2001年 第18卷 第2期
2001, 18(2): 1-8.
摘要:
在持续时间较长的爆炸荷载作用下,钢筋混凝土框架或梁通常会发生常见的弯曲破坏形态,但是在持续时间较短的爆炸荷载,如化学爆炸产生的脉冲荷载作用下,钢筋混凝土结构有可能在弯曲破坏发生之前产生剪切破坏。这种现象已被室内外试验所证实,其原因是脉冲荷载激发了结构中的剪力,从而使结构产生剪切破坏。为了预报钢筋单纯凝土梁在爆炸荷载下的响应破坏形态,本文提出了一种基于Timoshenko梁理论的非线性分层梁有限元法。在材料模型中考虑了混凝土和钢盘的右面线性和应变速率效应等因素。应用这方法,本文计算分析了爆炸荷载作用下钢筋混凝土梁的动态响应以及弯曲、弯剪和剪切等不同的破坏形态,计算预报的结构动态响应和破坏形态与现场试验结果有较好的一致性。
在持续时间较长的爆炸荷载作用下,钢筋混凝土框架或梁通常会发生常见的弯曲破坏形态,但是在持续时间较短的爆炸荷载,如化学爆炸产生的脉冲荷载作用下,钢筋混凝土结构有可能在弯曲破坏发生之前产生剪切破坏。这种现象已被室内外试验所证实,其原因是脉冲荷载激发了结构中的剪力,从而使结构产生剪切破坏。为了预报钢筋单纯凝土梁在爆炸荷载下的响应破坏形态,本文提出了一种基于Timoshenko梁理论的非线性分层梁有限元法。在材料模型中考虑了混凝土和钢盘的右面线性和应变速率效应等因素。应用这方法,本文计算分析了爆炸荷载作用下钢筋混凝土梁的动态响应以及弯曲、弯剪和剪切等不同的破坏形态,计算预报的结构动态响应和破坏形态与现场试验结果有较好的一致性。
2001, 18(2): 9-13.
摘要:
为了确定在内壁上有新月形磨损缺陷套管的抗挤强度,本文采用有限元法,分别按平面应力、平面应变和空间问题进行分析。研究结果表明,其抗挤强度远小于按最小壁厚从手册中查得的值,它随磨损缺陷深度的增加和半径的减小而降低：当磨损缺陷的轴向尺寸足够大时,则完全可以按照平面问题处理。
为了确定在内壁上有新月形磨损缺陷套管的抗挤强度,本文采用有限元法,分别按平面应力、平面应变和空间问题进行分析。研究结果表明,其抗挤强度远小于按最小壁厚从手册中查得的值,它随磨损缺陷深度的增加和半径的减小而降低：当磨损缺陷的轴向尺寸足够大时,则完全可以按照平面问题处理。
2001, 18(2): 14-20.
摘要:
本文采用边界无法对开孔无限大薄板弹性波的散射与动应力集中问题进行理论分析和数值计算。基于动力学功的互等定理建立了薄板弯曲波动问题的边界积分方程,应用Mathematica软件首次推导了各影响系数的计算公式。最后,给出了圆孔附近的动应力集中系数的数值结果。
本文采用边界无法对开孔无限大薄板弹性波的散射与动应力集中问题进行理论分析和数值计算。基于动力学功的互等定理建立了薄板弯曲波动问题的边界积分方程,应用Mathematica软件首次推导了各影响系数的计算公式。最后,给出了圆孔附近的动应力集中系数的数值结果。
2001, 18(2): 21-26.
摘要:
流形方法是一种可进行连续与非连续变形问题分析的灵活而有效的数值计算方法。本文详细地推导了二阶流形方法的具体计算列式,分别开发了一阶流形方法与二阶流形方法的计算程序。通过实例计算表明：提高覆盖函数的阶次可有效地提高流形方法的计算精度。
流形方法是一种可进行连续与非连续变形问题分析的灵活而有效的数值计算方法。本文详细地推导了二阶流形方法的具体计算列式,分别开发了一阶流形方法与二阶流形方法的计算程序。通过实例计算表明：提高覆盖函数的阶次可有效地提高流形方法的计算精度。
2001, 18(2): 27-34.
摘要:
双功能带缝剪力墙是根据结构抗震控制概念,在通缝墙的开缝部位设置连接键而形成的一种新型抗震控制剪力墙。本文根据试验,研究了双功能墙的初始侧移刚度、弹塑性阶段侧移刚度的变化和延性承载阶段侧移刚度的衰减程度。论文还建立了双功能墙的力学计算模型,并采用该模型研究了双功能墙的最大承载力和延性承载力。
双功能带缝剪力墙是根据结构抗震控制概念,在通缝墙的开缝部位设置连接键而形成的一种新型抗震控制剪力墙。本文根据试验,研究了双功能墙的初始侧移刚度、弹塑性阶段侧移刚度的变化和延性承载阶段侧移刚度的衰减程度。论文还建立了双功能墙的力学计算模型,并采用该模型研究了双功能墙的最大承载力和延性承载力。
2001, 18(2): 35-40.
