一、最小轴向力在不等边角钢孔型设计中的应用(论文文献综述)
王一焕[1](2020)在《锚固单向螺栓力学性能及其在抗弯框架中的应用研究》文中进行了进一步梳理钢管混凝土柱因其结构性能高、造价低、施工速度快等优点,在建筑结构中得到了广泛的应用。其中,钢管混凝土柱与钢梁连接节点大多采用传统焊接工艺连接,该安装过程复杂、耗时长以及成本高。而且,焊接梁柱节点现场施工质量难以保障,在地震灾害中容易出现严重的损伤和脆性断裂。钢管混凝土柱与钢梁螺栓连接可以解决以上问题,然而存在两个限制因素阻碍该类节点的推广应用,首先是钢管柱和型钢梁进行螺栓连接受到钢管封闭截面限制,其次是方钢管壁的过早屈服和过大面外变形常常成为节点破坏的主要因素。采用带有锚固装置的单向螺栓(简称锚固单向螺栓,下同)可以解决封闭方钢管和钢梁的连接问题,并能减少甚至避免方钢管壁的过早屈服和过大面外变形,但目前有关锚固单向螺栓以及采用锚固单向螺栓的方钢管混凝土柱节点的性能研究不够全面。从锚固单向螺栓、锚固单向螺栓连接节点和组合框架三个层面自下而上开展研究工作,通过建立三个层面的联系,采用试验研究、数值模拟和理论分析,系统地研究锚固单向螺栓在抗弯框架中的应用。本文主要开展了以下研究工作:(1)进行了29个锚固单向螺栓拉拔试件的单调加载试验,试验参数有方钢管宽厚比、锚固长度、锚固方式、边距、群锚效应、方钢管壁约束、螺栓等级和直径。分析了其破坏模式、锚固性能、非线性力-位移曲线和荷载传递机制。研究不同试验参数对锚固单向螺栓抗拉性能的影响,提出锚固单向螺栓拉断和拔出两种破坏模式下的轴向拉伸折线力学模型和设计及构造措施建议。(2)开展了8个改进型单向螺栓方钢管混凝土柱端板连接节点的低周往复加载试验,通过试验观察和结果分析,研究该类节点的破坏模式、刚度、承载力、延性和转动能力、刚度和强度退化规律、能量耗散能力以及螺栓锚固构造的可靠性。同时,分析了节点区钢管壁厚度、端板厚度、局部加强连接方式、锚固方式、钢梁截面以及加劲肋等试验参数对该类节点力学性能的影响。(3)建立ABAQUS锚固单向螺栓方钢管混凝土柱节点的有限元分析模型,并与试验结果进行校核,数值模拟有效地分析了此类节点的工作机理和受力特性,提取节点的主要组件并进行精细化分析,对不同荷载参数、几何参数和材料参数的有限元模型进行了参数研究,构建完善的分析模型。(4)基于组件法推导了锚固单向螺栓方钢管混凝土柱端板连接节点的相关组件计算公式,提出此类连接节点初始转动刚度的力学模型和计算公式。基于锚固单向螺栓方钢管混凝土柱端板连接节点的破坏模式,分别提出了针对单向螺栓、端板、方钢管混凝土柱达到极限承载力时节点弯矩的计算公式,节点抗弯承载力取三者的最小值。考虑实际工程中的应用,建立了计算简便和有较好可靠性的三折线和双折线简化设计模型。(5)采用OpenSees对三种不同类型锚固单向螺栓连接钢管混凝土柱平面组合框架模型进行了动力时程分析,分析节点转动刚度对组合框架动力性能的影响。针对不同类型组合框架,比较不同的判别方法,给出判别节点半刚性区间的合理建议。提出锚固单向螺栓钢管混凝土柱节点的设计方法、构造要求以及施工方法建议,为该类节点在工程实践中的应用提供指导和参考。
代紫兰[2](2020)在《输电塔加固腹杆角钢构件承载能力的研究》文中研究说明随着供电需求的增加以及恶劣环境的影响,现存输电塔中部分主要杆件存在承载力不足的问题。然而,现有加固方法多为在原材上打孔后并联上副材的加固形式;不仅高空作业难度大,还可能对原结构造成损害。本文提出了一种新型的夹具式加固方案,并对其应用于输电塔中腹杆以及部分受拉杆件的情况进行了研究。输电塔中腹杆为两端单肢连接的偏压角钢构件,受力情况比较复杂。本文首先用有限元软件研究了两端单肢连接偏压角钢的受力性能,明确了不同杆件的破坏形式和极限承载能力,为试件加固后的加固效果提供参考依据。进而对加固方案中镀锌角钢接触面间的摩擦系数以及加固受拉角钢时原角钢和加固角钢间的传力效率进行了试验研究,验证了加固方案的有效性。在本文摩擦系数测定试验以及相关课题对轴心受压角钢加固后试件的试验研究基础上,采用相同的有限元建模方法分析了单肢连接两端偏压角钢加固后的受力情况;分别考虑了角钢截面规格、角钢长细比λ、角钢宽厚比b/t、角钢材料屈服强度fy、紧固件间距K、紧固件中螺栓预紧力大小T、加固角钢肢厚t1、加固角钢与连接板端部的竖向间隙S1等参数对偏压角钢加固效果的影响,为实际工程应用提供相关建议。最后,基于本文受拉角钢加固后传力效率的研究试验,对加固方案用于加固受拉角钢试件进行了有限元参数化分析;分别考虑了原角钢不同截面规格、加固试件的紧固件间距以及紧固件中螺栓预紧力的大小对受拉角钢加固效果的影响,得出加固后试件各截面上传力效率的一般规律。研究结果表明,本文加固方案对两端偏压角钢和受拉角钢的加固均能起到较好的加固效果。
宋园[3](2020)在《多种因素对四肢缀条式轴心受压构件与压弯构件稳定性影响》文中研究指明四肢缀条柱在工程中得到了广泛的应用,其稳定性的研究工作一直作为一个重点和难点。四肢缀条柱轴心受压与压弯受力时的稳定性研究工作可以有效解决结构安全问题。本文旨在建立适用于四肢缀条柱的空间计算模型,探究其稳定性问题,验证适用于四肢缀条柱的平面内稳定性计算公式。本文主要做了以下几个方面的工作:(1)由于以往空间桁架模型、空间刚架模型、梁杆体系组成的混合模型的不足,本文选用壳单元建立了四肢缀条柱这种空间薄壁型钢结构的有限元模型。并对单肢角钢模型、四肢缀条柱模型的特征值屈曲分析结果、非线性稳定性分析结果做了系统的对比验证。本文建立的四肢缀条柱模型的计算误差很小,适用于格构柱的稳定分析计算。(2)推导了整体初始弯曲对格构柱整体稳定性影响的计算公式。运用有限单元的方法,对四肢缀条柱在完全弹性和弹塑性情况下,整体初始弯曲和柱肢初始弯曲之间的相关作用进行分析研究。(3)探索了四肢缀条柱在轴心受力情况下,不同残余应力峰值系数β和不同钢材屈服强度对格构柱极限承载力的影响规律。(4)介绍了规范中平面内稳定性计算公式的发展历程。针对格构式压弯构件失稳时对应的状态是截面刚度为零还是构件刚度为零的问题,展开四肢缀条柱的平面内稳定性研究。同时考虑整体初弯曲、柱肢初弯曲、残余应力、几何非线性、材料非线性对四肢缀条柱的影响,探索了格构柱在不同截面尺寸、不同钢材强度、不同轴力和弯矩比例作用下极限承载力的变化规律。将我国《钢结构设计规范》(GB50017-2003)与《钢结构设计标准》(GB50017-2017)中格构式压弯构件平面内稳定计算公式的结果与ANSYS中四肢缀条柱的压弯受力下稳定性的计算结果进行对比,给出格构式构件平面内稳定性计算的建议公式。
孔德阳[4](2020)在《空间钢框架-组合楼板结构体系抗连续倒塌性能及结构钢延性断裂研究》文中认为建筑结构在漫长的服役生涯中将受到诸如爆炸、冲击、火灾等偶然事件的威胁而发生局部损伤破坏。若结构本身缺乏足够的鲁棒性,该局部损伤将迅速向剩余结构蔓延,并最终引起结构整体倒塌或者与初始损伤不成比例的破坏,这就是建筑结构的连续性倒塌。尽管结构连续倒塌事故发生的概率较低,但一旦发生将造成极大的人员伤亡、财产损失和恶劣的社会影响。以1968年伦敦Ronan Point公寓、1995年俄克拉荷马的联邦大楼以及2001年的纽约世贸大厦三起着名的倒塌事故为标志,各国专家与学者逐渐意识到建筑结构抗连续倒塌性能的重要性,并以此为契机催生出了一系列的研究成果。然而,需要指出的是,已有研究主要集中于梁-柱节点以及二维平面结构,而对空间结构的研究比较有限,尤其是高质量的空间楼板结构体系试验研究仍十分匮乏,因此无法充分考虑空间效应对结构抗连续倒塌性能的影响。本文的主要内容如下:(1)进行了两个大型2跨×2跨空间钢框架结构体系去中柱连续倒塌试验研究。试验中考虑了两种加载方式对空间钢框架结构体系的影响,包括集中荷载和均布荷载,而后者在试验中通过特殊设计的12点加载系统予以近似考虑。