开孔补强对受剪复合材料工字型梁腹板稳定性的影响研究

文章通过试验与数值仿真计算研究了开口与补强对复合材料工字型梁腹板稳定性的影响。含长圆形开口复合材料工字型梁腹板一端被固定在试验架上,另一自由端被施加竖向剪切载荷。运用有限元软件Nastran对两种不同类型的复合材料工字型梁腹板(带长圆形开口和带开口补强)进行仿真分析,利用线性屈曲计算得到屈曲荷载,通过非线性静力分析研究其后屈曲过程,并通过实验验证了数值模型和仿真计算结果。在非线性分析中对工字型梁载荷—挠度的响应进行了分析,并用"蔡吴失效准则"预测了工字型梁的首层破坏载荷。研究结果表明:工字型梁腹板的长圆形开口周边应力/应变集中现象显著,应变值为非开口区域的三倍以上;插层补强能有效地降低口边应力/应变集中程度,同时使其结构稳定性承载力提高88%,极限破坏载荷提高了46.3%。本研究可为指导含孔梁腹板结构优化设计及其在实际工程上的选型应用提供试前分析依据和参考思路。     

箱型梁极限承载能力试验与理论研究

本文对箱型梁船体模型作了总纵极限承载能力试验研究,应用基于塑性节点法开发的程序和通用非线性有限元模拟方法对该模型进行了数值计算,获得了与试验较为一致的结果。在试验与理论分析的基础上,提出了估算箱型梁船体结构极限强度的解析计算方法,通过算例考核认为本方法可用于工程结构设计。     

起重机工字型截面梁结构优化设计探讨

通过分析起重运输机械中常用的工字梁截面的破坏形式以及校核强度和稳定性的方法,找出工字梁截面设计中主要的影响因素,从而得到优化设计的理论依据.选择合理的腹板及翼板的宽度和厚度,可以使截面应力均匀分布,进而节约钢材.     

船体结构极限强度模型试验技术研究

船舶结构的极限承载能力是反映船舶结构安全可靠的重要指标,历来受到船舶工程界的广泛关注;而模型试验技术对船体梁极限承载能力研究拥有重要的意义.本文首先对船体极限强度相似模型设计进行研究,提出了稳定性相似模型补偿的设计方法;接着结合多例经典船体梁缩比模型试验与非线性有限元数值仿真计算结果相结合的对船体梁极限承载能力进行预报的案例,分别从相似准则、弯扭组合极限强度、弯剪极限强度等几个不同的侧重点分别对各个案例进行了详细的总结分析;最后列举了本研究组曾开展的其他若干经典极限强度模型试验.为今后船体梁极限承载能力模型试验研究提供了参考.     

剪跨比对碳纤维布加固钢筋混凝土梁受剪承载力影响分析

本文对碳纤维布加固钢筋混凝土梁关于抗剪极限承载力现有计算方法进行分析,发现梁的剪跨比是影响其抗剪极限承载力一个重要因素;对相关研究试验数据进行拟合分析,对抗剪极限承载力公式进行了修正并通过模型验证进行了安全性,研究成果可为碳纤维布加固混凝土结构设计提供参考。     

高速船规范中有关强度衡准的讨论

通过对高速船极限强度状态的分析，讨论了板格的极限强度和两种总纵强度失效模式，给出了对应于两种失效状态下船体梁的极限弯矩计算方法，并结合实例计算分析，对中国船级社有关规范的总纵强度衡准进行了讨论。     

非连续级配再生自密实混凝土梁受弯性能分析

采用一种非连续级配再生自密实混凝土制成的钢筋混凝土梁,进行受弯对比试验,研究此混凝土梁受弯时的破坏特征、开裂弯矩和极限受弯承载力;并将试验结果与现行混凝土结构设计规范中的相关公式进行比较分析.结果表明:非连续级配再生自密实混凝土梁与普通混凝土梁破坏形态和特征相似;实测开裂弯矩小于普通混凝土梁;运用现行规范公式计算的极限承载力满足强度要求,并有足够安全储备.     