摘要:
本文基于全量塑性理论及膜应变假设,导出了一种新的拉伸/收缩翻过数学模型。该模型考虑厚向(平均)各向异性系数R对翻过高度的影响。通过与过去的理论研究和实验结果相比较,证实本文所提出的方法能较精确地预示出修边线位置。
本文基于全量塑性理论及膜应变假设,导出了一种新的拉伸/收缩翻过数学模型。该模型考虑厚向(平均)各向异性系数R对翻过高度的影响。通过与过去的理论研究和实验结果相比较,证实本文所提出的方法能较精确地预示出修边线位置。
2001, 18(2): 41-45.
摘要:
本文从应力椭球的概念出发,建立了反映岩土类材料屈服与破坏的广义合成偏应力椭球屈服准则,该准则不仅反映了偏斜应力和静水应力对材料的屈服与破坏的贡献,而且反映了岩土类材料的屈服与破坏与静水应力呈非线性的关系以及静压屈服的特性。将该模型应用于混凝土,其结果与公开发表的文献和实验数据取得了很好的一致性。
本文从应力椭球的概念出发,建立了反映岩土类材料屈服与破坏的广义合成偏应力椭球屈服准则,该准则不仅反映了偏斜应力和静水应力对材料的屈服与破坏的贡献,而且反映了岩土类材料的屈服与破坏与静水应力呈非线性的关系以及静压屈服的特性。将该模型应用于混凝土,其结果与公开发表的文献和实验数据取得了很好的一致性。
2001, 18(2): 46-50.
摘要:
在工程实践中超长桩极限承载力一般难以确定,且在利用有限元对其进行分析的过程中土体参数难以选择。为了解决以上问题,编制了桩基础反分析程序对实际工程进行了数值拟合求出计算参数,同时又进行了正分析。反分析采用直接分析法并用复合形法求解目标函数方程。正分析程序中土体模型采用非线性弹性Duncan-Chang模型,桩土界面采用Goodman接触面单元。计算所得的极顶位移、桩身轴力、侧摩阻力与实测结果能较好地吻合,表明该方法是切实可行的。
在工程实践中超长桩极限承载力一般难以确定,且在利用有限元对其进行分析的过程中土体参数难以选择。为了解决以上问题,编制了桩基础反分析程序对实际工程进行了数值拟合求出计算参数,同时又进行了正分析。反分析采用直接分析法并用复合形法求解目标函数方程。正分析程序中土体模型采用非线性弹性Duncan-Chang模型,桩土界面采用Goodman接触面单元。计算所得的极顶位移、桩身轴力、侧摩阻力与实测结果能较好地吻合,表明该方法是切实可行的。
2001, 18(2): 51-57.
摘要:
本文采用能量法对普通钢筋混凝土连续梁和预应力混凝土连续梁的弯矩调幅与截面 曲率延性之间的关系进行了研究。重点讨论了预应力连续梁中次弯矩和轴向预压力对弯矩调 幅的影响。从理论上证明了预应力次弯矩在塑性铰转动能力不够时能提高连续梁弯矩调幅能 力的这一观点。
本文采用能量法对普通钢筋混凝土连续梁和预应力混凝土连续梁的弯矩调幅与截面 曲率延性之间的关系进行了研究。重点讨论了预应力连续梁中次弯矩和轴向预压力对弯矩调 幅的影响。从理论上证明了预应力次弯矩在塑性铰转动能力不够时能提高连续梁弯矩调幅能 力的这一观点。
2001, 18(2): 58-63.
摘要:
本文提出定量评判混沌吸引子幅值复杂性强弱程度的统计指标：复杂度。并将其分为弱、次弱、次强、强四个等级。应用实例为 Ueda 吸引子。
本文提出定量评判混沌吸引子幅值复杂性强弱程度的统计指标：复杂度。并将其分为弱、次弱、次强、强四个等级。应用实例为 Ueda 吸引子。
2001, 18(2): 64-71.