根据试验结果量化了不同加载方式对空间钢框架结构体系抗连续倒塌性能的影响程度,着重分析了在变形过程中各抗力机制(抗弯效应和悬链效应)的贡献。(2)采用相同的框架结构尺寸和节点类型,进行了去中柱空间钢框架-组合楼板结构的连续倒塌试验。详细介绍了试件的荷载-位移响应、破坏模式以及构件关键截面的应变发展。对中柱失效条件下空间钢框架-组合楼板结构体系抗力机制的发展以及竖向内力重分布进行了细致的比较和讨论。(3)利用ABAQUS/Static建立了空间钢框架及组合楼板结构体系简化有限元模型。该模型中钢梁、钢柱以及加载梁均采用梁单元模拟,梁-柱节点则基于组件法代之以若干非线性轴向连接器单元。另一方面,为考虑楼板在垂直于板肋和平行于板肋方向不同的结构响应,将楼板沿垂直肋方向划分为若干强弱条带,并采用组合壳单元近似模拟。楼板与钢框架间的组合效应则通过在栓钉位置处布置的“焊接”连接单元予以考虑。该简化有限元模型通过与本文中去中柱钢框架和组合框架倒塌试验以及课题组前期所进行的去边柱和去角柱组合框架倒塌试验的对比得以验证。利用验证后的有限元模型进行了大量参数化分析,包括压型钢板厚度,混凝土楼板厚度,主、次梁方向钢筋间距,楼板长宽比以及边界条件。(4)以组合楼板“条带模型”为基础,以虚功原理为基本原理推导出角柱失效条件下建筑结构抗连续倒塌性能简化计算方法。该方法充分考虑了结构变形过程中梁-柱节点转动中心的变化以及楼板在节点区域的应力集中现象。通过与本课题组前期所进行的去角柱组合框架倒塌试验以及本文中相应的有限元模拟结果的对比验证了该简化计算模型的正确性。(5)以Q345建筑结构钢为试验材料,进行了不同应力状态条件钢材断裂试验,包括光滑圆棒试件、缺口圆棒试件、双面开槽的平板试件、剪切平板试件、拉剪平板试件以及中间带有圆孔的平板试件。建立了相应的有限元模型,借助本文提出的改进的Mises屈服准则对断裂试验进行模拟,从而有效提取出不同试件的断裂参数(断裂应变 εf-p,应力三轴度水平η和Lode应力参数Lp)。选取7个具有代表性的断裂模型,并在三维空间断裂场(η,Lp,εf-p)内对比分析了各模型对Q345结构钢断裂场的预测精度。通过特殊设计的三孔拉伸试件进一步在结构水平比较分析所选断裂模型的有效性。
李银启[5](2019)在《基于二阶弹塑性理论的格构钢架高等分析及其布局优化设计》文中提出结构的分析与优化设计是研究结构问题的两个主要方面。在工程结构应用中,企业或研究者一方面要求结构分析的理论与方法能够精确地反映结构在载荷作用下的响应路径,即结构设计安全性要求;另一方面希望结构的优化方法中能够包含更多的、甚至所有的结构设计参数,以此达到最大的优化收益,即结构轻量化要求。对于离散钢架结构的研究,结构的分析经历了线弹性分析、一阶弹塑性分析、二阶弹性分析、二阶弹塑性分析和高等分析,高等分析已能够真实地反应结构在载荷作用下的位移响应;另一方面离散钢架结构优化经历了形状优化、尺寸优化、拓扑优化和布局优化,布局优化设计已基本能够考虑所有的结构设计参数。钢结构高等分析与高层次的优化设计手段仍然是目前研究的热点问题,但在各自领域已经形成比较丰富的知识体系。本文将能够反映结构真实承载能力的高等分析与高层次的优化方法结合,形成基于结构高等分析的布局优化理念。首先从二阶梁柱单元刚度的表达、非线性坐标矩阵的转换和非线性数值求解三个方面实现并优化整个高等分析的流程,重点研究了二阶梁柱单元刚度表达、构件缺陷单元的表达和数值求解算法;其次将高等分析输出结果极限承载能力和极限位移作为约束条件,实现真正意义上的钢架结构布局优化;最后设计工程实验并联合非线性有限元软件ABAQUS进行详细验证。本文的研究内容主要有:(1)采用自主程序设计法编写钢结构高等分析程序,从二阶梁柱单元刚度矩阵的表达技术、非线性坐标矩阵的转换技术和非线性数值求解技术三个方面阐释并优化钢结构高等分析的整个技术流程。对比了理想二阶梁柱单元与有限元三次Hermmite插值梁单元在横向位移场和扭转位移场表达上的准确程度;推导了带扭转缺陷二阶梁柱单元刚度矩阵的表达,结合国内外钢结构规范和工程实践,将规范中的单波正弦缺陷拓展为单双波正弦缺陷模型,使高等分析的缺陷表达更加通用化;(2)设计了两种常见三肢格构梁和四肢格构柱的5种缺陷模型进行实例验证,分别基于非线性数值迭代算法Newton-Raphson载荷增量控制法和Risk弧长控制法对其进行高等分析,并协同ABAQUS有限元非线性后屈曲分析仿真验证。详细论证了基于二阶弹塑性理论的高等分析两种数值算法在求解格构式钢架缺陷模型中的准确性;(3)在离散杆系类结构的布局优化中,总结了目前布局优化数值模型将工程钢架结构假设为杆单元结构的问题,根据目前钢结构设计规范的理念建立了真实意义上的空间钢架的布局优化数值模型,分析了基于钢结构设计规范的布局优化数值模型的复杂性。将高等分析的两项输出结果极限承载能力和极限位移做为约束条件,建立布局优化的新型数值模型,形成了基于高等分析的布局优化设计理念;(4)在基于高等分析的布局优化设计中,针对布局优化变量空间解的复杂性改进遗传搜索算法GA,提出了可靠拓扑和遗传引导双向控制算法KLGA,该方法一方面将拓扑变量从布局设计变量中分离,以构件重要度评定结构可靠拓扑变量组合,再与设计变量整合。另一方面将结构特有的引导信息加入算法中,为GA提供全局最优解的指引路径;(5)设计了3组8件四肢缀条格构钢架的极限承载能力实验,详细研究了缀条的截面型号、缀条系统的分布形式,载荷的偏心状况对格构柱载荷位移曲线的影响。在实验加载前,按照安装位置详细测量格构柱肢脚和缀条的初始弯曲和扭转缺陷,通过统计分析工程实践中的缺陷数据,说明高等分析中的二阶梁柱单元缺陷表达形式的通用性。加载过程中,测量测试点的载荷位移曲线,协同非线性有限元软件ABAQUS带缺陷结构的后屈曲分析,对基于二阶弹塑性理论的高等分析技术进行验证。综上,本文整合了理论分析,自主计算程序设计、有限元仿真和实验验证多种技术手段,对格构钢框架的高等分析和布局优化技术进行了系统的研究。本文的研究丰富了钢结构高等分析的技术体系,形成了以高等分析为基础的布局优化新理念,对空间刚架的布局优化有重要的指导意义。
韩亚洲[6](2019)在《圆柱壳结构的稳定性及可靠性研究》文中研究指明载人潜水器作为海上资源勘探、事故处理、海上军事手段等重要工具,潜水器能在深海内安全的航行,是进行正常作业的前提。环肋耐压圆柱壳和锥-柱结合圆柱壳结构作为常见的潜艇主要结构,其结构的强度和稳定性也应受到人们的重视。在不增加结构重量,改变耐压壳结构某些部位板厚、肋骨的结构型式来增加结构强度和稳定性,从而提高结构材料利用率,是我们必须予以考虑的。圆柱壳体的主要破坏形式是屈曲失稳,而失稳的发生一般具有突然性,因此,圆柱壳的屈曲问题一直备受关注。潜艇在安全深度作业时,采用可靠性的方法来确定耐压壳体结构设计方法的可靠度,以确保设计尺寸能使耐压壳体具有较高的安全性。因此,研究耐压圆柱壳的稳定性及可靠性具有重要的意义。本文以主舰艇耐压圆柱壳结构为研究对象,采用理论分析与非线性有限元相结合的方法,对潜艇结构的稳定性进行研究。在此基础上,探讨结构在稳定性失效模式下的结构可靠性。具体的研究内容如下:(1)通过能量法获得耐压圆柱壳结构发生总体失稳和壳板局部失稳的临界压力理论结果,采用非线性有限元法对文献实验模型进行数值模拟,将理论计算、数值模拟和实验结果进行对比。结果表明,数值分析方法与理论计算值和实验结果的吻合度较好,计算方法可靠、适用。(2)在合理的选择网格尺寸和边界条件的基础上,采用非线性有限元法分析圆柱壳结构的稳定性。研究圆柱壳结构壳板厚度、肋骨腹板厚度、肋骨腹板高度等单一变量变化对圆柱耐压壳结构稳定性的影响。分析结果表明,改变结构的尺寸会影响结构的失稳方式;相比于壳板厚度、肋骨腹板厚度,肋骨腹板高度的变化对圆柱壳稳定性的影响较为明显。(3)相同质量条件下,分析常见的几种肋骨型式对圆柱壳结构稳定性的影响。相比于扁钢,选取加肋型式为不等边角钢和T型材时,圆柱壳结构稳定性更好。在此基础上,分析不同初始挠度幅值对发生不同失效模式的圆柱壳结构稳定性的影响。