空间实体-梁单元原始刚度矩阵的推导

基于结构计算的矩阵位移法和钢管混凝土拱桥分析的纤维单元法,通过改进拱肋断面划分,选择合适的8结点等参元形函数,建立位移转换矩阵和坐标转换矩阵,同时借用纤维单元的概念,提出了空间实体-梁单元法,并对单拱肋圆形截面的钢管混凝土拱结构进行了空间实体-梁单元分析,推导了其原始刚度矩阵。同时为了验证推导的正确性,编制了专用的计算程序,计算了一个实验模型拱拱顶和拱脚截面的内力,并将其计算结果与矩阵位移法的分析结果和SAP2000的计算结果进行了比较,最大误差在5%以内。计算结果表明,该空间实体-梁单元刚度矩阵的推导是正确的。     

一种分析混凝土灌芯石膏墙板的简化计算模型

建立了混凝土灌芯石膏墙板的简化计算模型,给出了混凝土芯柱的弯矩-曲率关系和剪切单元的荷载位移骨架曲线.利用该模型对混凝土灌芯石膏墙板试验进行了分析,计算曲线和试验曲线比较一致,表明该模型不仅力学概念清晰,计算简单,而且具有较好的计算精度,便于在整体结构的计算中使用。     

GRC轻质隔墙板在建筑工程中的应用

本文通过对现行结构墙体材料中粘土砖使用局限进行的分析，提出了一种全新的建筑墙体材料——破璃纤维增强水泥轻质多孔条板(简称GRC轻质隔墙板)的应用，对该墙板的各项技术、经济指标进行了较为详尽的分析，并进行了施工方法的详细讲解和实际工程应用中的举例说明，充分证明了该墙板是一种顺应于时代发展的新型建筑材料。     

3层铁杉正交胶合木板结构的力学性能计算与分析

根据实际工程需要,对足尺铁杉3层CLT板的单元结构进行了力学性能计算与分析。一方面,通过运用机械组合梁理论,对铁杉3层CLT板的有效弯曲刚度和弯曲强度等力学性能进行预测计算;另一方面,依据其计算结果对铁杉3层CLT板在实际工程应用中的挠度、所承受的弯矩和振动固有频率等结构性能进行了预测研究。结果表明,2个等级的CLT有效弯曲刚度、抗弯强度和振动性能等结构力学性能均能满足实际工程应用需要。上述以期通过对足尺3层CLT板的单元结构的力学性能设计计算与分析,有助于为我国大幅面装配式重型木结构建筑提供合适和可靠的配套墙板和楼板。     

重组竹顺纹力学性能的代表性体积单位模型

重组竹的宏观力学性能与其微观组成材料性能息息相关，重组竹微观力学仿真模型是研究重组竹宏观力学性能的重要手段。通过重组竹顺纹拉压试验，得到重组竹的力学性能；利用电子显微镜拍摄单个纤维的微观形貌，计算出单个纤维的底面积；使用体式显微镜观察试件中纤维个数，从而计算纤维所占重组竹的体积比；根据混合定律计算纤维与基体的材料参数。采用微观力学理论建立纤维均匀分布和随机分布的重组竹代表性体积单位(RVE)模型，并探究不同纤维与基体组分材料参数、纤维体积比对代表性体积单元力学性能的影响。研究结果表明：重组竹RVE模型顺纹抗拉应力-应变曲线与试验结果比较吻合，顺纹抗压应力-应变曲线与试验结果有些差异，纤维体积分数、纤维弹性模量对顺纹弹性模量影响较大，纤维排列方式、基体弹性模量对顺纹弹性模量影响较小。     

基于Open Sees的FRP加固RC圆柱拟静力实验数值分析

纤维增强塑料(Fiber Reinforced Polymer简称FRP)加固钢筋混凝土圆柱(Reinforced Concrete简称RC)提高其抗震性能得到广泛运用,模拟FRP加固钢筋混凝土圆柱动力荷载作用下的非线性滞回反应是桥梁抗震研究的重要内容。以6个FRP加固圆形钢筋混凝土桥墩柱的拟静力实验结果为依据,基于Open Sees中的非线性梁柱单元、零长度单元,建立了考虑弯曲变形、粘结滑移变形的桥墩柱抗震数值分析模型,同时考虑FRP及箍筋对混凝土的共同约束作用,选用吴刚强化模型作为混凝土强度依据,在对实验验证的基础上,进行参数分析。数值模拟结果与实验结果对比表明:吴刚强化模型计算的混凝土应力应变合理,纤维单元模型对加固柱的滞回曲线有较好的模拟,且能体现柱在加载过程中刚度、强度的变化,FRP加固量、轴压比、剪跨比对加固柱的承载力及破坏位移角有一定的影响。     

