水工钢闸门圆孔蜂窝主梁强度及刚度简明计算

【目的】建立一套圆孔蜂窝梁强度及刚度(挠度)的简明计算公式,以解决现行蜂窝梁设计方法过于繁琐和误差较大的问题。【方法】采用有限元法建立了变化开孔布置及截面特性的126个等径圆孔和120个变径圆孔蜂窝梁模型,探讨了圆孔蜂窝梁的正应力、剪应力、米塞斯应力及挠度的分布规律,分析了其破坏机理,并以铁木辛柯深梁弯曲理论的实腹梁应力和挠度计算公式为基础,在对有限元计算结果进行回归分析基础上提出了圆孔蜂窝梁控制应力和变形的计算公式。【结果】圆孔蜂窝梁的强度破坏最可能发生在边孔上边缘、次边孔上边缘和跨中附近3个位置,最不利位置可根据边孔与次边孔的孔径比和孔径与梁高之比判定。经回归分析,得到一组以开孔前后截面惯性比、边跨比、径高比、开孔率和翼缘与腹板有效面积比为参数的半理论半经验的圆孔蜂窝梁强度及刚度简捷计算公式,该公式在工程允许范围内的最大误差不超过5%。【结论】所提出的圆孔蜂窝梁控制应力和刚度的计算公式误差小、形式简单、适用范围广,是一套简捷实用的圆孔蜂窝梁强度及刚度计算公式。     

土-桩-结构线性动力相互作用简化分析

建立了简谐剪切地震波激励下三维土桩结构线性耦合体系简化分析模型,桩和结构均被简化为一简单梁模型;对耦合体系桩承台对基岩运动的放大效应进行了求解,此放大效应反映了耦合体系的动力相互作用.通过算例讨论了结构高度、刚度和质量、土层厚度和刚度以及桩刚度对耦合体系放大效应和固有频率的影响,结果表明:耦合体系的固有频率随结构高度、质量或土厚度的增加而减小,随结构刚度或土刚度的增大而增大.结构高度、刚度和质量以及土层厚度、刚度对耦合体系放大效应的影响无简单规律可循,而桩刚度对其影响不大.在与自由场地表面对基岩运动放大效应的比较中可知,在某些桩基结构的动力分析和设计中耦合体系动力相互作用不应忽略.这为进行土桩结构动力相互作用详细数值分析和试验研究建立了初步认识.     

钢筋混凝土梁单元双非线性分析的共旋坐标法

针对已有的钢筋混凝土梁单元非线性分析模型采用较多的假定和近似从而导致计算量增大及计算精度下降的问题，基于共旋坐标法建立了考虑材料和几何非线性的任意截面钢筋混凝土梁的数值分析模型.首先利用虚功原理计算共旋坐标系下完全粘结钢筋混凝土梁考虑材料非线性的切线刚度矩阵，再通过结构坐标系与共旋坐标系下节点力之间及节点位移之间的总量关系及微分导出的增量关系，最终获得钢筋混凝土梁在结构坐标系中考虑几何与材料双重非线性的切线刚度矩阵．算例结果表明，本文算法可减少计算量、不累积误差、精度高.     

基于等效刚度法的裂纹梁振动特性分析

针对含裂纹横向振动梁,采用包含裂缝位置及裂纹深度信息的裂纹梁等效弯曲刚度和等效剪切刚度模型,运用计算变截参数梁横向振动特性的半解析方法,计算了不同长高比的铁木辛柯梁在不同深度裂纹影响下的固有频率,将计算结果与有限元计算结果进行比较,验证了等效刚度模型的有效性,分析了裂纹对梁固有频率衰减的影响.     

一种简便的含裂纹梁的有限元模型

研究了含裂纹梁的弯曲变形问题。建立了一种简便的含裂纹梁的有限元模型,基于断裂力学理论和力的平衡方程,利用柔度矩阵和刚度矩阵的物理含义,导出了含裂纹梁单元的刚度矩阵。基于Matlab软件进行了数值模拟运算,给出了裂纹对梁挠度的影响。     

组合管拱抗剪刚度的近似计算

组合拱式管桥是一种合理的中型管道跨越型式，分析其结构的稳定，则应首先确定这拱的剪刚度。推导其抗剪刚度时，首先要确定杵梁的剪切位移及抗剪刚度。由于组合 合管拱一般为坦拱，其杵梁的抗剪刚度一般不受拱轴线曲率的影响，按直线杵梁处理。在管道跨越工程中，常用三角形截面组合管拱，由三角形截面杵梁的受力分析图，分析推导出其抗剪刚度。利用相似原理也推出了梯形、菱形截面桁梁的抗剪刚度计算式。所述分析方法可推广到其它     