结果表明,初始挠度幅值会影响圆柱壳结构失稳时临界压力的大小,但不改变结构的失效屈曲模态;圆柱壳结构总体失稳比局部失稳对初始挠度的敏感度更高。(4)对锥-柱结合圆柱壳结构的稳定性进行研究。分析初始挠度幅值和不同区域初始变形对结构稳定性的影响。随着初始挠度幅值的增加,结构的失稳模态保持为局部壳板失稳;相较于单独添加各部位初始变形的结构,锥-柱结合圆柱壳整体施加初始变形时,结构稳定性最差,且锥壳和大径柱壳部位最先出现失稳破坏。在此基础上,分析壳板厚度、锥壳半锥角及大小径柱壳的半径比对锥-柱结合圆柱壳结构稳定性的影响。结果表明,适当增加锥壳和大柱壳板厚、合适的半锥角能提高锥-柱结合圆柱壳结构的稳定性;大小径柱壳半径越接近,结构达到失稳破坏时所能承受的极限承载力越大,即结构稳定性越高。(5)基于理论公式和有限元软件,采用FORM法和Monte-Carlo法对圆柱耐压壳结构进行稳定性失效的可靠性分析,讨论大深度下的圆柱壳的失效概率。分析基于理论公式下模型的几何修正系数和物理修正系数的变异系数变化对结构失效概率的影响。并对锥-柱结合壳结构可靠性分析,根据目标可靠度,计算结构的安全工作深度。结果表明,选取圆柱壳结构基于理论公式计算出的可靠性相比基于有限元软件计算出的可靠性更保守一些。
苏鹏飞[7](2019)在《在线外护角成型机辊弯成型设计及其有限元仿真研究》文中研究表明随着我国冷轧钢卷产量的不断提升,钢卷包装作为冷轧生产线的最后一道工序越来越受到人们的重视。钢卷包装过程的自动化不仅可以提高包装效率、提高成型质量,还能降低工人劳动强度和生产成本。钢卷的外护角主要用于包裹在钢卷的最外层边缘,对钢卷的起吊、运输和储存都起着重要的保护作用。外护角包装作为钢卷包装流程的重要工序之一,目前在国内还是主要依靠手工来完成。因此,如何实现钢卷外护角的自动成型与在线包装,是钢铁企业急需解决的实际问题,也是本文研究的初衷,具有重要的实际研究价值。1)根据钢卷外护角现有的成型工艺,分析国内外钢卷外护角成型包装工况,在此基础上,提出一种在线外护角成型机的总体方案设计,该成型机由搭载小车和冲切成型机组成,其中冲切成型机包括入料机构、辊弯机构、冲孔切断机构和弯圆机构。该在线外护角成型机能根据钢卷的直径和宽度变化,在线制作钢卷外护角并和卷眼打捆机集成,边成型边包装。2)根据在线外护角成型机的总体方案,重点针对外护角辊弯成型进行理论分析,给出成型辊上的压力计算方法,确定轧辊的成型道次数、各道次轧辊的成型角度及轧辊直径。3)建立辊弯成型有限元模型,运用有限元软件LS-DYNA动力显示方法对钢带辊弯成型过程进行分析,重点分析钢带圆角和翼缘处的应力应变变化规律,并研究钢带厚度和成型间距对辊弯成型过程的影响。以仿真得出的接触力为参考依据,计算出符合强度要求的轧辊轴承。4)钢带辊弯成不等边角钢后,需弯圆成型为外护角,本文对钢带弯圆过程进行分析,根据钢卷尺寸规格,计算弯圆出最小重叠量,并对弯圆过程进行有限元仿真,分析成型钢带不同部位的应力应变变化规律。最后,对本文研究工作进行总结,并对今后研究方向进一步提出展望。
张健豪[8](2019)在《两种双消能段延性桁框基于能量平衡原理与屈服机制的设计方法研究》文中研究说明本文在单消能段延性桁框结构的基础上,针对单消能段延性桁框变形过大的不足,提出两种一跨两个消能段的延性桁框变体体系,并基于能量平衡原理与屈服机制的设计方法框架,对所提出的两种变体体系进行设计方法的研究。主要工作和研究成果如下:1)提出两种变体体系的屈服机制假设,使用有限元软件对其屈服机制的假设进行验证,结果表明,本文提出的屈服机制在一定程度上能够反映结构在地震作用下的塑性行为,能够为后续的设计方法研究做铺垫。2)在屈服机制的基础上,按照基于能量平衡原理与屈服机制的设计方法框架提出两种体系的设计方法,给出确定消能构件参数的公式;并根据消能构件的特点给出用于设计非消能部分的隔离体及施加在隔离体上外力的计算公式。3)根据体系用途,按照所提出的设计方法设计六个算例,用于单消能段延性桁框与所提出两种体系的性能比较,以及考察本文提出的两种设计方法的合理性。按照设计侧向力分布对各算例进行非线性静力推覆分析,评估本文所选取的设计参数。选取12条地震动记录与2条人工记录,并缩放至三个水准对各算例进行非线性动力时程分析,用于评估设计方法的准确性。4)根据非线性静力推覆分析的结果,本文算例所选取的设计参数较为合适。根据三个水准的时程分析结果:算例可以满足选取的目标位移角以及规范的限值。另外对算例在不同水准下的变形、设计公式相关参数进行分析;结果表明,按本文提出的设计方法与选取的设计参数设计的两种体系的算例,其构件的变形需求均在构件的极限能力下,设计方法中用于设计非消能段的隔离体和外力计算公式能够满足非消能构件保持弹性的设想。5)在验证设计方法的可行性后,给出对应体系的设计建议。
朱立华[9](2019)在《新型格栅式摩擦阻尼器减震结构的试验与理论研究》文中研究说明强震下因薄弱层失效机制导致的结构破坏或倒塌对生命财产安全构成极大的威胁,以往研究中给出了一些将不利失效机制转化成整体失效机制的对策。消能减震装置具有对结构体系改变小、适用范围广等特点,为不利失效机制的转化提供了一种方法,其中,摩擦型阻尼器通过摩擦耗能来减小结构薄弱部位的地震响应,但存在屈服后刚度不足的问题,小震下可为结构提供足够的刚度,当阻尼器发生相对滑动后,屈服后刚度骤减,这对强震下薄弱层失效机制控制十分不利。如何改善摩擦阻尼器的屈服后刚度以及刚度改善后对薄弱层失效机制的影响是需要解决的两个主要问题。基于用硬化行为补偿屈服后刚度的思想,本文研发了一种带有屈服后硬化刚度的新型格栅式摩擦型阻尼器(Lattice-Shaped Friction Devices,简称LSFD),从构造原理上解释了屈服后硬化刚度的产生机理;为研究屈服后硬化刚度对结构薄弱层的影响,开展了相关的性能试验和理论研究。此外,针对以往减震结构能量设计方法假定主体结构弹性与实际不符且经济性较差的问题,提出了考虑结构损伤的消能减震结构能量设计方法。具体如下:(1)对带有屈服后硬化刚度的LSFD开展了性能试验研究。综合考虑阻尼器竖杆的几何非线性、摩擦耗能机制和加工精度等影响,推导了阻尼器出力计算公式。开展了黄铜和无石棉有机物两种摩擦材料的拟静力试验,分析了两种材料的滞回特性以及摩擦系数与扭矩系数比的变化规律并给出了系数比的建议值。通过格栅式摩擦型阻尼器耗能单元(Lattice-Shaped FrictionUnit,简称LSFU)的拟静力试验分析了阻尼器的滞回性能,结果表明,研发的阻尼器具有屈服后刚度硬化行为和多阶段耗能特性,试验结果与计算公式结果趋势基本一致。(2)设计了带有薄弱层的两层钢框架结构,开展了装有LSFD减震结构、普通摩擦耗能支撑(Friction Brace Damper,简称FBD)减震结构和无控结构的振动台试验,分析了 FBD屈服后刚度不足对带有薄弱层结构抗震性能的影响,重点研究了 LSFD的屈服后硬化刚度对薄弱层失效机制的控制效果。研究表明:中小震下两种减震结构控制效果差别不大,大震下装有LSFD减震结构的层间位移角分布更为均匀,能够有效控制结构薄弱层失效,而装有FBD减震结构的变形集中现象严重,对薄弱层抑制效果较差。(3)对LSFU和减震结构开展了数值模拟研究。建立了拟静力试验中LSFU的实体单元模型和简化模型,两种数值模拟方法的计算精度和计算效率对比结果表明,实体单元模型与试验结果拟合效果好,计算精度高,但计算效率低;而简化模型可模拟LSFD的屈服后硬化刚度,在计算成本和计算效率方面具有明显的优势。对振动台试验的LSFD减震结构模型和无控结构模型分别数值模拟,结果表明简化模型与试验结果拟合效果较好,可用于减震结构性能分析。以10层钢框架结构为例,用LSFD进行了加固设计,并与装有FBD减震结构和无控结构对比分析,证明了简化模型的实用性以及LSFD对薄弱层结构具有抑制作用,与试验结论一致。(4)针对带有屈服后硬化刚度滞回型阻尼器的减震结构,提出了基于位移的抗震设计改进方法。在总结该类阻尼器特点的基础上,建议了通用的滞回模型并定义了两个主要控制参数。提出了将减震结构的附加阻尼比转化为等效屈服强度的位移改进方法并给出了等效屈服强度的分配原则。对8层钢筋混凝土框架结构进行加固设计并对比了在三种地震水平下有控和无控结构的地震反应,证明了该方法的有效性。(5)基于主-从分布的滞回能量分配原则,开展了一种考虑主结构损伤的消能减震结构能量设计方法研究,该方法结合预期的主结构损伤程度,通过延性系数构建了损伤指数与等效阻尼比的关系并给出了设计流程,分别对采用该方法建立的模型和采用主结构弹性方法建立的模型进行了时程对比分析,结果表明该方法减少了迭代次数,求解过程简单,较好地实现了性能化抗震设计目标。
