微粒群算法的可视化平台开发研究

高强螺栓承压型连接是否考虑构件间的摩擦力会直接影响构件强度控制情况下的承载力.根据高强螺栓承压型连接的作用机理对这种过程进行了分析,并采用数值实验方法模拟了这种情况的受力过程,用降温法模拟施加在高强螺栓上的预应力.结果表明：当连接的承载力由构件强度控制时,若不考虑构件间的摩擦力,则高强螺栓承压型连接的承载力会被低估在分析基础上提出了合理的计算方法.     

T形件连接方钢管混凝土柱与钢梁的节点有限元分析

为考察T形件连接的方钢管混凝土柱与钢梁的组合节点在低周往复荷载作用下的受力特点,在试验研究的基础上,采用有限元分析软件ABAQUS,对6个采用T形件连接的方钢管混凝土柱与钢梁试件的节点进行梁端单调加载的三维非线性有限元分析。选用4节点和8节点实体单元模拟节点域方钢管、H型钢梁、混凝土、T形件以及高强螺栓,针对节点域接触部位设置了96个普通接触对和32个粘结接触对,并均匀划分网格;采用设置2个分析步的方法对高强螺栓的预拉力影响加以考虑。有限元计算分析得到的节点域破坏形态、峰值抗弯承载力以及P–Δ曲线等结果与试验结果吻合程度较好。节点域应力分布规律分析表明,增大钢管壁厚或T形件翼缘厚度均能提高节点的承载力。     

钢管混凝土梁柱节点抗剪承载力分析

从钢管混凝土染柱节点的受力状态出发,探讨了轴向力、钢管、柱端弯矩及染端竖向剪力对节点抗剪承载力的影响,介绍了圆钢管混凝土节点抗剪承载力的计算公式,采用有限元分析软件ANSYS建立了三维非线性有限元计算模型,通过对有限元计算结果和公式计算结果的对比可知,所建模型适用于圆钢管混凝土-钢梁节点的有限元分析。     

外伸端板节点有限元分析

为考察外伸端板连接中不同端板厚度、螺栓直径、螺栓布置对节点受力性能以及端板强度的影响,采用有限元数值分析软件ANSYS建立半刚性端板连接节点模型进行非线性有限元分析．在建立模型和计算分析过程中考虑了弹塑性、大变形和接触问题．分析结果表明：端板厚度的变化对节点的初始转动刚度、极限转动能力以及抗弯承载力都有不同程度的影响;节点的初始转动刚度随着端板厚度的增加而增加,但节点的极限转动能力却随着端板厚度的增加而减小;设计中建议采用大螺栓、中等厚度的端板,同时螺栓应尽量布置在靠近梁翼缘一侧;传统的T形件方法计算端板强度,其计算结果偏低．     

考虑双重剪切的弹性地基梁分析

考虑地基的抗剪能力和梁的剪切变形影响，建立了双参数地基Timoshenko梁的平衡方程，导出了初参数解和传递矩阵法，利用初参数解建立了有限元列式.当地基的抗剪劲度为0时，双参数地基可退化成Winkler地基，当梁的抗剪劲度无穷大时，Timoshenko梁可退化成Euler梁.利用本文有限元法分析了双参数地基倒T形Timoshenko梁在两端集中荷载作用、双参数地基变截面阶梯形Timoshenko梁在集中力、集中力偶和均布荷载作用下的受力问题.算例结果表明，本文计算结果与其他方法结果完全一致，证明所推导的初参数解、传递矩阵法和有限元刚度的正确性.     

基于螺栓连接的薄壁钢-木组合梁承载力影响因素分析

为研究基于螺栓连接的钢-木组合梁承载力影响因素,采用数值模拟的方法建立了钢-木组合梁有限元模型进行定量分析。结果表明:螺栓直径对组合梁承载力影响较大;螺栓间距、木板厚度对组合梁承载力影响较小;螺栓连接可靠时钢-木组合梁的极限承载力远远大于薄壁钢梁。     

关于端板连接高强度螺栓受力属性的探讨

运用ANSYS有限元软件分析了端板连接中螺栓的受力及破坏机理,发现螺栓虽然受到较大弯矩的作用,但是破坏的位置却在弯矩较小处,说明拉力是造成破坏的主要因素.因此建议对端板连接中高强度螺栓按照抗拉进行验算,弯矩可以不予考虑.     