基于船体极限强度和碰撞剩余强度的HCSR对比分析

2013版HCSR对极限强度和船体梁载荷计算的诸多安全系数和公式做出了新的修正。第五章船体梁强度新增加针对船体梁剩余强度的计算和校核。本文基于Smith法,根据2013版HCSR中船体梁载荷计算公式和极限强度计算流程的规定,考虑材料屈服、结构单元屈曲及后屈曲的特性,应用Fortran程序设计语言编写船体极限强度计算程序,以某76 000 t散货船为例,对完整船体的极限强度进行计算,对碰撞状态下破损船体的剩余强度进行计算并校核承载能力。通过对比ABS和DNV规范中的碰撞模型,2013版HCSR指定的剩余强度校核公式及船体梁载荷计算公式中选取的校核公式更严格。     

船体梁极限强度非线性有限元计算方法研究

文章针对Dow 1/3比例护卫舰模型,进行多种方案的船体梁极限强度非线性有限元计算,通过与Smith方法和模型试验结果的对比分析,研究船体梁极限强度非线性有限元建模技术,给出一种较为准确高效的船体梁极限强度非线性有限元计算方法。对于完善《船体梁极限强度的非线性有限元方法计算指南》具有一定的参考价值。     

竖向均载下轻钢门式刚架极限承载力有限元分析

基于非线性板壳有限元结构分析方法,运用有限元分析软件ANSYS,对轻钢门式刚架考虑柱腹板屈曲,梁腹板不屈曲的极限承载力进行材料、几何双重非线性分析,研究了柱腹板高厚比、翼缘宽厚比、斜梁坡度、高跨比等几何参数的变化对刚架极限承载力的影响．计算结果表明：增加柱腹板厚度、柱腹板高度、翼缘厚度、斜梁坡度、高跨比可以提高刚架极限承载力;柱腹板高厚比在60～135范围内,翼缘宽厚比在9～15．43范围内变化时对承载力影响较大;而斜梁坡度在1／8～1／24范围内,高跨比在1／12—1／8范围内变化时对刚架极限承载力的影响较小,工程分析时可以忽略它们的影响．     

港口工程高强钢筋混凝土梁受剪极限状态分析

通过对配置HRBF500高强钢筋的混凝土梁在集中荷载作用下的受剪试验,并依据《水运工程混凝土结构设计规范》条文规定,研究该高强钢筋在港口工程混凝土受剪构件中的应用。试验观测构件斜裂缝开展规律及破坏形态,采集构件不同状态时的荷载数据。依据《港口工程荷载规范》条文规定,并引入荷载长期影响系数,分析构件斜截面极限承载力及正常使用极限状态斜裂缝宽度。研究结果表明,配置高强钢筋的混凝土梁斜向开裂规律与普通梁基本相同,其钢筋强度可以被充分利用,基于水运规范所得极限承载力和考虑荷载长期影响的正常使用阶段斜裂缝宽度满足要求,且有较好的安全储备。     

基于CSR共同规范的船体梁极限强度分析

基于CSR共同规范编制船体梁极限强度的简化逐步破坏法计算程序,以12 000 DWT油船为工程实例,按共同规范的两种方法(简化逐步破坏法、有限元法),分析该船体梁的极限强度。研究表明,该油船极限强度校核应重点关注甲板部分结构;简化逐步破坏法可快速准确地计算船体梁的极限弯矩,相对较成熟;而非线性有限元法方面,共同规范需要在模型化技术方面进一步完善相关细节,就未破损船体梁极限强度计算而言,建议可在模型纵向尺度和横向构件建模方面做适当简化。     

典型箱型梁极限强度模型试验分析

为验证和完善船体结构极限强度非线性有限元法,采用高强度钢,设计典型箱型梁4点弯曲模型,开展极限强度模型试验,得到典型箱型梁模型的极限承载力和应力分布情况,与模型试验数值仿真的结果对比,结果吻合,可为船体结构极限强度计算方法研究提供试验支撑。     

