复合材料帽型加筋层合梁刚度的理论计算研究

根据层合板理论,首先利用三维应力、应变转换关系,推导出复合材料帽型加筋层合梁的总体刚度矩阵公式,建立了复合材料帽型加筋层合梁的拉伸刚度和弯曲刚度理论计算式;然后,计算了轴向或横向荷载作用下,复合材料帽型加筋悬臂层合梁的拉伸和弯曲变形,并和ANSYS有限元计算结果进行了对比;最后,计算分析了腹板倾斜角度对结构刚度的影响。计算结果表明:腹板倾斜角度为60°时,帽型加筋结构的刚度和所需材料的比值达到最优值;拉伸和弯曲刚度的理论解和ANSYS有限元计算结果吻合较好,说明上述方法以及推导的计算公式是准确、可靠的。     

预应力CFRP筋T形梁受弯性能试验及变形分析

试验通过对3根T形预应力CFRP筋混凝土梁和1根矩形预应力CFRP筋混凝土梁进行对比,考察了预应力CFRP筋混凝土梁的受弯工作性能,记录了试验梁的开裂荷载、极限荷载和裂缝发展情况。试验结果表明：增加预应力度和总配筋率对提高开裂荷载,限制挠度、裂缝发展起重要作用;相同配筋的T形梁和矩形梁挠度相近,但各阶段荷载不同。对预应力CFRP筋T形梁的变形性能进行了理论分析,推导了短期荷载作用下刚度和挠度的计算公式,并将计算值与试验值进行比较,两者吻合良好。     

面内载荷下复合材料帽型加筋板结构稳定性分析

为探究复合材料帽型加筋板结构稳定性问题,首先根据层合板理论和等效刚度法,通过分析边界条件得出复合材料帽型加筋板在面内压载作用下局部失稳的特征方程;然后,引入算例进行了数值计算,定量分析了结构参数变化对帽型加筋板临界载荷和屈曲模态的影响规律;最后,结合算例进行了相应的试验分析,试验结果和计算结果吻合较好。分析表明：帽型加筋板在面内压载作用下优先发生局部失稳,通过合理设计帽型筋条可有效避免结构整体失效。该研究结果对工程结构设计应用具有一定的理论参考价值。     

剪切变形对夹芯复合材料悬臂箱梁挠度的影响

为了分析剪切变形对夹芯复合材料悬臂箱梁挠度的影响,推导了夹芯复合材料薄壁箱梁的等效弯曲刚度和剪切刚度,将夹芯复合材料悬臂箱梁等效为具有等跨度等刚度的均质箱梁;利用初等梁理论得到了考虑剪切变形的夹芯复合材料悬臂箱梁的挠曲线方程;分析了剪切变形对夹芯复合材料薄壁箱梁挠度的影响,为复合材料薄壁箱梁的设计提供了理论参考.     

冲击波载荷作用下固支正交各向异性薄板挠度特性分析

根据能量原理,采用层合板理论和薄板大变形理论,对四边固支的矩形正交铺层的纤维增强复合材料薄板在爆炸冲击波作用下的弹性大变形进行理论分析,得到了层合板的最大挠度计算公式。有限元数值模拟计算表明,理论计算结果与有限元数值模拟的结果吻合较好,因此该方法可用来对复合材料板在弹性范围内的最大挠度进行预测,同时认为根据薄板的最大挠度,可以计算板的应力(应变)分布和复合材料板失效时的爆炸载荷。     

新型BFRP筋增强混凝土受弯构件挠度控制

玄武岩纤维塑料增强筋（BFRP筋）的特性导致以其为增强筋的受弯构件出现裂缝后刚度降低非常明显，变形发展过快。因此，对BFRP筋混凝土梁的设计主要应根据其变形性能标准的要求来进行。为方便设计人员进行BFRP筋受弯构件设计，结合试验研究，通过对比国内外有关FRP筋混凝土梁开裂截面有限惯性矩计算模型的研究，探索出适合BFRP筋混凝土梁开裂截面有效惯性矩计算模型；通过建模分析，表明有限元计算模型和其他几种计算模型一起可以应用于BFRP筋混凝土梁直接挠度控制。推导出FRP筋受弯构件配筋率计算公式，结合直接挠度控制研究，提出通过控制跨高比限值来进行梁尺寸初选的间接挠度控制计算公式。     

