点焊结构应力应变场数值模拟分析

采用ANSYS数值模拟软件,对点焊结构焊点附近的应力应变状况进行了详细的分析。分析结果表明,在点焊接头中应力和应变的分布是不均匀的,焊核中心的应力比较小,高应力区主要存在于热影响区内,即点焊接头热影响区附近是易于产生破坏的主要区域,且应力发展趋势是从母材贴合面与焊核交界线向外扩展。模拟分析试样变形状况与试验室点焊结构剪切拉伸疲劳试样的变形形状基本吻合,说明利用有限元数值模拟试验分析是可行的。     

胶焊,点焊和胶接接头应力分布的比较分析

采用三维弹塑性有限元数值分析方法，比较了分析了胶焊，点焊和胶接接头的应力分布情况，结果表明，胶焊接头与胶接接头的应力分布特征值基本相同，仅在焊点区内略有区别，胶焊接头中的胶粘剂有效地降低了点焊接头中焊点的应力，消除了其焊点过级处的应力集中，所得应力分布可合理解释已有强度试验结果。     

混凝土桥梁应力监测中温度影响的剔除方法

混凝土实测应变由温度应变、应力应变、收缩徐变应变等组成,从中获取反应结构受力的应力应变对桥梁受力评价和施工控制具有重要意义。本文通过分析混凝土应变的组成,基于混凝土应变和温度的同步连续监测数据,提出了以温度应变为主的非应力应变剔除方法,使监测应变能更精确地反应结构的真实受力状态,并以宁波市轨道交通4号线上跨杭深、萧甬铁路工程跨铁路节点桥为例介绍了该方法,从而为结构应力分析和施工控制提供了依据。     

柔性基层和半刚性基层沥青路面有限元对比分析

通过级配碎石承载板试验建立级配碎石基层材料的非线性承载力本构模型公式,利用ANSYS通用有限元软件建立柔性基层沥青路面典型结构平面模型。对粒料基层沥青路面和半刚性基层沥青路面结构受力进行分析,包括柔性基层沥青路面在不同受力条件下应力、应变的传播规律以及与半刚性基层沥青路面之间的应力、应变传播差异。     

基于Hyperworks的某驾驶室结构强度优化研究

为优化某商用车驾驶室强度性能,文章基于有限元方法对驾驶室进行了强度分析,同时采集试验场实车驾驶室应力应变,试验结果显示,特定路面钣金位置应变很大,对驾驶室结构进行了局部优化,CAE分析结果满足要求及路试考核通过。     

点焊熔核成过程数值模拟计算方法的研究

介绍了模拟点焊熔核形成过程的三维电－热有限差分模型。提出了点焊过程导电－传这间耦合作用的数值模拟分析方法，在微开发环境上编制了计算程序，并对数字温度文件进行了伪着色图象处理，该模型提供了一种有效的点焊过程理论分析手段。     

汽车驱动桥壳动态应变场的模态分析

根据模态分析原理，阐述了结构应变模态的特点及测试方法，建立了微型汽车驱动桥桥壳的动态向应模态模型，根据此模型，可计算出任意载荷条件下结构的应变响应，准定疲劳危险点，进而可进行结构疲劳分析的计算机模拟。     

各种应变速率下不同设备获得的高强度钢板应力-应变曲线比较

精确测定钢板在不同应变速率下的应力-应变关系曲线是评估汽车冲击吸能零件防撞性的重要环节。但在超过10/s的高应变速率下,由于应力波在测力传感器中的干涉,采用传统的拉伸测试仪器,会影响到应力-应变关系测量的准确性。为获得在高应变速率下精确的应力-应变关系,目前已开发多种型式的拉伸试验系统。本文选取其中6种系统来获得高强度钢板的应力-应变关系,对各种方法测得的应力-应变关系进行了比较,并对其特征进行了描述。在超过5%的应变区域,各类型的试验系统得到的应力-应变曲线都比较一致;但在低于5%的小应变区域,当应变速率达到10~3/s左右时,所得到的应力-应变曲线因试验系统的不同而不同。另外,动态应力-应变曲线在汽车车身零件防撞性评估中的作用也得到了肯定。     