潘家伟[10](2019)在《南水北调大跨度渠坡割草机械结构与动力学特性研究》文中研究说明南水北调作为我国的的重大战略性基础工程,对优化我国南北地区水资源配置具有极大意义。南水北调工程在发挥巨大社会效益的同时,其工程自身的绿化维护、堤坝保护问题也是社会各方面一直关心的问题。南水北调中线输水渠道坡比是1:2和1:2.5两个标准,坡度也就是40-50°,渠坡长9m左右。南水北调两岸渠坡种植的是植被草木,起到美化环境、保护水质的作用。本文通过实地考察南水北调中线工程实际情况,设计了一种适用于南水北调大跨度渠坡割草机械设备,全文主要研究工作包括以下内容:根据南水北调渠坡特点,确定了渠坡割草机的总体方案,利用三维建模软件Solidworks建立了割草机的机架结构、机头结构、传动系统、集草箱结构,并确定了各零部件所用材料,计算出各零部件重量。利用有限元分析软件Workbench对渠坡割草机模型进行仿真,得到了渠坡割草机机架和传动钢丝绳的应力和应变云图,机架最大应力出现在钢丝绳牵引机架连接处为59.62MPa,最大位移变形出现在机架中部为3.21mm,均能满足设计要求。对渠坡割草机的机架进行模态分析,计算得到了机架前六阶的固有频率和振型,得到了振幅较大的部位,其最大振幅为3.15mm。将渠坡割草机三维模型导入ADAMS中,进行了动力学仿真,分析了机头运动过程中发生的位移和加速度变化和前后机架连接的旋转轴受力情况。本文完成了对渠坡割草机的理论方案,为渠坡割草机试验样机的制造提供了理论依据和参考。
二、最小轴向力在不等边角钢孔型设计中的应用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、最小轴向力在不等边角钢孔型设计中的应用(论文提纲范文)
(1)锚固单向螺栓力学性能及其在抗弯框架中的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 单向螺栓连接介绍 |
1.2.1 Hollo-Bolt |
1.2.2 Flowdrill |
1.2.3 The Ajax Oneside |
1.2.4 The Molabolt |
1.2.5 BOM和 HSSB |
1.2.6 改进单向螺栓 |
1.3 单向螺栓力学性能研究现状 |
1.4 方钢管柱型钢梁梁柱连接节点研究现状 |
1.4.1 方钢管柱型钢梁梁柱连接节点类型 |
1.4.2 连接分类方法 |
1.4.3 组件法的研究现状 |
1.5 单向螺栓连接节点研究现状 |
1.5.1 空心方钢管柱与型钢梁单向螺栓连接节点研究现状 |
1.5.2 方钢管混凝土柱与型钢梁单向螺栓连接节点研究现状 |
1.5.3 单向螺栓连接节点有限元分析 |
1.6 外套管式方钢管柱与型钢梁节点研究 |
1.7 目前研究存在的不足 |
1.8 本文的研究内容 |
第二章 锚固单向螺栓拉拔性能试验研究 |
2.1 试验目的 |
2.2 试验概况 |
2.2.1 试件设计 |
2.2.2 材性设计 |
2.2.3 试验装置及加载制度 |
2.3 试验现象及破坏模式 |
2.3.1 钢管壁约束锚固单向螺栓单孔拉拔试件 |
2.3.2 钢管壁约束锚固单向螺栓双孔拉拔试件 |
2.3.3 无钢管壁约束锚固单向螺栓单孔拉拔试件 |
2.4 试验结果及分析 |
2.4.1 荷载-位移曲线 |
2.4.2 参数分析 |
2.4.3 传力机制与受力机理分析 |
2.4.4 轴向拉伸力学模型 |
2.5 锚固单向螺栓设计 |
2.5.1 锚固端 |
2.5.2 内螺杆 |
2.5.3 螺栓布置 |
2.6 本章小结 |
第三章 锚固单向螺栓方钢管混凝土柱节点性能研究 |
3.1 试验目的 |
3.2 试验概况 |
3.2.1 试件设计 |
3.2.2 试件准备 |
3.2.3 材性试验 |
3.2.4 试验装置和加载制度 |
3.2.5 加载制度 |
3.2.6 测点布置和量测 |
3.3 试验现象与破坏形态 |
3.4 试验分析和讨论 |
3.4.1 滞回曲线 |
3.4.2 骨架曲线 |
3.4.3 节点分类 |
3.4.4 转动能力和延性 |
3.4.5 强度退化 |
3.4.6 刚度退化 |
3.4.7 能量耗散 |
3.5 本章小结 |
第四章 锚固单向螺栓方钢管混凝土柱节点有限元分析 |
4.1 概述 |
4.2 有限元模型的建立 |
4.2.1 几何尺寸 |
4.2.2 材料属性 |
4.2.3 接触与约束 |
4.2.4 单元选取和网格划分 |
4.2.5 边界条件 |
4.2.6 加载方式 |
4.2.7 隐式与显式算法 |
4.3 有限元分析和试验结果对比 |
4.3.1 破坏模式对比 |
4.3.2 弯矩-转角曲线对比 |
4.4 锚固单向螺栓方钢管混凝土柱节点工作机理分析 |
4.4.1 锚固单向螺栓方钢管混凝土柱节点工作机理分析 |
4.4.2 加劲肋的作用 |
4.4.3 锚固单向螺栓方钢管混凝土柱节点荷载传递方式 |
4.5 参数分析 |
4.5.1 轴压比 |
4.5.2 摩擦面抗滑移系数 |
4.5.3 混凝土强度 |
4.5.4 端板形式与尺寸 |
4.5.5 螺栓直径和横向间距 |
4.5.6 局部加强长度和厚度 |
4.5.7 加劲肋形状与厚度 |
4.6 锚固单向螺栓新型空间连接节点 |
4.7 本章小结 |
第五章 锚固单向螺栓方钢管混凝土柱节点理论研究 |
5.1 引言 |
5.2 节点初始转动刚度 |
5.2.1 确定对节点刚度有贡献的组件 |
5.2.2 各组件的刚度计算 |
5.2.3 组合各刚度的计算模型 |
5.3 节点抗弯承载力 |
5.3.1 单向螺栓强度控制的节点抗弯承载力计算 |
5.3.2 端板强度控制的节点抗弯承载力计算 |
5.3.3 钢管混凝土柱强度控制的节点抗弯承载力计算 |
5.4 节点弯矩-转角简化模型 |
5.4.1 节点弯矩-转角关系幂模型 |
5.4.2 节点弯矩-转角关系三段式模型 |
5.4.3 节点弯矩-转角关系设计建议模型 |
5.5 本章小结 |
第六章 锚固单向螺栓钢管混凝土柱组合框架性能研究及工程设计建议 |
6.1 基于OpenSees的半刚性组合框架动力时程分析 |
6.1.1 OpenSees有限元建模 |
6.1.2 半刚性对组合框架动力性能的影响 |
6.2 锚固单向螺栓钢管混凝土柱节点工程设计建议 |
6.2.1 节点设计方法建议 |
6.2.2 节点构造要求 |
6.2.3 节点施工方法 |
6.3 本章小结 |
结论与展望 |
一、结论 |
二、设计建议 |
三、创新点 |
四、展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(2)输电塔加固腹杆角钢构件承载能力的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景和意义 |
1.2 输电塔腹杆受力及加固的研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.2.3 国内外文献综述 |
1.3 本文研究内容 |
