依据复合材料细观力学研究了含脱层的正交各向异性复合材料层合板的力学性能与温度和湿度的关系,在宏-细观力学模型框架下建立了考虑湿热效应的屈曲控制方程,利用空间上分离变量的方法求解了控制方程,得到满足连续性条件和边界条件的控制方程的解。通过含脱层的复合材料层合板的屈曲数值算例,综合讨论了几何参数、材料参数和湿热环境等多方面的...
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。
扩展有限元法利用了非网格重剖分技术,但需要基于裂尖解析解构造复杂的插值基函数,计算精度受网格疏密和插值基函数等因素影响。比例边界有限元法则在求解无限域和裂尖奇异性问题优势明显,两者衔接于有限元法理论内,可建立一种结合二者优势的断裂耦合数值模型。该文从虚功原理出发,利用位移协调与力平衡机制,提出了一种断裂计算的新方法 X-SBFEM...
基于双材料界面裂纹尖端的基本解,构造扩展有限元法(e Xtended Finite Element Methods,XFEM)裂尖单元结点的改进函数。有限元网格剖分不遵从材料界面,考虑3种类型的结点改进函数:弱不连续改进函数、Heaviside改进函数和裂尖改进函数,建立XFEM的位移模式,给出计算双材料界面裂纹应力强度因子(Stress Intensity Factors,SIFs)的相互作用积分方法...
针对钢筋混凝土(RC)矩形空心桥墩基于性能抗震设计所需要的性能量化参数和抗震性能问题,该文对高宽比、轴压比、纵向和横向配筋率不同的12个约束良好的RC矩形空心桥墩,开展了恒定轴力作用下的水平循环荷载试验研究,并把试验观测到的桥墩主要损伤状态与工程设计参数联系起来,以满足基于性能抗震设计所需要的量化指标。在此基础上,基于Open Sees软...
为进一步研究累积损伤退化对钢框架整体抗震性能的影响,并将考虑损伤退化的等效本构模型应用到实际工程之中,选取在1994年北岭地震中受到严重破坏的17层钢框架进行分析。分别建立等效本构模型以及集中塑性铰模型,通过输入实际地震波进行动力时程分析,对结构变形、破坏模式以及破坏位置进行预测,探讨考虑损伤和不考虑损伤的模型计算结构地震响应...
剪力键的荷载-滑移特征是混合结构简化有限元分析的基础。为研究混合结构PBL剪力键(Perfobond strip connectors)群的剪力传递,基于三批24组较大规模的PBL剪力键静载试验,借助于分布式光纤传感测试技术,深入分析了PBL剪力键的受力机理及影响其荷载-滑移的重要因素,提出了PBL剪力键极限承载力的计算公式;根据总体标准差的估算原理及回归分析,归纳...
该文采用Winkler弹性地基梁理论确定了弹性地基梁的挠度方程解析通解;根据最小势能原理建立了解析型Winkler弹性地基欧拉梁及铁摩辛柯梁的单元刚度及等效节点荷载;得到了解析型弹性地基欧拉梁单元AWFB-E及铁摩辛柯梁单元AWFB-T。同时,论文还采用传统里兹法求得了相应的Winkler弹性地基欧拉梁及铁摩辛柯梁单元刚度矩阵,得到了里兹法弹性地基欧拉...
提出特高压支架-设备耦合体系动力分析的简化模型并据此针对体系动力特性及地震响应开展研究。首先分析支架-设备耦合体系的结构特点,提出考虑分布参数的体系2E-4D简化模型,推导了基于该模型的体系自振频率和地震响应计算公式。然后,针对2种典型电气设备,对比分析了6组不同支架-设备耦合体系数值仿真和简化模型分析所得计算结果,验证了简化模型...