梁的蠕变脆性各向同性弯曲损伤模型

本文在梁的纯弯曲损伤基本假设条件下,导出了弯曲损伤的基本方程,与Ｋａｃｈａｎｏｖ的材料刚度劣化（受载横截面积减小）定义拉伸损伤变量类似,以梁的弯曲刚度劣化（惯性矩减小）定义弯曲损伤变量,从而建立了与Ｋａｃｈａｎｏｖ拉伸损伤模型相类似的梁的各向同性弯曲损伤模型。最后,以受蠕变纯弯曲梁为实例进行了损伤分析,在一次近似条件下,该弯曲损伤模型的材料常数可由Ｋａｃｈａｎｏｖ拉伸损伤模型的材料常数确定,且所得计算结果与Ｋａｃｈａｎｏｖ拉伸损伤模型所得结果比较吻和,表明该弯曲损伤模型是合理适用的。     

舰船局部结构在水下爆炸气泡载荷作用下的塑性变形分析

在水下爆炸载荷作用下的舰船局部结构塑性变形计算中,往往只考虑冲击波载荷的影响而忽略气泡载荷的影响。为研究气泡载荷在舰船局部结构塑性变形中所占的比例,利用通用有限元软件Abaqus,对舰船局部结构典型形式加筋板模型在水下爆炸载荷作用下的动态响应进行了数值仿真。其中,载荷计算采用了Geers-Hunter模型,材料本构采用了Johnson-Cook模型。分析仿真结果发现,模型中点变形挠度明显分为两个阶段,很容易区分冲击波载荷引起的变形和气泡载荷引起的变形。将最终变形挠度仿真计算结果与试验结果进行对比,两者吻合较好。计算结果表明:由气泡载荷引起的加筋板塑性变形挠度超过总变形挠度的30%,所以在计算中气泡载荷的影响不容忽视。     

既有锈蚀RC梁剩余抗剪承载力试验

为了准确评估锈蚀RC梁的剩余抗剪承载力,在对6根既有纵筋、箍筋锈蚀都比较严重的混凝土抗弯构件进行了剩余抗剪承力试验研究的基础上,提出了锈蚀RC梁的剩余抗剪承载力计算公式.结果表明,既有锈蚀RC梁挠度曲线没有明显的开裂拐点;破坏时脆性明显,裂缝集中在某一处,间距较大,破坏荷载和屈服荷载接近,受剪破坏形态可能表现为加载点下垂直裂缝引起的破坏.所提出的既有锈蚀RC梁剩余抗剪承载力计算公式与试验结果吻合较好,可为锈蚀RC梁剩余抗剪承载力评估提供一定参考.     

基于ANSYS的大型复合材料风力机叶片结构分析

基于ANSYS软件,对某款应用于GL3A风场的1500kW大型复合材料风力机叶片进行了结构分析。分析结果表明:该叶片的振型以一阶挥舞和一阶摆振为主,其频率分别为0.86Hz和1.59Hz;在极限挥舞载荷作用下,该叶片有限元模型计算得到的叶尖挠度为8.445m,而该叶片全尺寸静力试验得到的极限挥舞载荷作用下的叶尖挠度为8.12m,计算值与试验值的误差只有3.8%;另外,该叶片的最大计算拉应力和压应力分别为228MPa和201MPa,而该叶片玻纤/环氧复合材料实测拉伸强度和实测压缩失稳强度分别为720MPa和380MPa,其计算最大应力只有对应实测极限强度的31.7%和52.9%。     

弹性地基上的矩形板弯曲问题的解析解法

本文建立了弹性地基上的矩形板弯曲微分方程的一般解。然后根据各种边界条件确定积分常数,这一解法可以求解任意载荷作用下任意边界矩形板的弯曲问题。以四边自由中点受一集中力的正方形板为例进行了分析求解。     