第2章 加固前两端偏压角钢的有限元分析 |
2.1 概述 |
2.2 加固前腹杆有限元模型建立 |
2.2.1 单元及本构模型 |
2.2.2 特征值屈曲分析及几何缺陷 |
2.2.3 角钢残余应力分布 |
2.2.4 非线性屈曲分析 |
2.3 有限元模型验证 |
2.3.1 破坏形态 |
2.3.2 荷载-轴向位移曲线 |
2.3.3 极限承载力 |
2.4 初始缺陷及端部约束条件的影响 |
2.4.1 初始几何缺陷的影响 |
2.4.2 残余应力的影响 |
2.4.3 端部约束条件的影响 |
2.5 参数分析 |
2.5.1 连接板厚度影响 |
2.5.2 角钢构件长细比影响 |
2.5.3 角钢宽厚比影响 |
2.5.4 角钢屈服强度影响 |
2.6 有限元计算结果与规范对比 |
2.6.1 我国钢结构设计标准(GB50017-2017) |
2.6.2 架空输电线路杆塔结构设计技术规定(DL/T5154-2012) |
2.6.3 美国输电铁塔设计导则(ASCE10-1997) |
2.7 本章小结 |
第3章 加固方案的试验研究 |
3.1 概述 |
3.2 材性试验 |
3.3 受拉角钢加固后力的分配试验 |
3.3.1 试验目的 |
3.3.2 试件及试验装置介绍 |
3.3.3 加载方案 |
3.3.4 测量方案 |
3.3.5 扭矩扳手的标定 |
3.3.6 试验结果分析 |
3.3.7 小结 |
3.4 加固方案接触面摩擦系数测定试验 |
3.4.1 实验目的 |
3.4.2 试件及试验装置介绍 |
3.4.3 加载方案 |
3.4.4 测量方案 |
3.4.5 试验结果分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 两端偏压角钢加固的有限元分析 |
4.1 引言 |
4.2 有限元模型的建立 |
4.2.1 单元及本构关系 |
4.2.2 有限元模型 |
4.2.3 边界条件及加载方法 |
4.2.4 紧固件中螺栓预紧力的施加 |
4.3 摩擦系数测定的有限元结果与试验对比 |
4.3.1 破坏形态对比 |
4.3.2 荷载-轴向位移曲线 |
4.3.3 滑移时荷载值 |
4.4 轴心受压角钢加固后的有限元模型验证 |
4.4.1 破坏形态 |
4.4.2 荷载-轴向位移曲线 |
4.4.3 极限荷载下各部分应力分布的有限元结果 |
4.4.4 极限承载力 |
4.5 单肢连接受压角钢加固的参数化有限元分析 |
4.5.1 原角钢长细比对加固效果的影响 |
4.5.2 角钢宽厚比对加固效果的影响 |
4.5.3 紧固件间距对加固效果的影响 |
4.5.4 螺栓预紧力对加固效果的影响 |
4.5.5 夹具厚度对加固效果的影响 |
4.5.6 钢材强度对加固效果的影响 |
4.5.7 加固角钢肢厚对加固效果的影响 |
4.5.8 S1、S2对加固效果的影响 |
4.6 本章小结 |
第5章 受拉角钢加固的有限元分析 |
5.1 引言 |
5.2 有限元模型的建立 |
5.2.1 有限元模型 |
5.2.2 边界条件及加载方法 |
5.3 有限元结果与试验对比 |
5.4 受拉角钢加固后的参数化有限元分析 |
5.4.1 角钢截面规格的影响 |
5.4.2 紧固件间距的影响 |
5.4.3 螺栓预紧力的影响 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
(3)多种因素对四肢缀条式轴心受压构件与压弯构件稳定性影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 研究目的及意义 |
1.3 稳定性研究概述 |
1.4 格构柱稳定问题 |
1.4.1 格构柱的截面形式 |
1.4.2 格构柱设计关键问题 |
1.5 国内外学者所做的相关工作 |
1.5.1 国内格构柱稳定性研究现状 |
1.5.2 国外格构柱稳定性研究现状 |
1.5.3 国内外研究成果总结 |
1.6 本文拟解决的关键问题、研究内容和技术路线 |
1.6.1 拟解决的关键问题 |
1.6.2 研究内容 |
1.6.3 技术路线 |
第2章 稳定分析相关理论基础 |
2.1 稳定性的相关理论 |
2.1.1 稳定问题的计算理论 |
2.1.2 失稳类型 |
2.1.3 格构柱临界荷载计算方法 |
2.2 有限元方法求解稳定问题的相关理论 |
2.2.1 有限元基本思想 |
2.2.2 有限元解决问题的基本步骤 |
2.2.3 材料非线性 |
2.2.4 壳单元几何非线性 |
2.2.5 弧长法 |
2.2.6 收敛准则 |
2.2.7 稳定性问题的有限元理论 |
2.2.8 特征值问题的有限元理论 |
2.3 本章小结 |
第3章 有限元模型的建立与验证 |
3.1 有限元模型的建立 |
3.1.1 单元类型 |
3.1.2 格构柱基本参数 |
3.1.3 整体初弯曲与柱肢初弯曲 |
3.1.4 材料非线性 |
3.1.5 几何非线性 |
3.1.6 残余应力 |
3.2 模型验证 |
3.2.1 单角钢模型临界荷载与欧拉公式结果的对比 |
3.2.2 单角钢模型临界荷载与实验结果的对比 |
3.2.3 单角钢模型稳定系数与标准中稳定系数的对比 |
3.2.4 四肢缀条柱模型临界荷载与欧拉公式结果的对比 |
3.2.5 四肢缀条柱模型稳定系数与标准中稳定系数的对比 |
3.3 本章小结 |
第4章 轴心受压四肢缀条柱的稳定性研究 |
4.1 引言 |
4.2 连续化方法对格构柱整体稳定性的设计 |
4.2.1 剪切变形对格构柱失稳临界荷载的影响 |
4.2.2 四肢缀条柱分肢的设计 |
4.3 初始几何缺陷对格构柱稳定性的影响 |
4.3.1 整体初弯曲对四肢缀条柱分肢稳定性的影响 |
4.3.2 初始几何缺陷对完全弹性缀条柱的影响 |
4.3.3 初始几何缺陷对弹塑性缀条柱的影响 |
4.4 四肢缀条柱的弹塑性失稳 |
4.4.1 残余应力的影响 |
4.4.2 屈服应力的影响 |
4.5 本章小结 |
第5章 四肢格构式压弯杆平面内稳定性 |
5.1 压弯杆的整体稳定 |
5.2 平面内稳定性公式的发展 |
5.3 格构柱平面内稳定性计算的相关公式 |
5.4 格构柱实际失稳时的刚度状态 |
5.5 有限元分析 |
5.5.1 分析方法介绍 |
5.5.2 压弯构件平面内稳定性变化规律 |
5.5.3 钢材强度对压弯构件稳定性的影响 |
5.6 本章小结 |
第6章 本文总结 |
6.1 本文内容总结 |
6.2 本文的不足 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(4)空间钢框架-组合楼板结构体系抗连续倒塌性能及结构钢延性断裂研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 抗连续性倒塌设计方法简介 |
1.2.1 概念设计法 |
1.2.2 拉结强度法 |
1.2.3 拆除构件法 |
1.2.4 关键构件法 |
1.3 建筑结构抗连续倒塌国内外研究现状 |
1.3.1 梁-柱节点抗连续性倒塌性能研究现状 |
1.3.2 平面框架结构体系抗连续性倒塌性能研究现状 |
1.3.3 空间钢框架结构体系抗连续性倒塌性能研究现状 |
1.3.4 空间楼板结构体系抗连续性倒塌性能研究现状 |
1.4 金属延性断裂研究现状 |
1.4.1 应力状态表征 |
1.4.2 金属延性断裂研究现状 |
1.5 研究现状总结及本文研究内容 |
2 空间钢框架结构抗连续倒塌性能试验研究 |
2.1 引言 |
2.2 试验方案 |
2.2.1 试验模型选取 |
2.2.2 载和约束系统 |
2.2.3 测量方案 |
2.2.4 材料特性 |
2.3 试验结果 |
2.3.1 荷载-位移曲线及破坏模式 |
2.3.2 应变测量 |
2.3.3 位移及转角 |
