基于von Karman大变形理论及活塞理论建立超音速流中壁板的气动弹性方程。采用特征正交分解法(POD)结合向伽辽金法(Galerkin)的映射这样一种半解析法建立降阶模型(ROM)求解三维壁板的非线性气动弹性问题,并与传统的Galerkin法对比。发现并证明了POD数值模态与伽辽金法简谐基函数之间转换矩阵的正交性,从而简化了POD降阶模型的建立过程。通过数值...
1.《工程力学》是中国科学技术协会主管、中国力学学会主办、清华大学土木工程系承办的学术期刊。2.本刊为Ei Compendex、Scopus及ISI web of knowledge文摘数据库收录期刊。3.本刊于2013年6月荣获中国科协"精品科技期刊工程项目"资助。4.本刊被中国科学技术信息研究所评为"2013年百种中国杰出学术期刊"称号和"第3届中国精品科技期刊",即"中国精...
针对双轴压弯作用下钢筋混凝土(RC)空心截面性能评价问题,该文根据双轴压弯作用下RC矩形空心截面中和轴布置的不同形式,推导了双轴压弯作用下其承载力计算公式和曲率计算公式。对双轴压弯作用下轴压比、配筋率和配箍率不同的3个RC矩形空心截面试件体桥墩的墩底控制截面,进行了承载力和转动延性分析,得出其在给定轴力作用下的Mx-My曲线和弯矩-曲...
针对传统防屈曲支撑自重较大、加工运输安装不便等问题,该文提出几种新型的分离式防屈曲支撑构件,其由两个传统的单内核防屈曲支撑构件作为分肢,通过连续的钢腹板连成整体。分离式截面可增大防屈曲支撑的整体抗弯刚度,最大效率地提高支撑的承载效率,因此特别适合大吨位防屈曲支撑构件的设计。在此基础上,利用能量法中的Ritz法推导了两端铰接的分...
采用拉格朗日方法,模拟空旷场地中雪颗粒从开始运动至整个流域达到平衡状态的过程。分析了雪颗粒的运动特性,结合文献中的击溅函数,追踪每个跃移雪颗粒的运动状态,同时考虑了跃移雪颗粒对风场的修正作用。考察了在风雪流发展过程中跃移雪颗粒的数目、质量传输率和摩擦速度的变化规律,以及流域达到平衡状态后跃移雪颗粒质量通量沿高度的分布。同...
通过静力试验和理论分析,研究CFRP筋体外预应力加固T形截面混凝土梁在短期荷载作用下的使用性能,探讨短期挠度计算方法。结果表明,CFRP筋体外预应力加固梁的荷载-跨中挠度曲线呈三折线变化;跨中截面混凝土和CFRP筋的平均应变在梁体开裂之前沿截面高度基本呈线性变化,开裂后,CFRP筋的平均应变明显小于梁底混凝土的应变。基于试验结果,计算开裂刚...
风致雪飘移在复杂屋面上产生的不均匀雪荷载是多雪地区结构设计中需要重点考虑的问题之一。该研究对比了我国和美国、加拿大、欧洲四本关于雪荷载的规范,比较了雪荷载的计算表达式、屋面形式等内容,通过风洞试验,采用食用盐、硅砂、明矾、干松木屑等材料,对雪飘移问题进行了试验研究。结果发现:四本规范中都是将基本雪压与各种系数的乘积作为雪...
桥墩是桥梁抗侧力体系中的关键构件。为实现基于概率和性能的桥梁抗震设计的多级性能目标,有必要给出桥墩在不同性能极限状态下的概率能力。基于已有研究工作,将RC桥墩的抗震性能水平划分为五个等级,并定义了相应的性能极限状态。采用等效集中塑性铰理论,推导并建立了各性能极限状态下RC墩柱变形能力的确定性计算公式;基于183个矩形RC墩柱试件的...
该文通过模型试验和时间自适应有限元分析的方法模拟了海洋平台桩靴的上拔过程。在有限元数值分析中引入了启发式和基于误差评估的两种时间自适应方法,有效解决了因时间步长的选取而引起的不收敛和计算效率低等问题。启发式算法通过控制收敛速度调整时间步长,有效预防了不收敛或收敛过慢,但时步调整较为粗糙。基于误差评估的时间自适应有效控制...