三明治复合材料加筋L型接头的弯曲承载能力和损伤机理

针对一种三明治复合材料加筋L型接头,介绍了其结构形式和成型工艺,通过试验测试了接头的弯曲承载能力,分析了接头的破坏模式,并对其损伤机理进行了研究,以探求接头的技术改进路径。研究结果表明:L型接头具有良好的吸能效果,在结构发生大变形破坏时,仍具有较高的弯曲承载能力;L型接头的破坏主要发生在垂横加强筋的相交处,初始损伤是相交处侧面的玻璃钢和芯材发生界面分离;工程上应将改进L型接头垂横加强筋相交处的蒙皮和芯材之间的连接工艺作为提高接头承载能力的技术路径。     

任意载荷作用下各向异性矩形薄板的弯曲解

常用的复合材料板多为各向异性板。为求解这种板的弯曲问题 ,利用复数形式的三角级数解和双正弦级数解来建立各异向性矩形薄板弯曲问题微分方程的一般解 ,可以求解任意载荷作用下各种边界的弯曲问题。以四边固支的正方形板为例进行了数值计算 ,其结果与文献比较是一致的。这种一般解析解法理论简单全面 ,便于实际应用     

用配点法求解四边搁支板的弯曲问题

根据弹性薄板微分方程的一般解和边界条件的配点法来求四边搁支板的弯曲问题,并以对称荷载作用下的正方形板为例进行了分析计算。     

弯曲致受抑全内反射式液位检测效应仿真实验分析

从传统的有损光纤结构的液位传感方法入手,深入研究塑料多模光纤传输过程中的包层模式下的弯曲损耗、受抑全内反射以及光能量耦合机理,在理论上揭示传感器效应的作用机制,从几何光学的理论出发,使用光线追迹方法,进一步模拟宏弯曲光纤内的光线传播路径,光纤受抑全内反射效应的能量变化机制,仿真结果与理论分析一致,搭建实验平台对前述理论分析和仿真模拟结果进行进一步的测试和验证。实验结果表明,该效应相对于传统有损光纤结构方法,可以进行高精度高灵敏度的稳定可靠液位传感测量。     

大口径火炮身管热弯曲计算与试验

建立火炮在阳光照射下身管上下表面温度场、热弯曲及炮口角的计算模型。以某大口径长身管火炮为实例,计算该炮的炮口弯曲量与炮口角,进行自然阳光照射与环境模拟条件下的热弯曲试验,验证计算模型与计算结果的正确性与可信性;提出通过测量身管上下表面温度快速求取火炮身管不同环境温度及温差下的弯曲量与炮口角的工程应用方法。     

一种海底应答器绝对位置的精确校准方法

应答器越来越多地应用于各种水下作业,而其绝对位置的校准是工作的前提。在深海下由于声速的不均匀性,声线会发生弯曲。海底应答器绝对位置的校准需要进行声线弯曲修正。给出了一种深海条件下含声线弯曲修正的海底应答器绝对位置精确校准的方法。深海试验结果验证了该算法的有效性以及进行声线修正的必要性。     

三点弯曲梁的动态断裂分析

利用梁的初等弯曲理论和线弹簧模型建立了三点弯曲裂纹梁的动态断裂分析方法,该方法使计算大为简化。数值结果表明该方法具有足够的精度     

岩土崩塌冲击作用下埋地管道应力与变形分析

基于散体极限平衡条件,利用马斯顿提出的沟内埋管垂直土压力计算模型,对存在冲击荷载情况的埋地管道受力进行分析,同时根据弹性半空间理论对落石冲击荷载情况下管道轴向附加荷载分布情况进行了计算分析。在利用传统的应力设计进行分析校核的同时,应用竖向变形量设计理念,研究了落石垂直冲击管道正上方时管道变形情况,以此来判断管道失效与否,为地质崩塌灾害易发区埋地管道的铺设方式提供理论和实践依据。