥面板焊接接头疲劳性能评估.      

一种新的焊接构架疲劳分析方法

为了在多工况下进行焊接构架多轴应力的疲劳强度评估,在直接法和投影法的基础上,将二阶张量坐标变换的性质应用于构架的多轴应力疲劳评估,提出了张量法.该方法将多轴应力转换到同一坐标系和同一截面下,根据获得的最大应力和最小应力进行疲劳评估.以某型转向架焊接构架为例,建立了该构架的有限元模型,计算结构在多工况下的应力,并用直接法、投影法和张量法计算了焊接构架的疲劳强度. 通过临界面法和Ncode软件的计算,验证3种方法的合理性.结果表明:考虑多轴应力方向的张量法明显优于另外两种方法,与Ncode计算结果误差最小,为4.42%.      

加铺层防裂材料使用效果影响参数的灰熵分析

在层间铺设防裂材料是防止加铺层出现反射裂缝的主要措施,防裂材料的自身参数对其防裂效果有重要影响。首先基于断裂力学理论,通过有限元程序计算了在车辆荷载应力及温度应力作用下加铺层裂缝尖端的应力强度因子,然后采用灰关联熵分析法分析了防裂材料的宽度、厚度、模量及黏结系数等参数对其防裂效果的影响程度。分析结果表明,防裂材料与上下层间的黏结性能是影响其防裂效果的最重要参数。