矩形孔节能页岩多孔砖墙体传热性能的三维数值计算研究

依据江苏省工程建设标准及墙体实际构造,建立了完善的矩形孔型节能页岩空心砖墙体三维数值计算模型,解决了三维计算中网格协同生成及网格优化等关键技术。对三种不同孔型砖墙体进行计算并获得了满意结果,在此基础上分析了墙体中三维传热过程及特点,对比了不同孔型时传热性能的差异,确定了墙体保温材料的适宜厚度。     

基于纤维模型的圆钢管混凝土柱的抗震性能

基于纤维模型宏观单元和开源软件Open SEES,对圆钢管混凝土柱在低周静力反复荷载下的荷载–位移滞回曲线进行了数值模拟,模拟结果与试验结果吻合较好;以含钢率、轴压比、材料强度为参数,数值模拟了这些参数对圆钢管混凝土柱滞回骨架曲线的影响,分析了各参数对圆钢管混凝土柱的抗震性能的影响。结果表明,随着含钢率的提高,柱的承载力、弹性阶段刚度会相应提高;随着轴压比提高,其延性降低,其抗震性能变差;随着钢材强度的提高,试件的承载力也会随之提高;对于非高强混凝土,其强度对试件最大承载力、弹性阶段刚度影响不明显。     

混凝土空心砌块砌体结构的动力反应分析

通过对一座6层配筋混凝土砌体结构住宅单元进行非线性动力时程分析,研究结构的抗震性能.结构计算模型考虑层间剪切变形,层间刚度采用线弹性模型.地震反应分析结果说明动力分析中所用的结构计算模型、恢复力模型和参数及计算程序是可行的.在不同地震动情况下,结构纵向变形大于横向变形,证明结构的纵向抗震能力比横向低;设置芯柱一构造柱的砌块结构能满足7度抗震要求.结果可为配筋混凝土砌体结构抗震分析和设计提供参考.     

带转动弹簧的杆单元平面钢结构弹塑性时程分析

用两端带转动弹簧的杆单元代替一般的杆单元,提出了一种新的平面杆系钢结构动力弹塑性时程分析计算模型.根据梁柱半刚性连接的力学模型,提出了该类型连接在地震荷载作用下的恢复力模型.采用虚功原理,通过对单元转角 - 位移方程的修正,推导了这种计算模型的单元质量矩阵和刚度矩阵.采用Wilson - 数值积分算法,进行了结构弹塑性时程分析计算,并编制了相应的分析计算程序.用此程序分析了连接的半刚性在罕遇地震作用下对钢框架结构动力性能的影响,并与有限元结果进行了比较.算例结果表明:连接的半刚性对结构动力性能的影响非常大,设计中应该考虑连接的半刚性影响.     

基于有限元建模的木质复合板宏微观力学性能分析

基于有限元理论,在Ansys环境下对碳纤维增强木质复合板建立微观单胞模型和宏观几何模型,并对二者进行力学性能的一阶模态仿真分析.结果表明,物理试验和仿真预测数据相吻合,验证了所建模型的有效性和可靠性,达到了依据复合材料的微观结构对宏观性能进行预测的目的,从而实现了复合材料力学性能的宏微观关联.     

基于Hashin模型的甘蔗剪切仿真

使用有限元方法对甘蔗剪切过程进行仿真,研究刀片几何角度对甘蔗断面形态的影响。通过编写VUMAT子程序,将Hashin单向纤维复合材料失效准则应用于甘蔗剪切过程的仿真。仿真包括甘蔗剪切过程的断裂形态、剪切过程的最大剪切力、刀片楔角、后角和间隙对剪切断面的影响。结果显示,断裂形态仿真结果与已有的试验和仿真结果一致,最大剪切力为270 N;刀片楔角从30°减少到5°,可使甘蔗的上下断面都趋于平整;刀片具有正的后角,会使下断面平整;2 mm刀片间隙的存在,导致甘蔗下部断口接近静止刀片一侧出现撕裂。     

预测混凝土T形柱受剪承载力新思路

通过钢筋混凝土T形柱轴心受压承载力试验及Ansys有限元实体模型非线性分析,证实Ansys有限元实体模型能够较准确地模拟、预测异形柱轴心受压承载力-变形全曲线.在此基础上,对异形柱低周往复加载试验中某—T形柱进行有限元实体模型轴心受压承载力分析,并将其轴心受压承载力—变形全曲线转化为Beam189单元的本构模型,进而利...     

水产养殖设施结构性土体破损力学模型的数值模拟研究

华南沿海地区丘陵较多,地势起伏,沿海养殖设施普遍为浅基础建设.在水产养殖技术方面,现有研究主要集中在养殖技术上,而有针对、有系统的研究结构性土体的研究方法还不多,在试验方面多采用人工制备结构性土体的研究方法,因此开展这方面的计算机模型分析和试验研究,对各种不同的处理方式进行效果分析,找出适合水产养殖设施改造的方式,可以为今后水产养殖设施如池塘改造等项目节省资金和施工时间.破损力学的核心思想是将结构性岩土材料抽象成由胶结强的结构体(弹脆性元)和无胶结的破碎体(弹塑性元)组成的二元介质,是一种建立在准连续介质概念基础上对岩土材料进行宏观分析的力学理论.采用数值模拟的方法进行模拟土体三轴试验,研究土中胶结强度对土体破坏模式、应力爬坡及剪切带的影响,以期为该问题的研究提供新的借鉴.     