桥梁体外FRP索应力的分布式光纤检测试验研究

以单模光纤测量AFRP索的应变为例，对BOTDR分布式光纤传感技术用于检测桥梁体外FRP拉索应力（应变）的可行性进行了试验研究。单根索的循环张拉试验表明，50次循环后BOTDR所得应变与位移计所得应变的相关系数仍迭0．998。体外预应力T形截面桥梁模型受弯试验中，BOTDR对体外四折线形预应力AFRP拉索应变的测量结果与应变计测量结果的相对误差基本在5％以内。研究表明，紧套单模光纤柔软纤细，粘贴工艺简单，能准确地测得被测索的应变。     

柔性路面基层应力应变的简式计算

在作者已有工作的基础上，对常见路面结构基层的弯拉应力和弯拉应变进行了大量的计算和分析，修改了柔性路面基层弯拉应力回归逼近的数学模型，并提出了基层弯拉应变的回归数学模型，得到了基层弯拉应力和弯拉应变的两上近似公式。精度分析表明，两个近似公式的精度很好，与解析解相比，绝大部分误差可控制在２％以内，可以满足工程设计和理论研究的需要。     

Fatigue design approach for the spot-welded T-type member using a simulated single spot-welded joint

In order to develop a fatigue design method for actual railroad car and commercial vehicle body structures using the fatigue data of simulated single spot-welded lap joints, we first analyzed the stress distribution and evaluated fatigue strength of spot-welded T-type members that are the components of actual railroad car and commercial vehicle body structures. Next, fatigue design approach of these members using the fatigue data of single spot-welded lap joints was investigated. From our results, we found that, even though there was a quantitative difference of fatigue strength between the single spot-welded joint and the actual members over the same number of fatigue cycles, through the use of appropriate correction, the fatigue design criterion of actual spot-welded members, such as those used in railroad car and commercial vehicle body, can be predicted using the fatigue strength of single spot-welded joint.     

铝合金点焊接头疲劳性能研究及寿命分析

为了支持多环形纹路表面电极帽式铝合金点焊接头在车辆正向开发中的设计应用,设计并开展了一系列的铝合金点焊接头疲劳试验研究和疲劳寿命预测方法研究。过程中获得了点焊接头的载荷-寿命对应关系,总结了铝合金点焊接头疲劳强度受载荷方向、母材强度及厚度等因素影响的普遍规律,分析了铝合金点焊接头的疲劳失效破坏模式,并提出了评价铝合金点焊接头疲劳寿命的S-N曲线,可以有效指导铝合金点焊接头的抗疲劳设计开发工作。     

基于动态响应特性的点焊疲劳损伤与寿命预测研究

通过动态响应试验对单点点焊接头疲劳过程中固有频率的变化进行研究,查明了最适宜点焊疲劳损伤分析的模态阶数;并利用三维动态有限元模拟了点焊接头疲劳裂纹扩展过程中频率变化特性.最后根据疲劳试验数据,给出了适合于点焊接头的疲劳寿命预测方程.     

大粒径沥青混合料基层结构抗裂机理分析

为研究大粒径沥青混合料基层的抗裂机理,采用多层弹性理论程序计算了不同结构类型路面内荷载作用产生的应力应变,基于瞬态传热假设建立了平面有限元模型,计算了降温时路面结构内的温度应力和应变,得到了荷载与温度耦合下各结构层的变形和受力特性。研究发现,当考虑车辆荷载和快速降温共同作用时,快速降温所引起的温度应力远大于标准荷载引起的荷载应力,说明快速降温的温度应力对路面的开裂起主要作用。同时,通过两种结构对比,发现采用ATB 30基层结构的沥青混凝土面层的温度和荷载应力应变均小于传统的半刚性基层沥青混凝土路面。因此认为,设置沥青稳定碎石基层是一种减少沥青混凝土路面开裂的有效方法。     

碎石化水泥混凝土路面加铺层结构研究与设计

该文采用有限元法建立了碎石化条件下混凝土路面二维平面应变模型,对标准轴载和超载条件下不同类型加铺层结构的力学响应进行了计算,分析了路面弯沉、层底拉应力、层底拉应变等指标,提出半刚性基层加碎石化沥青薄层结构的有关建议。     