2.4 抗力机制分析 |
2.5 本章小结 |
3 考虑楼板组合效应的空间钢框架结构抗连续倒塌性能试验研究 |
3.1 引言 |
3.2 试验概况 |
3.3 试验结果 |
3.3.1 荷载-位移曲线及破坏模式 |
3.3.2 梁应变分析 |
3.3.3 约束水平反力 |
3.3.4 位移与转角 |
3.4 抗力机制与内力重分布机理 |
3.4.1 抗力机制分析 |
3.4.2 竖向荷载内力重分布 |
3.4.3 楼板对空间组合结构体系抗连续倒塌性能的影响 |
3.5 本章小结 |
4 空间楼板结构体系连续倒塌数值模拟 |
4.1 引言 |
4.2 有限元模型及验证 |
4.2.1 有限元模型 |
4.2.2 有限元模型验证 |
4.3 参数分析 |
4.3.1 钢筋间距的影响 |
4.3.2 压型钢板厚度的影响 |
4.3.3 长宽比的影响 |
4.3.4 混凝土楼板厚度的影响 |
4.3.5 非线性动力反应分析 |
4.3.6 边界条件影响 |
4.4 本章小结 |
5 角柱失效条件下抗连续倒塌简化计算方法 |
5.1 引言 |
5.2 基本假定 |
5.3 简化计算方法 |
5.3.1 基于虚功原理的结构响应计算基本方程 |
5.3.2 结构变形能 |
5.3.3 转动中心的确定 |
5.3.4 加、卸载条件 |
5.3.5 非线性动力响应 |
5.4 简化计算方法试验及有限元验证 |
5.5 本章小结 |
6 建筑结构钢材延性断裂及本构关系研究 |
6.1 引言 |
6.2 改进的Mises屈服准则 |
6.3 断裂模型 |
6.3.1 一参数模型 |
6.3.2 二参数模型 |
6.3.3 三参数模型 |
6.3.4 四参数模型 |
6.3.5 七参数模型 |
6.4 多应力状态下建筑结构钢韧性断裂试验 |
6.4.1 试验概述 |
6.4.2 试验结果 |
6.5 有限元分析 |
6.5.1 有限元模型 |
6.5.2 硬化曲线及屈服准则的确定 |
6.5.3 断裂应变及应力状态 |
6.6 断裂模型的评估 |
6.6.1 三维空间断裂场 |
6.6.2 三孔平板拉伸试验及其数值模拟 |
6.7 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 工作展望 |
参考文献 |
附录 |
A. 缩尺模型有效性验证 |
B. 作者在攻读博士学位期间发表的论文目录 |
C. 作者攻读博士学位期间参与的科研项目 |
D. 学位论文数据集 |
致谢 |
(5)基于二阶弹塑性理论的格构钢架高等分析及其布局优化设计(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 传统解析法 |
1.2.2 能量法 |
1.2.3 数值法 |
1.2.4 布局优化方法 |
1.2.5 现有研究存在的问题 |
1.3 研究内容与组织结构 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
第2章 基于二阶弹塑性理论的钢结构高等分析技术 |
2.1 引言 |
2.2 高等分析的构件二阶梁柱单元表达技术 |
2.2.1 理想构件的二阶梁柱单元 |
2.2.2 二阶梁柱单元的稳定函数插值与有限元三次Hermite插值 |
2.2.3 结构和构件的初始几何缺陷 |
2.2.4 几何缺陷对二阶梁柱单元刚度的影响 |
2.2.5 材料屈服与残余应力对二阶梁柱单元刚度的影响 |
2.2.6 二阶梁柱单元非弹性刚度矩阵的表达 |
2.3 高等分析的几何非线性坐标转换技术 |
2.3.1 坐标转换描述-基于UL的增量割线方法 |
2.3.2 三维构件高等分析的初始坐标转换矩阵 |
2.3.3 三维构件高等分析的增量坐标转换矩阵 |
2.4 高等分析的非线性数值求解技术 |
2.4.1 非线性数值求解方法 |
2.4.2 收敛准则 |
2.5 本章小结 |
第3章 格构式钢架高等分析方法研究 |
3.1 格构式钢结构现行规范设计方法 |
3.1.1 理想格构式钢结构 |
3.1.2 带初始几何缺陷的格构式钢结构 |
3.2 格构式钢结构高等分析与现行规范对比 |
3.2.1 理想格构钢架弹性屈曲载荷对比 |
3.2.2 几何缺陷格构钢架弹性屈曲载荷对比 |
3.3 格构式钢架真实几何缺陷模型研究 |
3.3.1 格构钢架真实缺陷模型及数值表达 |
3.3.2 构件局部缺陷刚度矩阵表达 |
3.4 格构式钢架高等分析程序设计 |
3.4.1 基于Newton-Raphson载荷增量控制法程序设计 |
3.4.2 基于改进型的Risk弧长控制法程序设计 |
3.5 工程实例与非线性有限元验证 |
3.5.1 实例1三肢格构钢架梁模型 |
3.5.2 实例2四肢脚格构柱模型 |
3.6 本章小结 |
第4章 基于高等分析的格构钢架布局优化设计 |
4.1 引言 |
4.2 基于高等分析的布局优化数学模型 |
4.3 基于高等分析的布局优化变量灵敏度分析 |
4.4 基于高等分析的布局优化双向控制遗传算法KLGA |
4.4.1 KLGA可靠拓扑外形控制 |
4.4.2 KLGA遗传引导控制 |
4.5 实例分析 |
4.5.1 实例1.三肢格构钢架构-梁模型 |
4.5.2 实例2.四肢格构钢结构-柱模型 |
4.6 本章小结 |
第5章 四肢格构钢框架高等分析的实验研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验参数选取 |
5.2.1 实验的目的与对象 |
5.2.2 测试件的结构设计 |
5.2.3 试验件的变量参数 |
5.3 实验数据测量与统计 |
5.3.1 几何初始缺陷的测量 |
5.3.2 试验件加载测量 |
5.4 实验结果与分析 |
5.5 本章小结 |
结论与展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 基于高等分析的布局优化算法KLGA程序 |
附录2 高等分析的二阶梁柱构件刚度表达程序 |
附录3 试验件缺陷测量数据统计表 |
附录4 试验件加载载荷-位移与应变关系统计表 |
攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 |
(6)圆柱壳结构的稳定性及可靠性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题的研究背景和意义 |
1.2 耐压壳结构的国内外研究现状 |
1.2.1 耐压壳结构的稳定性研究现状 |
1.2.2 耐压壳结构的可靠性研究现状 |
1.3 本文研究内容 |
第2章 圆柱壳结构的稳定性计算方法 |
2.1 引言 |
2.2 圆柱壳结构的强度计算 |
2.2.1 圆柱壳结构受力分析 |
2.2.2 圆柱壳结构弯曲微分方程 |
2.2.3 圆柱壳结构强度 |
2.3 圆柱壳结构的稳定性计算 |
2.3.1 圆柱壳结构的总稳定性 |
2.3.2 壳板结构的稳定性 |
2.4 圆柱壳结构的理论临界压力修正 |
2.4.1 物理非线性修正 |
2.4.2 几何非线性修正 |
2.5 圆柱耐压壳结构稳定性有限元分析方法验证 |
2.5.1 耐压壳结构参数设置 |
2.5.2 边界条件和加载 |
2.5.3 初始挠度 |
2.5.4 圆柱壳结构数值分析 |
2.6 本章小结 |
第3章 结构参数对耐压壳结构稳定性的影响研究 |
3.1 引言 |
3.2 计算模型 |
3.2.1 几何尺寸 |
3.2.2 单元网格划分 |
3.2.3 边界条件的确定 |
3.3 结构尺寸对圆柱耐压壳结构稳定性的影响 |
3.3.1 壳板板厚对耐压壳稳定性的影响 |
3.3.2 肋骨腹板板厚对耐压壳稳定性的影响 |
3.3.3 肋骨腹板高度对耐压壳稳定性的影响 |
3.4 本章小结 |
第4章 初始缺陷对圆柱壳稳定性的影响研究 |