雪山草鸡宰后肌肉成熟过程中剪切力及肌纤维结构的变化

以120日龄、体重1.5～1.6 kg的雪山草母鸡为原料,取其胸大肌在4℃条件下排酸成熟,于0.5 h、2.0 h、4.0 h、8.0 h和24.0 h 5个时间点取样,研究其肌节长度和肌纤维直径等微观结构以及剪切力的变化。结果表明:肌纤维直径在宰后2.0～4.0 h显著增大(P<0.05),4.0～8.0 h显著减小(P<0.05),之后变化趋于平缓;肌节长度在宰后0.5～4.0 h显著减小,4.0～8.0 h显著增大(P<0.05),之后变化也趋于平缓;而肌肉剪切力(嫩度指标)则在宰后0.5～2.0 h显著增大(P<0.05),2.0～8.0 h显著减小(P<0.05),之后缓慢减小。雪山草鸡宰后肌肉僵直过程中,肌纤维直径变粗,肌节长度缩短,肌肉剪切力增大。而解僵排酸过程中变化正好相反。三者之间呈现一定的相关性。此外雪山草鸡在宰后4℃条件下8.0 h肌肉成熟基本完成。     

基于离散元法玉米秸秆双层粘结模型力学特性研究

针对玉米秸秆外表皮与内穰力学特性存在显著差异问题,建立离散元玉米秸秆双层粘结双峰分布模型,通过力学试验与虚拟仿真试验对比,标定玉米秸秆外表皮和内穰力学参数,校正离散元模型,探究玉米秸秆力学特性.结果表明,采用离散元Hertz-Mindlin with bonding颗粒接触方法可建立玉米秸秆双层粘结双峰分布模型.完善DEM方法建立玉米秸秆颗粒粒度随机分布的双层粘结模型方法.通过力学试验得出青贮玉米秸秆外表皮弹性模量和剪切模量分别为982.52和387.58 MPa,青贮玉米秸秆内穰弹性模量和剪切模量分别为28.64和8.13 MPa,外表皮木质部与内穰纤维部力学特性差异显著.计算得出外表皮-外表皮、外表皮-内穰、内穰-内穰之间粘结参数.通过单轴压缩试验,剪切与虚拟仿真试验对比验证离散元模型可靠性.文章所建立玉米秸秆双层粘结双峰分布离散元模型表征两者力学特性差异,为青贮玉米饲料数值化研究提供理论依据.     

预测黄牛及其改良牛牛肉嫩度的胴体性状筛选

测定国内主要地方品种黄牛及其改良牛共362头的活体与胴体指标进行相关分析，发现剪发力值与胴体长、年龄、胴体重及眼肌面积的相关性显著（P＜0．05）。以剪切力值为因变量，以所有测定指标为自变量进行线性回归分析，以期找出能够精确预测剪切力的线性模型。结果表明，地方品种黄牛及其改良牛肉剪切力值的方程决定系数较小。因此，只能在一定显著性水平上通过年龄与大理石花纹等性状预测牛肉嫩度。     

宁夏几个主要品种猪背最长肌组织学特性的研究

从肌肉的组织结构出发,用组织学、化学与肉质测定方法,系统测定了宁夏5个主要猪品种的背最长肌肌内的脂肪含量、羟脯氨酸含量、肌肉的剪切力、肌纤维直径、肌束内肌纤维根数、肌纤维密度、肌纤维间距和肌大束间距.结果表明,梅山猪、宁夏黑猪和杜洛克猪肌内脂肪含量高于长白猪和约克夏猪(P<0.05).梅山猪和宁夏黑猪肌肉的剪切力、羟脯氨酸含量、肌纤维直径和肌纤维间距均低于杜洛克猪、长白猪和约克夏猪(P<0.05),肌束内肌纤维根数(P>0.05)、肌纤维密度和肌大束间距高于上述3个国外品种(P<0.05).     

简支桥跨剪力,主拉应力横向分布模型实验及电算分析

剪力和主拉应力计算,是钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土简支梁桥设计计算的重要内容之一,剪力有时直接控制主梁截面尺寸及箍筋设计。本文通过五梁式简支T梁桥钢模型实验和电算分析,得出简支桥跨结构各截面剪力、主拉应力、弯矩横向分布系数皆为弹性分布,且剪力分布峰值由L/4截面分别向h截面和跨中截面递增,弯矩分布峰值由跨中截面向h截面递增。     

配合饲料加工业多目标分级布局模型

运用系统分析方法对配合饲料加工业的合理布局问题进行了研究。初步提出了分区协调思想,建立了适合于较大区域宏观布局决策的多目标分级优化模型。对宝鸡市实际情况的分析计算表明,该模型是实用的。