尺寸效应的研究在评估节理/裂隙岩体力学性质方面具有重要意义,通过离散元数值方法研究尺寸效应。引入Voronoi图模拟随机节理,以相对标准差为标准,衡量试验结果的稳定性和可靠度,进行了足够次数不同尺寸的单轴压缩数值试验。进而采用统计方法分析Eeq(等效弹性模量)和1/Eeq(等效柔量)的尺寸效应。研究表明:相对标准差值为5%对应的变形REV(represe...
该研究研发了混凝土早龄期拉伸徐变测量装置,并能够测量直接拉伸强度和拉伸弹性模量。对测得的拉伸徐变进行模拟,采用现存模型对数据进行验证,认为现存模型不能够精确预测混凝土早龄期拉伸徐变。根据实测拉伸徐变数据对现存模型进行修正,建立了更能代表实际工程情况、用于混凝土结构物应力计算的拉伸徐变模型,提供了可用于结构物应力计算的松弛...
根据修正的SPV(Stavropoulou-Papanastasiou-Vardoulakis)管涌控制方程,采用Newton-Raphson求解法和传导矩阵调整法,对二维带自由面的均质土石坝坝体渗流侵蚀问题进行了有限元数值分析。数值分析表明:在具有渗流自由面的均质土石坝坝体中,溢出面和自由面附近区域的水力梯度较大,比其他区域更容易大于管涌临界水力梯度。管涌侵蚀区(孔隙率明显增...
美国UFC规范计算室内爆炸荷载时假设爆炸荷载在整个空间均匀分布,但由于壁面的限制作用,真实室内爆炸的压力场并不均匀。该文利用非线性显式动力分析程序AUTODYN的Remap技术对室内爆炸进行模拟,研究了壁面爆炸荷载的分布规律;依据壁面爆炸超压时程曲线特点及其峰值超压分布,对爆炸荷载作用区域进行划分,并提出了各区域爆炸荷载典型参数—峰值超...
一些新型空间结构的施工分析模型可以简化为铰接板机构,如Pantadome。利用三角形形状稳定性特点,将三条边长变化为零来表征三角形板单元的刚体位移。进而基于杆单元的协调方程,建立了一个简便的顶点铰接三角形板单元的机构位移协调方程,且给出了1阶和2阶协调矩阵。将四边形板单元划分为2个三角形板单元,通过引入单元四顶点共面条件,推导出平面四...
针对高层框架-剪力墙基础隔震结构,考虑框架与剪力墙之间的相互作用,建立了高层框架-剪力墙基础隔震结构的动力分析模型,剪力墙为分布参数体系,框架结构为集中参数体系,通过边界条件把隔震支座及框架-剪力墙结构中框架部分对剪力墙的影响引入到分布参数体系,推导出高层框架-剪力基础隔震结构的频率方程及振型正交条件,进一步应用Hamilton原理,推...
研究一种适用于村镇多层住宅的新型轻钢龙骨玻化微珠保温砂浆墙体。为研究此墙体的抗震性能,制作了3个缩尺比例为1∶1.25的试件。通过拟静力往复加载试验研究其破坏模式,根据试验获得的滞回曲线考察其承载力、延性、耗能能力及刚度退化等抗震性能。试验结果表明:墙体在层间位移角1/1000时仍保持弹性,在层间位移角1/100时承载力未出现明显下降;墙...
研究了FRP布加固具有中心穿透裂纹板条在两端拉伸载荷作用下的断裂和疲劳,得到了FRP布加固板条的界面剪应力,利用叠加原理和断裂力学的基本结果,推导了FRP加固板条裂纹尖端的应力强度因子解析表达式。在此基础上,分别给出了FRP加固具有中心穿透裂纹板条Paris和Elber模型的疲劳寿命预测公式,通过实例计算发现,循环荷载作用下FRP加固具有中心穿透...
我国现行设计规范中钢筋混凝土框架中节点抗剪强度计算为半经验半理论计算公式,由于试验数据的有限性和钢筋混凝土材料的离散性,规范建议公式缺乏明确的理论模型。该文以贝叶斯动态信息更新思路,根据主观经验信息选定先验模型,将国内外已完成101组钢筋混凝土框架中节点试件的试验结果作为数据库,应用贝叶斯参数估计方法综合两类信息进行推断,建...