4.1 引言 |
4.2 不同肋骨型式对圆柱壳结构稳定性的影响分析 |
4.2.1 计算模型 |
4.2.2 网格划分和边界条件 |
4.2.3 结果对比分析 |
4.3 初始挠度幅值对圆柱壳结构稳定性的影响 |
4.3.1 初始挠度幅值对圆柱壳结构发生总体失稳的影响分析 |
4.3.2 初始挠度幅值对圆柱壳结构发生壳板失稳的影响分析 |
4.3.3 计算结果对比分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 锥-柱结合耐压圆柱壳稳定性的研究 |
5.1 引言 |
5.2 锥-柱结合圆柱壳有限元分析 |
5.2.1 参数设置 |
5.2.2 边界条件和加载设置 |
5.2.3 失稳分析 |
5.3 初始变形对锥-柱结合壳结构稳定性影响分析 |
5.3.1 初始挠度幅值对结构失稳的影响 |
5.3.2 不同区域初始变形对结构稳定性的影响 |
5.4 结构尺寸对结构稳定性影响分析 |
5.4.1 壳板厚度对结构稳定性的影响 |
5.4.2 锥壳半锥角对结构稳定性的影响 |
5.5 柱壳半径对结构稳定性影响分析 |
5.5.1 相同半径比对结构稳定性的影响 |
5.5.2 不同半径比结构稳定性的影响 |
5.6 本章小结 |
第6章 耐压圆柱壳结构的可靠性研究 |
6.1 引言 |
6.2 圆柱壳结构可靠度原理 |
6.2.1 可靠性和可靠指标 |
6.2.2 耐压壳体的主要失效模式 |
6.2.3 耐压壳结构的基本随机变量及分布特征 |
6.3 圆柱壳结构可靠性计算方法 |
6.3.1 耐压壳结构可靠性计算FORM法 |
6.3.2 耐压壳结构可靠性计算Monte-Carlo法 |
6.4 基于理论公式的圆柱壳结构稳定可靠性分析 |
6.4.1 基于FORM法的可靠性分析 |
6.4.2 基于Monte-Carlo法的可靠性分析 |
6.4.3 计算结果分析 |
6.5 基于有限元法的圆柱壳结构稳定可靠性分析 |
6.5.1 基于FORM法的可靠性分析 |
6.5.2 基于Monte-Carlo法的可靠性分析 |
6.5.3 计算结果分析 |
6.6 基于有限元软件的锥-柱耐压壳稳定可靠性研究 |
6.7 本章小结 |
第7章 总结与展望 |
7.1 本文研究工作总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
致谢 |
(7)在线外护角成型机辊弯成型设计及其有限元仿真研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外钢卷包装现状 |
1.3 辊弯成型国内外研究现状 |
1.3.1 辊弯成型国外研究现状 |
1.3.2 辊弯成型国内研究现状 |
1.4 本文的研究内容及技术路线 |
1.4.1 本文的研究内容 |
1.4.2 本文研究的主要技术路线 |
第2章 外护角成型机总体设计方案 |
2.1 主要技术参数 |
2.2 外护角成型工艺 |
2.3 总体方案设计 |
2.3.1 外护角成型包装工况分析 |
2.3.2 搭载小车方案设计 |
2.3.3 开卷机方案设计 |
2.3.4 冲切成型机结构部件设计 |
2.4 本章小结 |
第3章 不等边角钢辊弯成型理论及设计计算 |
3.1 辊弯成型机理 |
3.2 成型辊上压力计算方法 |
3.3 辊弯成型道次数的确定 |
3.4 成型角度的分配 |
3.5 轧辊直径的确定 |
3.6 本章小结 |
第4章 辊弯成型过程有限元模拟 |
4.1 有限元软件介绍 |
4.2 辊弯成型过程分析 |
4.3 有限元模型建立 |
4.3.1 辊弯成型模型建立 |
4.3.2 刚性辊的简化 |
4.3.3 薄钢带模型的建立 |
4.4 约束,接触,载荷设置处理 |
4.4.1 定义约束 |
4.4.2 载荷和初始条件 |
4.4.3 接触处理 |
4.5 辊弯成型过程结果分析 |
4.6 工艺参数对辊弯成型的影响 |
4.6.1 钢带厚度的影响 |
4.6.2 成型间距的影响 |
4.7 轧辊接触力分析 |
4.8 轧辊轴承选型计算 |
4.9 本章小结 |
第5章 弯圆成型设计及有限元模拟 |
5.1 弯圆成型设计计算 |
5.2 弯圆成型有限元模拟 |
5.2.1 弯圆模型建立 |
5.2.2 初始条件和载荷处理 |
5.2.3 接触的处理 |
5.2.4 结果分析 |
5.3 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
在校研究成果 |
致谢 |
(8)两种双消能段延性桁框基于能量平衡原理与屈服机制的设计方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 延性桁框提出的背景与意义 |
1.2 延性桁框的国内外研究进展 |
1.2.1 延性桁框的早期研究 |
1.2.2 延性桁框的设计方法研究 |
1.2.3 延性桁框的截面与构造研究 |
1.2.4 延性桁框变体的体系研究 |
1.3 本文的研究目的及主要内容 |
1.3.1 前人研究所存在的问题 |
1.3.2 本文的研究目的 |
1.3.3 本文的主要内容与组织 |
2 双消能段延性桁框的屈服机制 |
2.1 本章概述 |
2.2 DS-STMF的屈服机制 |
2.2.1 屈服机制的假设 |
2.2.2 有限元模型的验证 |
2.2.3 屈服机制的验证 |
2.3 DS-BRB-STMF的屈服机制 |
2.3.1 屈服机制的假设 |
2.3.2 屈服机制的验证 |
2.4 本章小结 |
3 基于能量平衡原理及屈服机制的设计方法 |
3.1 基于能量平衡原理及屈服机制的设计方法 |
3.1.1 基于弹塑性分析的侧向力分布 |
3.1.2 基底剪力的确定方法 |
3.1.3 普通钢框架结构的PBPD设计方法 |
3.1.4 STMF的 PBPD设计方法 |
3.2 DS-STMF的 PBPD设计方法 |
3.2.1 DS-STMF消能段弦杆截面的确定 |
3.2.2 DS-STMF消能段设计期望剪力及消能段弦杆轴力的确定 |
3.2.3 DS-STMF非消能段的设计 |
3.3 DS-BRB-STMF的 PBPD设计方法 |
3.3.1 DS-BRB-STMF屈曲约束支撑力学性能的确定 |
3.3.2 DS-BRB-STMF消能段交叉斜腹杆设计轴力的确定 |
3.3.3 DS-BRB-STMF非消能段的设计 |
3.4 设计基底剪力与体系设计的流程 |
4 算例与分析介绍 |
4.1 本章概述 |
4.2 算例设计 |
4.2.1 算例的设计条件 |
4.2.2 STMF算例的设计参数 |
4.2.3 DS-STMF算例的设计参数 |
4.2.4 DS-BRB-STMF算例的设计参数 |
4.3 所选取计算模型介绍 |
4.3.1 构件的效应-变形关系 |
4.3.2 重力荷载与质量分布 |
4.3.3 动力时程分析中采用的阻尼 |
4.3.4 本文算例所施加的工况与分析类型的陈述 |
4.4 地震动记录的选取、验证及算例的抗震变形验算 |
4.4.1 本文所参考的地震动记录的选取标准 |
4.4.2 本文采取的地震动记录选取方法及标准 |
4.4.3 所选取的地震动记录及处理方法 |
4.4.4 地震动记录的有效性验证 |
4.4.5 六个算例的抗震变形验算 |
5 基于算例对设计方法准确性的考察 |
5.1 本章概述 |
5.2 非线性推覆分析下算例的反应 |
5.3 非线性动力时程分析下算例的反应 |
5.3.1 各时程分析下各算例的层间位移角 |
5.3.2 各时程分析下各算例的相对层剪力分布 |
5.3.3 STMF与 DS-STMF的 Vne公式准确性 |
5.3.4 STMF与 DS-STMF的消能段最大塑性转角 |
5.3.5 DS-STMF消能段弦杆中的轴力 |
5.3.6 DS-BRB-STMF算例中BRB的变形 |