基于线性互补算法的叠梁接触规律研究

确定叠梁层间发生接触的区间及接触力分布规律是叠梁计算的关键.为克服以往解析解答得到的结论不合实际的现象，将叠梁接触问题构造为线性互补问题，并给出其一般求解过程.为验证该法的合理性，以梁与刚体接触问题的Timoshenko解答与胡海昌解答为例进行对比分析.在此基础上，对典型荷载作用下的叠梁接触问题进行了计算，并对其影响因素进行了深入研究.最后得到如下主要结论：刚度比、荷载作用形式以及剪切挠度对叠梁层间接触规律影响均非常明显；考虑剪切变形影响时，叠梁接触力由集中力变为分布力；集中力作用下，叠梁接触趋于点接触，均布力作用下，叠梁接触趋于线接触；上下梁刚度相等是叠梁接触力分布规律的一个转折点，不同的上下梁刚度比会得到不同的接触规律.     

基于虚功原理表达的空间梁单元刚度矩阵分析

考虑任意空间梁单元存在6个广义结点位移向量的一般情况。从虚功原理出发，严格地推导了空间梁单元刚度矩阵的表达式。所得到的结果与文献中其他方法导出的结果一致，补充了相关文献对空间梁单元刚度矩阵的论述。     

HPF加固RC足尺梁二次受力抗弯试验研究

对4根高性能复合砂浆钢筋网加固的钢筋混凝土足尺梁进行了正截面抗弯二次受力试验研究,通过与另4根同配置未加固钢筋混凝土梁的试验结果对比,研究了原截面纵向配筋率对加固梁抗弯承载力和截面刚度的影响．试验采用三面U型加固形式,量测试验梁裂缝分布形态、荷载-挠度曲线、钢筋应变发展规律等．试验表明复合砂浆钢筋网薄层加固是一种有效的加固方法,能够显著地提高钢筋混凝土梁的抗弯承载力、截面刚度以及抗裂性能．     

改性亚麻纤维增强胶合木梁受弯性能试验

将天然亚麻纤维经纳米TiO2接枝制得改性亚麻纤维复合材料(FFRP),以云杉-松树-冷杉木板(SPF木板)为原材料制作24根尺寸为2 850 mm×50 mm×150 mm的胶合木梁试件,采用改性亚麻纤维复合材料通过顺向粘贴在梁底部、横向粘贴在梁侧面和底部(U型箍)的方式对胶合木梁进行增强。对8组试件进行三分点加载受弯试验,分析梁底部改性亚麻纤维复合材料粘贴方式(粘贴长度、粘贴层数、U型箍)对胶合木梁破坏形态、极限承载力、跨中挠度、截面应变的影响及粘贴FFRP对胶合木梁受弯性能的增强效果。结果表明:在不发生剥离破坏的前提下,底部粘贴长度对胶合木梁的抗弯性能影响不大。对于无箍胶合木梁,底部粘贴FFRP能够提高胶合木梁的抗弯承载力与刚度,但底部粘贴的层数不宜过多,粘贴层数过多反而会导致提高幅度有所下降;对于有箍胶合木梁,其抗弯承载力与抗弯刚度,均随着底部粘贴FFRP层数的增加而增大。当底部粘贴3层FFRP时,有箍和无箍胶合木梁的抗弯承载力与抗弯刚度相差不大,但有箍梁的延性得到明显提高;当底部粘贴6层FFRP时,有箍梁的抗弯承载力和抗弯刚度比无箍梁均有明显提高。U型箍可以改变胶合木梁的破坏形态,无箍胶合木梁的破坏形态同普通梁一样,为脆性破坏;而有箍梁的破坏形态为延性破坏,U型箍能够避免木材层板间开裂与横向撕裂,增强FFRP与梁底部木材的协调性能,提高胶合木梁的抗弯性能。     

Polymer Structure: Cross-Linking of a Polybenzimidazole

The torsional braid technique was used to monitor the changes in rigidity and damping characteristics of a polybenzimidazole as it changes from a thermoplastic polymer to a thermoset resin at about 450 degrees C. In an intermediate process the thermoplastic backbone of the polymer becomes flexible.     