钢管结构法兰连接节点抗弯承载性能的试验研究

研究了钢管结构法兰连接节点的抗弯承载性能.通过试验方法，采用螺栓应变测量装置，对含4种基本形式的法兰连接节点的试件进行四点弯加载试验，考察了在节点受弯过程中螺栓和法兰板的受力特性.试验得到了其屈服荷载与极限荷载，并且与相应的有限元分析结果吻合良好.试验结果表明，法兰连接节点的受拉区存在明显的撬力作用，刚性法兰连接节点的撬力作用小于柔性法兰连接节点.法兰连接节点的安全储备约为1.2.     

三边约束受剪钢板力学特征研究

以框架短肢钢板剪力墙结构中的三边约束、一边弹性约束的受剪钢板墙体为研究对象,采用理论分析及物理试验的方法对其力学特征进行了分析研究.基于四边约束板的对角线屈曲模型,分析了三边约束、一边弹性约束的钢板力学特征.通过简化模型,建立了三边约束受剪板的抗剪承载力的计算公式,在此基础上推导出钢板斜向拉力带倾角与角钢弹性约束刚度的关系,对４种宽厚比钢板试件进行了验证性试验.试验表明,当固结边具有足够约束能力时,计算公式适用于宽厚比大于143的钢板,计算能够满足精度要求,测量到的主应力方向和主应力分布也验证了简化模型的可行性;小宽厚比钢板对边缘约束能力要求较高,钢板与边缘连接的失效导致钢板面内的有效受力范围减小,抗剪承载力计算公式的精度降低.     

集中荷载下钢木组合梁试验研究及有限元分析

  目的  用钢材替代工字型木梁的腹板部分以解决纯木梁腹板易剪切破坏、抗弯刚度低的问题,有助于减小构件尺寸,增加其在大跨度建筑中的应用。  方法  在H型钢上下翼缘各覆一层木材并使用螺栓连接制备组合梁。对11根组合梁开展三点弯曲试验,研究螺栓间距、剪跨比对组合梁破坏模式、刚度和承载力的影响。通过4个推出试验研究钢木界面滑移对组合梁性能的影响。  结果  钢木组合梁的抗弯刚度比相同截面尺寸的矩形木梁提高了201%;H型钢在集中荷载作用下易发生上翼缘的局部屈曲,剪跨比为2时,试件出现脆性破坏特征,破坏始于上层木材,随着剪跨比增大,试件由脆性破坏转变为延性破坏,木材最先破坏位置由上层木材转变为下层木材;剪跨比增大时,组合梁抗弯刚度减小,延性系数增大,峰值荷载下降了15%以上;螺栓间距增大时,组合梁抗弯刚度增大,延性系数减小,峰值荷载上升了15%以上。考虑钢木界面滑移的屈服承载力和跨中挠度的计算公式具有较高的准确性,所得计算值与试验值误差基本在10%以内;由材性试验获取材性参数,在此基础上使用ABAQUS软件建立考虑钢木界面滑移的有限元模型,模拟结果较为准确,组合梁抗弯刚度和屈服荷载的模拟值与试验值误差基本在10%以内。  结论  钢材用作腹板部分可以显著提高梁的抗弯刚度,并防止腹板剪切破坏;考虑界面滑移后,组合梁抗弯性能的理论计算和有限元模拟结果均较为准确。      

按沉陷深度控制的深海沉积物承载力分析方法

采运设备沉陷深度和深海沉积物承载能力是大洋资源采运设备设计的重要依据.首先从研究深海沉积物物理力学性质特点及其沉陷与承载机理入手,针对深海沉积物抗剪强度随深度变化的特征,利用极限平衡理论建立了采运设备沉陷深度分析模型;其次,考虑到深海沉积物承载能力与采运设备沉陷深度的相关性,在采运设备沉陷深度分析模型研究基础上,采用按沉陷深度控制深海沉积物承载能力的思想,提出了按采运设备沉陷深度控制的深海沉积物承载能力分析方法;最后,通过实例分析与室内模拟试验,验证了本文模型的合理性与可行性.     