5.3.7 DS-BRB-STMF中消能段交叉斜腹杆的利用率 |
5.3.8 各水准下各算例的结构行为描述 |
5.4 本章小结 |
6 结论及展望 |
6.1 本文的结论 |
6.2 基于本文分析结果的设计建议 |
6.3 本文所做工作的展望 |
致谢 |
参考文献 |
附表 |
攻读硕士期间发表的学术论文及成果 |
(9)新型格栅式摩擦阻尼器减震结构的试验与理论研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 强震下结构失效机制 |
1.1.2 不利失效机制的控制方法 |
1.1.3 研究意义 |
1.2 消能减震装置及性能研究 |
1.2.1 结构振动控制技术 |
1.2.2 消能减震技术原理及类型 |
1.2.3 硬化刚度滞回型阻尼器概述 |
1.3 消能减震结构设计方法 |
1.3.1 基于位移设计方法 |
1.3.2 基于能量设计方法 |
1.4 本文主要研究内容 |
2 格栅式摩擦阻尼器的提出与性能试验研究 |
2.1 引言 |
2.2 格栅式摩擦阻尼器的提出 |
2.3 基本构造和工作原理 |
2.3.1 基本构造 |
2.3.2 基本原理 |
2.3.3 工作状态 |
2.4 摩擦系数与扭矩系数比值测定试验 |
2.4.1 试验方案 |
2.4.2 结果分析 |
2.5 耗能单元拟静力试验 |
2.5.1 试验方案 |
2.5.2 结果分析 |
2.6 本章小结 |
3 格栅式摩擦阻尼器减震结构的振动台试验研究 |
3.1 引言 |
3.2 结构模型 |
3.2.1 试验模型设计 |
3.2.2 阻尼器模型设计 |
3.3 测试及加载方案 |
3.3.1 数据测点布置 |
3.3.2 地震动及加载方案 |
3.4 试验结果与数据分析 |
3.4.1 结构动力特性 |
3.4.2 结构动力反应对比分析 |
3.5 本章小结 |
4 格栅式摩擦阻尼器减震结构数值模拟 |
4.1 引言 |
4.2 精细化实体单元数值模拟 |
4.2.1 精细化实体单元建模 |
4.2.2 实体模型与试验结果对比 |
4.3 简化连接单元数值模拟 |
4.3.1 构件简化模型方法 |
4.3.2 简化模型与试验结果对比 |
4.4 两种数值模拟方法对比分析 |
4.4.1 计算精度评价 |
4.4.2 计算效率评价 |
4.5 振动台试验与数值模拟结果对比分析 |
4.5.1 数值模型 |
4.5.2 结果对比 |
4.6 算例 |
4.6.1 模型结构 |
4.6.2 阻尼器设计 |
4.6.3 动力反应分析 |
4.7 本章小结 |
5 考虑屈服后硬化刚度的消能减震结构位移方法 |
5.1 引言 |
5.2 力学模型 |
5.3 等效屈服强度 |
5.4 基于位移的抗震设计方法设计流程 |
5.4.1 结构参数确定 |
5.4.2 结构性能评估和最大层间位移角 |
5.4.3 顶层目标位移和等效阻尼比 |
5.4.4 等效屈服强度及其层间分布 |
5.4.5 带有屈服后硬化刚度阻尼器参数设计 |
5.5 数值算例 |
5.5.1 模型结构 |
5.5.2 设计参数 |
5.5.3 动力反应分析 |
5.6 本章小结 |
6 考虑结构损伤的消能减震结构设计方法 |
6.1 引言 |
6.2 地震损伤指标 |
6.2.1 地震损伤模型 |
6.2.2 等效阻尼比 |
6.2.3 损伤指数与等效阻尼比关系 |
6.3 考虑损伤的消能减震结构设计 |
6.3.1 结构性能设计 |
6.3.2 阻尼器设计 |
6.4 消能减震结构能量设计流程 |
6.4.1 结构承载力设计 |
6.4.2 初始阻尼比对应的吸收能 |
6.4.3 等效阻尼比对应的吸收能 |
6.4.4 阻尼器耗能 |
6.4.5 耗能分布及各层总耗能 |
6.4.6 阻尼器变形 |
6.4.7 阻尼器设计 |
6.5 数值算例 |
6.5.1 模型结构 |
6.5.2 设计过程 |
6.5.3 对比验证 |
6.6 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点摘要 |
7.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
致谢 |
作者简介 |
(10)南水北调大跨度渠坡割草机械结构与动力学特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 本文主要研究内容与意义 |
1.4 技术路线 |
1.5 研究难点和关键技术 |
1.6 本章小结 |
2 渠坡割草机总体设计 |
2.1 整机设计及要求 |
2.2 整机方案 |
2.2.1 整机工艺 |
2.2.2 整机结构布局 |
2.3 传动方案 |
2.4 工作原理 |
2.5 本章小结 |
3 渠坡割草机整机结构设计 |
3.1 主体结构设计 |
3.1.1 机架结构选择 |
3.1.2 机架结构尺寸设计 |
3.2 机头结构设计 |
3.2.1 机头结构组成 |
3.2.2 机头重要零部件尺寸及三维模型 |
3.3 传动系统设计 |
3.3.1 电动转台的选型与动力计算 |
3.3.2 电动卷筒和钢丝绳的选型与动力计算 |
3.4 集草箱和输送系统设计与动力计算 |
3.4.1 箱体及管道设计 |
3.4.2 风机参数计算及特性分析 |
3.5 整机总装 |
3.6 本章小结 |
4 渠坡割草机关键结构有限元分析 |
4.1 静力学分析的基本原理 |
4.2 机架的工况选择及载荷确定 |
4.3 机架的静力学分析 |
4.4 钢丝绳静力学分析 |
4.5 机架静力学分析结果分析 |
4.6 本章小结 |
5 渠坡割草机机架的模态分析 |
5.1 模态分析的理论 |
5.2 模态分析的方法 |
5.3 模态分析的结果分析 |
5.4 本章小结 |
6 渠坡割草机模型的动力学仿真分析 |
6.1 ADAMS软件简介 |
6.2 ADAMS理论计算 |
6.3 模型导入及设置 |
6.4 添加约束与驱动并验证模型 |
6.5 割草机动力学仿真分析 |
6.6 本章小结 |
7 总结与展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 研究展望 |
攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文 |
致谢 |
参考文献 |
四、最小轴向力在不等边角钢孔型设计中的应用(论文参考文献)
- [1]锚固单向螺栓力学性能及其在抗弯框架中的应用研究[D]. 王一焕. 华南理工大学, 2020
- [2]输电塔加固腹杆角钢构件承载能力的研究[D]. 代紫兰. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [3]多种因素对四肢缀条式轴心受压构件与压弯构件稳定性影响[D]. 宋园. 新疆大学, 2020(07)
- [4]空间钢框架-组合楼板结构体系抗连续倒塌性能及结构钢延性断裂研究[D]. 孔德阳. 重庆大学, 2020(02)
- [5]基于二阶弹塑性理论的格构钢架高等分析及其布局优化设计[D]. 李银启. 西南交通大学, 2019(06)
- [6]圆柱壳结构的稳定性及可靠性研究[D]. 韩亚洲. 江苏科技大学, 2019(03)
- [7]在线外护角成型机辊弯成型设计及其有限元仿真研究[D]. 苏鹏飞. 安徽工业大学, 2019(02)
- [8]两种双消能段延性桁框基于能量平衡原理与屈服机制的设计方法研究[D]. 张健豪. 西安建筑科技大学, 2019(06)
- [9]新型格栅式摩擦阻尼器减震结构的试验与理论研究[D]. 朱立华. 大连理工大学, 2019(01)
- [10]南水北调大跨度渠坡割草机械结构与动力学特性研究[D]. 潘家伟. 华北水利水电大学, 2019(01)