纤维加固混凝土梁短期刚度的实用计算

分析了粘贴纤维布对加固混凝土梁短期刚度提高的作用，提出了实用的刚度计算方法，该方法计算值与试验值吻合较好，可供加固设计时参考。     

小麦茎秆弯曲特性与密度间的关系

[目的]研究小麦茎秆弯曲特性与密度间的关系。[方法]取郑麦9023和豫麦25茎杆基部第2节间,去掉叶鞘,做弯曲试验以及密度测定试验。利用微机控制非金属材料万能试验机,采用三点弯曲法对去鞘茎秆做弯曲试验。加载前,用游标卡尺测定茎秆外径及节间长度。采用非接触式光学应变引申仪测定变形量,加载速率为10mm／min。当茎秆发生明显的曲折时,停止加载。根据荷载挠度曲线,计算弯曲强度值、弹性模量值、抗弯刚度值。密度测定试验：用电子天平测定茎秆第2节问的重量,根据茎秆的外径、壁厚以及节间长,计算其体积,重量／体积即为密度值。[结果]在小麦灌浆期,茎秆基部弹性模量、惯性矩、抗弯刚度及密度在品种间存在显著差异（P〈0．05）,弯曲强度及含水率在品种间无显著差异（P〉0．05）;且其基部第2节间的弹性模量、弯曲强度、抗弯刚度与密度呈正相关关系,与含水率呈负相关关系。茎秆密度值越大、含水率越低,抗弯刚度值、弯曲强度值越大,茎秆越不易倒伏。[结论]该研究结果为小麦的高产栽培、抗倒伏研究提供了参考依据。     

钢管混凝土哑铃形构件抗弯刚度分析

钢管混凝土哑铃形构件的抗弯试验结果表明：钢管混凝土哑铃形纯弯构件具有良好的弹塑性和延展性.分析了钢管混凝土哑铃形构件变形随荷载变化的规律,得出了在不同受力阶段抗弯刚度的试验值,在此基础上,提出了钢管混凝土哑铃形构件抗弯刚度的简化计算方法 .     

小麦茎秆弯曲特性与密度间的关系研究

[目的]研究小麦茎秆弯曲特性与密度间的关系。[方法]测定郑麦9023和豫麦25茎秆基部第二节问的弹性模量、弯曲强度、抗弯刚度、密度及含水率。[结果]结果表明,在小麦灌浆期,茎秆基部弹性模量、惯性矩、抗弯刚度及密度在品种间存在显著差异（P〈0．05）,弯曲强度及含水率在品种间无显著差异（P〉O．05）;且其基部第二节间的弹性模量、弯曲强度、抗弯刚度与密度成正相关关系,与含水率成负相关关系。[结论]该研究结果为小麦的高产栽培、抗倒伏研究提供了参考依据。     

Single-molecule torsional pendulum

We have built a torsional pendulum based on an individual single-walled carbon nanotube, which is used as a torsional spring and mechanical support for the moving part. The moving part can be rotated by an electric field, resulting in large but fully elastic torsional deformations of the nanotube. As a result of the extremely small restoring force associated with the torsional deformation of a single molecule, unusually large oscillations are excited by the thermal energy of the pendulum. By diffraction analysis, we are able to determine the handedness of the molecule in our device. Mechanical devices with molecular-scale components are potential building blocks for nanoelectromechanical systems and may also serve as sensors or actuators.     

设计偏心距对偏心结构弹塑性扭转反应的影响

通过对三片抗侧力单元构成的偏心结构进行弹塑性时程分析,研究了弹塑性侧扭耦合反应与输入地震动强度之间的关系.随着输入地震动强度的增大,结构扭转反应经历3个阶段的变化,在弹性范围内扭转角单调增大,开裂后逐渐减小,屈服后则继续增大.扭转对侧向振动的影响则逐渐减小,侧扭耦合程度逐渐降低.分析结果表明:通过设计偏心距对偏心结构进行强度分配,可以控制弹塑性扭转反应并提高结构侧向变形能力.设计偏心距的不同取值,对刚性边构件的屈服水平和延性需求的影响最大.文章还对偏心结构基于性能的抗震设计进行了展望.     

热压机活动横梁结构刚度理论分析

压机是人造板工业中的重要设备之一,多层压机的出现大大地提高了劳动生产率。在多层热压机中,活动横梁是压机主要运动部件,它由肋板和压板焊接而成,并与油缸活塞杆联接传递压力,目前在人造板生产中,要保证压力场的均匀,人造板面的平整,要求活动横梁有足够的强度和刚度,通常压机设计时,对活动横梁往往采取类比的方法,使得活动横梁结构尺寸增大,造成了材料的浪费。为此,本文详细分析了热压机活动横梁肋板的合理排列,尺寸的选择与刚度的关系,其结果有一定的实用价值。     

直流伺服控制系统中的扭转谐振

在直流伺服控制系统中,谐振问题一般都被忽略了,而把系统的质量认为是集中在一点的。在实用的直流伺服控制系统中,在电磁转矩作用到非绝对刚体的各转动部件时,是有可能引起扭转谐振的。本文对扭转谐振进行了初步的分析,并提出尽量减少扭转谐振的3种具体方法即:增大轴径,减少惯性元件之间的距离和系统的惯量。