该文采用拟静力试验研究了采用高延性纤维增强水泥基复合材料(ECC)修复后的震损钢筋混凝土剪力墙的抗震性能。先对剪力墙进行了初次拟静力试验,剪力墙呈现剪切破坏,混凝土压溃,脚部钢筋压弯、屈服甚至断裂,然后采用ECC对震损的钢筋混凝土剪力墙进行了修复,随后进行了再次拟静力试验。通过对比分析前后两次试验结果,从剪力墙破坏模式、承载能力、...
介绍了港珠澳大桥项目概况及桥梁钢管复合桩工程设计方案。通过现场调研、资料收集、理论计算、数值模拟、室内外物理模型试验等手段,开展了大直径钢管复合桩受力性能试验和理论分析研究。详细分析了钢管与混凝土桩体的共同作用机理与协同工作性能,提出了钢管复合桩抗压刚度、抗弯刚度、竖向和水平承载能力计算方法,并验证了所提出的设计方法的...
为了获取环氧沥青混凝土的裂纹起裂与失稳扩展临界点,重构了环氧沥青混凝土非均质(集料、砂浆和空隙)多层次(矿料级配)结构三维虚拟试件,采用离散元方法实施了单边切口小梁虚拟三点弯曲试验,借助数字摄像法捕捉了室内小梁试件表面裂纹发展情况,分析了裂缝发展过程中裂缝尖端张开位移(CTOD)和裂缝口张开位移(CMOD)之间的变化关系。研究结果表明:...
针对任意四边形网格模型,提出了双重网格动态应力差分法,结合Green公式,导出了在双重网格下基于应力为基本量的差分公式。然后考虑积分沙漏、静态阻尼的情况,使用VB.NET语言编写了动态应力差分法的底层函数,最后编写了相应的应力有限差分法DMFD程序。利用DMFD程序模拟了有限长岩柱中纵波的传播规律,得到了和理论解十分相符的结果,证明了该算法及...
为研究混合结构PBL剪力键群各剪力键的剪力传递,在开孔板界面摩擦效应测试中引入了光纤传感测试技术。阐述了PPP-BOTDA(Pulse-Pre Pump Brillouin Optical Time Domain Analysis)技术的测量原理,根据多中间层的剪滞理论,建立了基体-光纤间的应变传递模型,推导了表贴式光纤的应变传递公式,基于4个四排PBL剪力键群试件的静载破坏试验,实现了对PBL...
以粘弹性Burgers模型模拟沥青面层,建立了路面结构层状粘弹性体系模型。利用积分变换和传递矩阵法,并结合广义Duhamel积分,推导出了移动分布荷载作用下层状粘弹性体系动力响应的解析解。利用样条插值函数开发了计算奇异、振荡函数多重无穷积分的计算程序,完成了动力响应从波数-频率域到时间-空间域的转化,与已有文献数据和有限元结果进行了比较,...
首先采用结构力学方法确定隧道拱部、仰拱部分不等值环箍力模拟水荷载,研制了马蹄形断面隧道模型试验的全周密闭非均匀水压加载装置,实现"灯泡型"水压模拟加载。在此基础上进行模型试验,所得结论与数值模拟在关键部位受力结果相吻合,从而验证了水压模拟加载方法的正确性,成功解决了隧道结构试验中水压模拟加载"瓶颈"问题。在水压作用下,衬砌底部...
利用自制火灾试验炉及相关试验装置对足尺钢框架中6块(2?3)连续板格的受火行为进行了试验研究。简要介绍了整体结构模型、试验炉设计与试验方案情况,描述了相关试验现象及破坏特征,并对炉温、板格沿截面的温度梯度以及板格平面外与平面内位移、梁截面的温度梯度及竖向挠度等试验数据进行了分析。相关结论如下:升温阶段受火板格沿截面存在着显著...
该文发展了基于小波分析的局部平稳法在多自由度结构动力可靠度中的应用。首先,基于广义谐和小波和随机过程的局部平稳小波模型,发展了线性多自由度结构系统在各时间-频率子域上激励功率谱与响应功率谱之间的关系,并计算得到了在一般随机动力激励下结构随机动力响应功率谱密度和各阶谱矩。随后,根据随机动力激励和响应的高斯假定及超越过程的Mar...