黏土一维剪切流变的等效时间线模型（双语出版）

为揭示变剪应力作用下黏土的流变特性,建立了一维剪切弹黏塑性模型。参照Yin等提出的等效时间流变模型的建模思路,将剪切应变速率分为弹性剪切应变速率和黏塑性剪切应变速率。弹性剪切应变速率与加载路径无关,用非线性函数模拟。而对于黏塑性剪切应变速率,首先基于Singh等提出的常剪应力作用下的蠕变速率经验公式推导黏塑性剪切应变、等效时间与剪应力之间的函数关系式;然后参照Yin等提出的等效时间法,把该关系式通过等效时间代入蠕变速率经验公式,获得以剪应力和剪应变为变量的黏塑性剪切应变速率式。弹性剪切应变速率式与黏塑性剪切应变速率式之和即为一维剪切流变的等效时间线本构关系式,再通过淤泥质黏土的分级加载试验和黄土的加卸载试验与该本构关系式剪切应变表达式之间的比较,验证该模型在变剪应力加载下的适用性。研究结果表明：所构建模型的预测曲线和分级加载试验曲线、加卸载试验曲线吻合较好,这说明该模型在变剪应力加载下具有较好的适用性;模型良好的预测性也说明其建模过程中用到的等效时间法不仅适用于一维压缩流变,还适用于一维剪切流变,拓展了等效时间法的应用范围。     

膨胀土侧向膨胀力试验研究与应用

侧向膨胀力是膨胀土支挡结构设计计算中的关键参数。为揭示并表征膨胀变形影响下侧向膨胀力的变化规律，研制二维膨胀仪，提出侧向膨胀力试验方法，以广西百色压实膨胀土为对象，分别研究竖向膨胀和侧向膨胀影响下侧向膨胀力的变化规律，并建立相应的关系表达式。试验结果表明：恒体积浸水条件下，侧向膨胀力与竖向膨胀力之比为0.42；完全侧限条件下，侧向膨胀力会因竖向膨胀的增大而减小；竖向应力通过影响竖向膨胀变形从而间接影响侧向膨胀力；竖向膨胀相关的侧向膨胀力折减系数D_f随竖向应力比（竖向应力与竖向膨胀力之比）的变化可用幂函数表征。保持竖向膨胀不变条件下，侧向膨胀力会随侧向应变（侧向膨胀率）的增大而减小；侧向膨胀力越大，最终侧向应变越大；侧向膨胀相关的侧向膨胀力折减系数R随侧向应变比（侧向应变与最终侧向应变之比）的变化亦可用幂函数表征。以浸水条件下大型膨胀土挡墙为例，应用该试验成果分别计算挡墙静止和被推移时的侧向膨胀力沿深度的分布，实测结果验证了计算结果的合理性。提出的侧向膨胀力试验方法和表征公式简单实用，可提高膨胀土支挡结构设计计算中关键参数取值的准确性。     

沥青混凝土路面结构组合力学分析

沥青混凝土路面面层厚度和基层模量是路面结构设计中的重要参数。采用3种典型路面结构,分析基层模量变化时的面层最大剪应力和层底弯拉应变的变化趋势。结果表明,增加沥青混凝土层厚度和增大基层模量能减小层底弯拉应变,有利于获得更长的结构疲劳寿命。同时,基层模量增大使面层剪应力增大。为此,在原有的层底弯拉应变和基顶压应变指标的基础上,提出增加抗剪指标以控制基层模量在合理范围内,防止出现过早的局部损坏。最后,提出了长寿命沥青混凝土路面组合设计的建议。     

基于突变理论的软粘土蠕变变形经验公式研究

将尖点突变模型和燕尾突变模型应用于软粘土三轴剪切蠕变试验的蠕变变形经验公式研究,得到了不同应力水平的剪应力-轴向应变-时间(q-ε1-t)之间的关系表达式,以及能综合描述各种应力水平的围压-剪应力-轴向应变-时间(σ3-q-ε1-t)之间的关系表达式,两种表达式均与数据吻合良好。     

异形钢桥面铺装受力特征研究

为研究异形钢桥面铺装受力特征,选取典型异形钢桥并采用不同建模方法进行分析,与现场加载试验对比后发现,曲桥模型更为精确。采用曲桥模型分析后发现异形钢桥面铺装的受力特征与常规钢桥面铺装存在较大区别,其受力特征为:随着铺装层弹性模量的增加,最大拉应变处的层顶拉应变值不断减小,层底拉应变不断增大,层底最大剪应力则先增大后减小,之后再增大。