直径1422mmX80管道环焊接头应变能力数值模拟方法

鉴于高钢级管材的组织特征及焊缝失效对于管道安全的重要影响,管道环焊缝承载能力成为当前管道行业的研究热点,以中俄东线全自动焊口为研究对象,准确考虑环焊接头根焊、热影响区、母材、填充焊4个区域材料本构关系的差异性,基于有限元方法建立了分析管道环焊接头应变能力的数值仿真模型。定量分析了母材屈强比、运行内压、载荷类型等组合工况下焊缝强度匹配系数等对管道环焊缝裂纹扩展驱动力的影响。采用静裂纹起裂的失效判定方法,以表观断裂韧性值为临界准则,结合中俄东线管材及环焊接头材料特性参数实际变化范围,计算了在设计工况范围内最不利条件下中俄东线环焊接头的应变能力。结果表明:提高焊缝区强度匹配能够有效减小接头的裂纹扩展驱动力,增加管道内压或提高母材屈强比会使相同强度匹配条件下的裂纹扩展驱动力更大,拉伸载荷下的裂纹扩展驱动力要大于弯曲载荷下的裂纹扩展驱动力。该方法既可以用于根据焊接接头性能要求指导焊接参数的确定,也可以用于在役管道含缺陷焊接接头的适用性评价。     

基于几何非线性动力组合地基梁模型的漏粪地板自振特性

针对农业工程中猪舍漏粪地板的动力响应问题，采用静力分析方法，对漏粪地板进行自振特性进行研究。在考虑地基的压缩和剪切刚度、梁的弯曲和剪切变形、运动的平动和转动惯性力以及轴力的二阶效应的基础上，建立了几何非线性压剪平转动Timoshenko弹性地基梁动力基本方程，并给出了动力位移和内力方程；提出了组合地基梁的自振特性分析方法，对典型猪舍漏粪地板自振周期及振型进行了计算。结果表明：组合地基梁的周期及振型规律明显异于普通梁；不同结构参数对漏粪地板自振周期的影响程度各不相同：端部缝间板条不改变振动特性；支承长度和地基刚度作用显著；剪切变形、转动惯性力和地基剪切刚度引起的偏差较小，可忽略其影响。本研究建立的几何非线性动力组合地基梁模型能够用于猪舍漏粪地板舒适性验算和动力安全性设计。     

国产落叶松规格材销槽承压试验研究

销槽承压强度对于确定螺栓连接的屈服承载力及其木结构连接设计具有重要意义。为了得到国产落叶松规格材的销槽屈服承载强度,并分析规格材的尺寸对销槽承载性能的影响,进行了销槽承压试验。结果表明,顺纹理时,国产落叶松规格材的销槽屈服承载强度随着密度增大呈增大趋势;当荷载方向与纹理方向平行时,规格材的屈服强度为39．93MPa,与理论值吻合;规格材长懂不影响销槽承压最大荷载和屈服荷载。     

可溶性盐浓度对土的抗剪强度指标影响的研究

本文通过对人工制备的不同盐浓度的盐渍土的抗剪强度及其指标进行研究发现:随着土样中可溶性盐浓度的增加,土的粘聚力约呈线性下降的趋势,内摩擦角近似呈线性上升趋势.土样中的可溶性盐浓度在不同范围内变化时,其抗剪强度的变化趋势分别由粘聚力或内摩擦角决定.土祥的可溶性盐浓度与土样的抗剪强度、粘聚力、内摩擦角之间存在非常强的函数关系.     