针对双线性单自由度体系定义了残余位移系数,然后选取100条地震波,通过弹塑性动力时程分析,建立了等强残余位移系数谱,分析了其影响因素,并建立了拟合公式,最后对残余位移和最大位移之间的关系进行了研究。结果表明:在总体上,结构周期越小,强度越低,屈服后刚度系数越小,其残余位移系数越大;结构周期较大时,残余位移系数和周期之间关系不大;结构...
为获得用于桥梁的CFRP拉索的阻尼特性,用自由衰减振动试验方法测试了CFRP线材(CFRP丝)和高强度钢丝的阻尼值,根据应变能比例阻尼理论分析了其弯曲变形的能量损失系数。通过不同振动频率条件下的测试结果比较了CFRP丝和钢丝的阻尼特性及其与振幅之间的相关性。结果表明,两种材料的振动阻尼均随应变幅值的增加而单调增加,但两者的变化趋势有差异。...
隔膜压缩机膜片裂纹通常产生在支板最外圈环槽边沿及中间处,且裂纹呈周向分布,因此径向应力过大是导致膜片破裂的主要原因。隔膜压缩机中柱塞泵不稳定工作会导致油缸内油量不足,在此情况下当活塞运动到下止点时膜片会紧贴支板,环槽处膜片承受贴合支板引起的大挠度变形径向应力及环槽处附加变形引起的小挠度变形径向应力。该文利用薄板大挠度及小...
提出了一种基于相场函数的压电俘能器拓扑优化设计方法,通过设计俘能器的材料分布提高其工作效率。其中,利用相场函数描述俘能器上压电材料与基体材料(环氧基树脂)的分布,并建立以相场函数节点值为设计变量,以特定频率激励下俘能器的能量转换因子最大化为目标的拓扑优化模型。该文给出了目标函数和约束函数的灵敏度分析,并采用移动渐近线方法对...
在稳态温度环境下,针对温变系统的参数识别问题进行了研究,提出了两种基于模型的热物性参数辨识方法:多目标全域法和分段等效法。前者在整个分析域内构建多种温度分布形式,将参数识别问题转化为多目标优化问题,引入模型与快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行求解,在提高识别效率的基础上有效地保证了该方法的鲁棒性。后者通过将材料热物性参数...
该文以乙烯裂解炉为例研究强化辐射对工业加热炉内传热过程的影响,应用计算流体力学方法对裂解炉辐射室内的传热过程进行了耦合数值模拟,得到了裂解炉炉膛内烟气的流场、燃料燃烧和烟气温度场。计算模型中,采用了标准k-ε湍流模型,漩涡耗散/有限速率燃烧反应模型和离散传递辐射模型等计算模型。结果表明,在保持燃料量不变的情况下,通过安装热辐射...
利用粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry,PIV)和计算流体动力学(CFD)方法,研究了高档数控机床液体静压支承系统中油腔内部的流场特性,包括入口雷诺数(Re)、油腔深度(H)和封油边间隙(h)对油腔内部流场的涡胞结构、壁面压强及剪应力分布等的影响。研究结果表明:实验结果与数值模拟结果相一致;油腔内部存在复杂的涡胞结构;随Re(70~1400)...
探究了拓扑优化设计方法在水下耐压结构设计中的应用。与固定载荷作用下结构的优化设计相比,此类问题需要正确地确定压力作用面。在拓扑优化过程中,利用变密度法得到的中间结构拓扑实际上可以看成是灰度图。基于此,提出了基于图像分割技术的压力加载面搜索方法,并利用距离正规化水平集方法(DRLSE)检测图像边界。利用数值算例验证了方法的有效性,...
1.《工程力学》主要报导力学在工程及结构中的应用,刊登力学在科研、设计、施工、教学和生产方面具有学术水平、创造性和实用价值的论文,包括力学在土木建筑、水工港工、公路铁路、桥梁隧道、航海造船、航空航天、矿山冶金、机械化工、国防军工、防灾减灾、能源环保等工程中的应用且具有一定学术水平的研究成果。特别欢迎具有创新水平的力学分析...
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