关键词： 屈曲约束支撑   抗屈曲机理   有限元分析   方管内芯   整体稳定   局部稳定  

摘要： 屈曲约束支撑受压不易发生失稳的一个重要原因是约束部件对核心受力部件(内芯)挠曲变形的限制作用。如今关于一字型内芯抗屈曲机理的研究成果丰富，而对钢管这种型钢内芯所存在的杆整体屈曲和截面局部屈曲时序的认识仍不足，关键参数对套管式屈曲约束支撑稳定性的影响规律不够清晰。因此本文首先通过理论分析，揭示了在工程参数范围内方管内芯整体屈曲和截面局部屈曲的时序以及接触模式的演变规律，推导了截面局部接触力的计算公式。之后基于已有试验结果建立有限元数值模型，深入分析方管内芯宽厚比、外套管刚度和间隙对循环加载下构件承载能力的影响。最后通过有限元模拟分析了方管内芯整体接触和局部接触的演化以及局部接触力的分布和大小，对理论结果进行验证。研究结果发现当截面宽厚比b/t与长细比λg满足一定关系时，内芯会在N点整体接触模式下出现截面局部接触；随着外套管抗弯刚度的增加，整体稳定性增强，但外管刚度对局部稳定性的影响有限；内芯宽厚比较小(b/t=10)的构件强度受整体稳定能力控制，而内芯宽厚比相对较大(b/t =13、18)的构件则更容易发生相关失稳或局部失稳；对于发生局部失稳的构件，缩小与外管的间隙不能明显提升构件的稳定承载能力。

关键词： 模块化钢结构   全装配可吊装节点   受剪性能   试验研究   有限元分析   受剪承载力  

摘要： 近年来，模块化钢结构以其施工高效、绿色环保等优点，逐渐成为我国建筑工业化发展的重要方向。模块间节点对模块化钢结构受力性能有重要影响，然而目前针对模块间节点层间受剪性能的研究较少。提出一种模块化钢结构全装配可吊装节点(Fully Prefabricated Liftable Connection， FPLC)，系统研究其受剪性能和承载力计算方法。开展了8个足尺试件受剪性能试验，考察了FPLC在层间剪力作用下的破坏模式、传力机制和极限承载力，讨论了对穿螺栓强度和数量对其受剪性能的影响。进而，建立了FPLC受剪性能精细化有限元分析模型，并通过与试验结果对比进行了验证。分析了对穿螺栓内力发展规律，阐明了FPLC在层间剪力作用下的破坏机理。通过所建立的有限元模型分析了垂直螺栓直径、垫板厚度、对穿螺栓直径等关键参数对FPLC受剪性能的影响规律。建立了FPLC在层间剪力作用下的理论计算模型，通过与试验和参数分析结果对比，验证了所推导理论公式的正确性。

关键词： 直径可变车轮   结构设计   有限元分析   行驶稳定性  

摘要： 车轮是车辆的支撑移动结构，但普通固定直径车轮在面对不同路况时行驶能力有限，为提高车轮的越障能力，设计了一种直径可变车轮。该车轮能够实现车轮在一定直径范围内变化。用SolidWorks搭建三维模型，然后进行机构自由度与运动学数学模型分析，在ANSYS Workbench 中进行运动学仿真来验证数学模型的正确性。然后进行结构仿真，证明该结构能够满足强度与刚度要求，最后通过比较两种直径可变车轮的加速度仿真曲线，证明该结构的行驶稳定性随着滚子数的增加而更加稳定。文章所设计的直径可变车轮在不同工况下能够实现直径的自由变换，从而有效降低车辆的振动和冲击，提高行驶稳定性和舒适性，同时为直径可变车轮的发展提供一定理论支持和实践指导。

关键词： 基坑工程   非对称荷载   有限元   参数分析   优化措施  

摘要： 非对称荷载作用下,内撑式基坑会向荷载小侧整体偏移,这将不利于基坑的稳定,因此有必要对支护结构进行设计优化.本研究以某偏压综合管廊基坑为例,通过有限元软件PLAXIS 2D对该基坑进行了仿真模拟,模拟结果与实测数据吻合良好,验证了模型的有效性.进一步对该基坑进行参数分析,研究了支护结构长度、等效厚度和弹性模量对支护结构变形和基坑安全性的影响.研究结果表明,在两侧支护结构均按偏压侧进行设计的基础上,增大某侧支护结构长度,会使该侧支护结构水平位移最大值增大,分别增大两侧支护结构等效厚度、弹性模量,均可以减小该侧支护结构水平位移最大值和非偏压侧支护结构顶部逆向位移.基于参数分析,提出一种针对非对称荷载基坑的简单有效、经济可行的优化思路,并通过数值模拟对优化效果进行了分析,证明了该优化思路的可行性.