带竖缝钢筋混凝土剪力墙的设计与构造研究

为实现竖缝墙的设计思想,考察带竖缝剪力墙设计方法,提出了补充设计计算和构造措施,包括梁柱连接和梁腹板,应补充受剪强度计算;当受剪强度不满足时,建议增加竖缝墙和钢柱的抗剪件连接,该构造可同时满足安装要求;建议竖缝剪力墙上端与钢梁采用竖向孔高强度摩擦型螺栓连接,以实现竖缝剪力墙不承受竖向荷载,只承受水平力的设计思路．建议参考钢筋混凝土设计规范（GB50010—2002）对竖缝剪力墙受剪承载力进行设计计算．     

薄腹板T型梁的稳定分析

通过薄腹板T梁的稳定性理论分析,推导出列车运营荷载作用下梁整体稳定极限承载力和腹板屈曲的极限承载力,并利用ANSYS对24m高强度混凝土T型梁进行了有限元分析。     

基于国军标对腹板开孔强横梁加强方式的讨论

为满足船体空间的布置需要,船体横梁腹板的开孔参数往往会超出规范要求,从而对其横向极限承载能力造成不利影响。因此需要采取加强措施,以保证其原有的横向极限承载能力。针对该问题,本文选取一强横梁为研究对象,参照GJB 4000-2000对腹板开孔及加强方式的相关规定,分析强横梁在腹板开孔加强情况下的横向极限承载能力,并就超规范腹板开孔强横梁的加强方式做一些讨论。通过分析和讨论,得到一些可供超规范腹板开孔强横梁加强设计参考的结论和建议。     

破损船体的剩余极限强度分析

基于ABS和DNv规范关于剩余强度规范要求,对船舶碰撞与搁浅的破损部位和范围的假定,考虑了发生碰撞与搁浅破损后,其船体梁剩余有效剖面的非对称性和可能发生不同程度倾斜的情况,采用结构共同规范(CSR)中的逐步破坏分析方法和船体梁非对称剖面计算模型,分别计算了散货船和油船破损船体在两种破损模式和不同倾斜情况下的剩余极限强度,并对不同破损范围的影响进行了分析和比较。研究结果为协调结构共同规范(HCSR)的制定提供了有价值的参考。     

基于显式算法的船体梁极限强度非线性有限元分析

通常,在船体梁极限强度非线性有限元分析中一般采用隐式算法,但相比显式算法,其收敛性较差且计算效率不高。为此本文介绍显式算法与隐式算法的区别,并采用2种算法对Nishihara箱型梁的极限强度进行对比计算,两者结果吻合较好。基于显式算法,本文对Dow试验模型的极限强度进行非线性有限元分析,结果表明该算法具有良好的精度,可以用于船体梁极限强度分析,为船舶结构设计提供参考。     

满足油船共同结构规范的船体梁剪切强度分析

通过对共同结构规范（CSR）条款的分析,归纳总结了CSR对船体梁剪切强度的具体要隶。采用微分法对剪流以及船体梁承剪能力进行了灵敏度分析,并以某阿芙拉型油船为例,通过直接计算剖面剪流的方法对微分法的计算结果进行了验证,其结果表明微分法的计算令人满意。最后,还就如何对中间／中心纵舱壁承剪构件进行优化设计作了阐述。     

基于蒙特卡洛模拟的半潜式平台极限强度可靠性研究

半潜式平台是世界深海钻井的主要装备。我国南海的平均水深较深,油气资源丰富,自主掌握半潜式平台设计建造技术势在必行。结构的极限强度是半潜式平台所能承受载荷的上限值,充分考虑极限强度计算中的不确定性,并对其极限强度进行评估对于结构的安全而言具有重要意义。采用Smith法计算半潜式平台极限强度,用蒙特卡洛模拟对半潜平台极限强度计算中的不确定变量进行离散,然后将离散后的均匀随机数代入Smith法中,通过大量的循环计算得到半潜平台极限强度的概率密度曲线。通过与半潜平台极限强度名义值进行比较,发现变量的不确定性对半潜式平台极限强度影响较大,名义值不能真实地反映半潜式平台的承载能力。