采用基于割线刚度的等效线性化方法拓展了次弯矩概念,使其能够运用于非线性阶段。进行了4根无粘结预应力混凝土两跨连续梁受力全过程试验。研究结果表明,运用等效线性化方法可以将连续梁非线性阶段的支座反力分解成为预应力等效荷载引起的以及外荷载引起的两个部分,从而分离出次弯矩和外荷载弯矩。非线性阶段,无粘结预应力连续梁的次弯矩随预应...
针对双肢冷弯C型钢背靠背加垫板的截面形式,选取常用的屋檐斜节点作为研究对象,采用试验与有限元相结合的方法分析了15个斜节点试件,发现该类节点具有良好的抗震性能和较高的极限承载能力,得到了节点板厚度、螺栓间距、C型钢厚度和腹板高度等因素对斜节点抗震性能的影响情况。斜节点可能发生梁C型钢弯曲屈曲和节点板弯扭屈曲两种破坏形态,而节点...
该研究运用傅里叶级数展开与半脊隶属度,计算航空发动机燃油喷嘴在模糊安全状态为模糊广义强度的模糊可靠性。这种方法可以提高获得精确解的可能性,同时降低了计算的复杂性。航空发动机燃油喷嘴引射器在正态分布热应力下,傅里叶级数法计算的模糊可靠性相对数值积分法更准确。验证了该方法的计算能力比数值积分法更强,多级数的方式提供更稳定的验...
研究含周期分布压电纤维的压电复合材料的有效电弹性性能。通过在材料代表性体积单元边界上施加位移和电势周期边界条件,利用有限元法求得了代表性体积单元内的电弹性场。由平均电弹性场和压电复合材料有效电弹性性能定义,预测了圆环形截面压电纤维复合材料的有效电弹性系数。通过算例,比较了相同压电材料体积分数下圆环形截面压电纤维复合材料...
研究船体结构在极限海况下所遭受的载荷以及相应的结构逐次崩溃行为对于确保在航船舶的安全或是设计出合理安全可靠的船舶结构,具有重要的意义。在该文的研究中,首先用基于势流理论的三维奇点分布法进行作用于船体的载荷和船体运动的计算;将得到的随时间变化的载荷施加到整船结构模型上;然后运用MSC.Marc软件,考虑几何非线性和材料非线性,进行结...
针对轴向压力作用下的两端自由运动梁的振动问题,根据Timoshenko梁理论和Hamilton原理建立了梁的横向振动控制方程,通过解析法和微分求积法(DQM)求解了梁的振动特性,分析了轴向压力和运动效应以及轴向力导数和运动加速度对梁固有特性的影响,并对临界载荷、临界速度等的影响因素进行了比较研究。结果表明:轴向压力和运动效应都使得固有频率降低,...
为研究爆炸空气冲击波作用于柔性防爆墙后发生的透射和绕射现象及规律,采用数值模拟方法计算了防爆墙在5、10、15和20kg四种药量TNT炸药爆炸冲击波作用下墙后压力流场的变化,分析了墙后发生的透射和绕射现象,比较了压力波形的变化特点,得到了墙后压力场变化分布规律。计算结果表明,柔性墙背后的压力存在两个主要峰值,分别为透射压力峰值和绕射压...
根据浮式鲆鲽类养殖网箱的结构特点,基于有限元方法对波流共同作用下网箱的运动受力进行数值模拟,并将数值模拟结果与水槽模型实验结果进行比较分析。结果显示:在3种工况条件下,计算机模拟值与实验值吻合较好,验证了程序及数学模型的可靠性。借助于计算机3D可视化技术,可对波流场中网箱结构的运动过程进行虚拟呈现。其中,当流速为26cm/s时,网箱...
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
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