关键词： 空腹式石拱桥   静载试验   动力分析   有限元  

摘要： 石拱桥在我国历史悠久,是中国桥梁传统的四大基本形式,在我国使用范围较广,以砌石结构和砂浆作为材料,具有线形优美,强度高,耐久性好,材料适应性强等优点.本文以重庆市某空腹式石拱桥为例,运用有限元分析软件MIDAS/Civil 2019对该桥进行静载试验及动力分析.

关键词： 不锈钢   K型节点   主圆支方   有限元分析  

摘要： 近年来关于不锈钢节点的研究主要集中于主管与支管相同截面的节点研究上,包括主支管同为方管或圆管截面.对于不锈钢混合截面管材相贯节点研究较少.本文根据几何参数范围建立了 27 个不锈钢K型间隙相贯节点(主管为圆管支管为方管截面)有限元模型,具体介绍了有限元模型建立过程,研究了不同节点几何参数对K型间隙相贯节点受力性能的影响.通过对比分析了几何参数变化对节点破坏模式及极限承载力的影响.

关键词： 无损检测   粗晶材料   维诺图   有限元   声衰减   阵列超声   增材制造  

摘要： 粗晶组织金属材料具有晶粒粗大、声学各向异性、结构非均匀性等特点。超声波在其内部传播时，上述特点会引起强烈的波形畸变、声能衰减及结构声散射，导致超声检测回波信号信噪比差。为了掌握超声波在粗晶组织材料中的传播规律，为其超声检测方案提供理论指导，研究了粗晶组织材料的超声检测有限元仿真方法。基于维诺图算法生成了材料二维晶粒模型，通过材料弹性张量的形式对晶粒的各向异性取向进行了定义，建立了可实现参数化计算的有限元声学仿真模型。基于提出的有限元声学仿真模型，从单声束超声检测和阵列超声检测两个方面展开仿真方法研究：以具备等轴晶结构特征的镍基高温合金GH4169和具备柱状晶结构特征的增材制造钛合金为例，建立了单声束声衰减反射法测量仿真模型与阵列超声全矩阵数据采集仿真模型；仿真分析了不同各向异性指数以及平均晶粒尺寸下不同频率超声波的声衰减规律，计算了不同各向异性指数及不同检测方向下全聚焦成像的信噪比，并对其进行了相位相干成像降噪。对GH4169试样及增材制造钛合金试样的实验结果证明了以上仿真总结的规律，验证了仿真方法的有效性。

关键词： 钢管混凝土KK型节点   应力集中系数   计算方法   有限元分析   理论推导  

摘要： 为研究钢管混凝土KK（CFST-KK）型节点应力集中系数（SCF）计算方法，开展了CFST-KK型节点模型试验和实体有限元分析，通过试验与有限元结果对比分析验证了有限元模型正确性；通过有限元参数分析揭示了CFST-KK型节点SCF的敏感性以及管内混凝土的影响机理；探讨了现有相贯管节点SCF计算方法的适用性，基于节点刚度推导得到钢管KK（CHS-KK）型节点SCF计算方法，基于变形相似原则并考虑管内混凝土与主管管壁的剥离变形作用，提出了CFST-KK型节点SCF计算方法。结果表明：有限元模型最大误差为8.0%，具有良好的精度；计算CFST-KK型节点SCF时，可只考虑轴力和面内弯矩的作用而忽略面外弯矩的作用；主管径厚比对CFST-KK型节点SCF的影响最为显著，主管内填混凝土可提升主管管壁整体径向刚度，使CFST-KK型节点SCF减小28.5%～48.9%；采用现有相贯管节点SCF计算方法计算CFST-KK型节点SCF时均存在较大误差；扩展有限元参数分析验证了本文提出的CHS-KK和CFST-KK型节点SCF计算方法具有良好的精度且计算结果偏于安全。