How mantle slabs drive plate tectonics

The gravitational pull of subducted slabs is thought to drive the motions of Earth's tectonic plates, but the coupling between slabs and plates is not well established. If a slab is mechanically attached to a subducting plate, it can exert a direct pull on the plate. Alternatively, a detached slab may drive a plate by exciting flow in the mantle that exerts a shear traction on the base of the plate. From the geologic history of subduction, we estimated the relative importance of "pull" versus "suction" for the present-day plates. Observed plate motions are best predicted if slabs in the upper mantle are attached to plates and generate slab pull forces that account for about half of the total driving force on plates. Slabs in the lower mantle are supported by viscous mantle forces and drive plates through slab suction.     

腹杆节间间距对平行弦木桁架承载性能的影响

研究腹杆节间间距对平行弦木桁架承载性能的影响，控制融余强度，形成平行弦木桁架强度及质量控制的理论支撑。采用Smsolve结构力学求解器对桁架进行内力分析，并对构件进行承载能力与稳定性验算，得到桁架腹杆节间间距临界值。采用静力加载方式，对平行弦木桁架挠度、轴向应变以及破坏形式进行测试，对2种工况模拟变形趋势与试验结果进行对比分析。结果表明，腹杆节间间距0 mm与65 mm的桁架，极限荷载平均值分别是设计荷载的5.26倍和3.49倍，均满足设计要求，且节间间距0 mm桁架的承载力高于节间间距65 mm桁架，2种桁架变异系数均较小，表现出较小的离散性。当达到极限荷载时，2种工况的跨中挠度值相差不大；节间间距0 mm桁架，跨中与两加载点处挠度值相差不大，变形较小；节间间距65 mm桁架，跨中与两加载点处挠度值相差1.5倍，此工况试件极限荷载均超过3倍设计荷载，满足规范设计要求。比较2种工况下桁架变形形式，可以看出节间间距0 mm桁架整体变形较小，有较高的承载能力。试验证明桁架破坏形式主要为节点齿板拔出，而导致桁架失效，破坏位置主要出现在两侧端部、跨中、加载点下端节点位置，与模型分析相一致。分析认为平行弦木桁架有较好的强度储备，在满足构件承载能力、稳定性的情况下，腹杆节间间距可在65 mm范围内进行调节，桁架失效主要发生在齿板连接节点处。     

粘钢加固钢筋混凝土轴心受压构件中粘钢利用程度及承载力研究

在粘钢加固的钢筋混凝土结构轴心受压柱中，粘钢的利用程度和承载力与初始加载大小、粘钢种类以及混凝土强度等级有关，本文根据我国《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)中假定的混凝土应力-应变关系和极限应变值，推导了粘钢能被充分利用的界限条件，并且提出了粘钢加固钢筋混凝土轴心受压柱承载力计算公式．     

土壤宏观力学结构与精准耕作

土壤宏观力学结构是土壤结构体概念的延伸,在尺度上高于土壤团聚体结构1－2个数量级,且具有更高的时空动态特征,其内容涉及土壤物理组构、力学评价指标、力学发生机理及力学应用4个方面,是精准耕作研究的理论依据。评价土壤宏观力学结构的指标包括抗剪强度、圆锥贯入阻力、平板下陷量和断裂强度等,而弹塑性力学、断裂与破碎力学和土壤流变学模型决定着结构动态的发生机理。土壤精准耕作通过对土壤宏观力学结构的测试、评价及模型描述,建立结构动态与外加机械力模式和强度指标之间的关系,运用精准技术手段实现土壤结构、作物秸秆、种子和水肥的精确调控与投放,改善土壤耕性、增强土壤结构力稳性、提高车辆通过性、增大土壤承载力、同时优化土壤－作物－水肥系统和土壤－机器系统。     

灰色关联法分析滨海盐渍土承载力的影响因素

采用灰色关联分析方法探讨影响滨海盐渍土承载力的主次因素,并对影响滨海盐渍土承载力的主要因素进行分析和验证,指出灰色关联分析法是一种以定量分析为依据的定性的研究方法,用其来综合评价滨海盐渍土地基承载力具有直观、考虑因素多、分析结果可靠等优点。