摘要:
利用试验得到的振动参数评估结构的破损情况,是当前结构工程学科十分活跃的领域。本文引入遗传算法处理振动参数,进行结构的损伤诊断。为了让遗传算法更适用于结构工程损伤诊断领域,提出了多父体变量级杂交和变量微调等新的改进策略,并运用于固端梁的损伤诊断,取得了满足工程要求的结果。在识别过程中,遗传算法用到的信息有前二阶固有频率和其相应的振型及前三阶固有频率和第一阶振型,充分说明了遗传算法可在已知信息不多的情况下找到最优解,为结构损伤诊断开辟了一条新路。
利用试验得到的振动参数评估结构的破损情况,是当前结构工程学科十分活跃的领域。本文引入遗传算法处理振动参数,进行结构的损伤诊断。为了让遗传算法更适用于结构工程损伤诊断领域,提出了多父体变量级杂交和变量微调等新的改进策略,并运用于固端梁的损伤诊断,取得了满足工程要求的结果。在识别过程中,遗传算法用到的信息有前二阶固有频率和其相应的振型及前三阶固有频率和第一阶振型,充分说明了遗传算法可在已知信息不多的情况下找到最优解,为结构损伤诊断开辟了一条新路。
2001, 18(2): 72-75.
摘要:
应用Super SAP程序对2100BL电铲斗杆进行了强度分析,得出不同工况下的最大应力值及危险截面位置。该结果与美国P&H公司发布的维修公告一致,为进一步改进结构设计提供了依据。
应用Super SAP程序对2100BL电铲斗杆进行了强度分析,得出不同工况下的最大应力值及危险截面位置。该结果与美国P&H公司发布的维修公告一致,为进一步改进结构设计提供了依据。
2001, 18(2): 76-81.
摘要:
本文以较常见的双塔楼结构为例,探讨了多塔楼高层建筑结构的自振特性。对于对称的双塔楼结构,地震作用和作用效应(包括内力和变形)与沿其对称轴分开按单塔结构计算的结果一致。本文同时探讨了计算多塔楼高层结构地震作用效应时振型组合数的选取方法。
本文以较常见的双塔楼结构为例,探讨了多塔楼高层建筑结构的自振特性。对于对称的双塔楼结构,地震作用和作用效应(包括内力和变形)与沿其对称轴分开按单塔结构计算的结果一致。本文同时探讨了计算多塔楼高层结构地震作用效应时振型组合数的选取方法。
2001, 18(2): 82-91.
摘要:
本文用Ritz能量法求解层叠复合材料椭圆板的固有频率。基于Reddy的高阶剪切变形理论导出了板的能量泛函,然后用一个完备的二元多项式级数与一个满足边界条件的基本函数的乘积作为振型函数,由能量最小原理导出了求解固有频率的特征方程。文中给出了详细的数学公式,研究了方法的收敛性和计算精度,并与已有结果作了比较。
本文用Ritz能量法求解层叠复合材料椭圆板的固有频率。基于Reddy的高阶剪切变形理论导出了板的能量泛函,然后用一个完备的二元多项式级数与一个满足边界条件的基本函数的乘积作为振型函数,由能量最小原理导出了求解固有频率的特征方程。文中给出了详细的数学公式,研究了方法的收敛性和计算精度,并与已有结果作了比较。
2001, 18(2): 92-98.
摘要:
本文对非对称荷载下的疲劳强度临界值预测公式和疲劳寿命预测公式进行了系统深 入的研究,分析了着名的Goodman公式,Soderberg公式和Gerber公式的适用条件,建立了 一种新的疲劳强度临界值预测公式和疲劳寿命预测公式。新公式的最大优点是,对实际破坏 面的形状不做任何限制,并可使用任意疲劳寿命实验数据进行拟合。
本文对非对称荷载下的疲劳强度临界值预测公式和疲劳寿命预测公式进行了系统深 入的研究,分析了着名的Goodman公式,Soderberg公式和Gerber公式的适用条件,建立了 一种新的疲劳强度临界值预测公式和疲劳寿命预测公式。新公式的最大优点是,对实际破坏 面的形状不做任何限制,并可使用任意疲劳寿命实验数据进行拟合。
2001, 18(2): 99-105.
摘要:
本文利用有限元方法和优化理论,对含FGM(Functionally Graded Materials)层的热喷涂构件中的残余应力进行了数值分析,并获得了FGM内各组份体积含量分布的最优化形式和参数p.同时,我们也研究了喷涂构件的几何形状、涂层及基底的材料性能对于p的影响规 律。在本文的分析中,考虑了基底材料和FGM的塑性变形以及其性能对于温度的依赖。本文 的工作将有利于含FGM层的热喷涂构件的设计与生产。
本文利用有限元方法和优化理论,对含FGM(Functionally Graded Materials)层的热喷涂构件中的残余应力进行了数值分析,并获得了FGM内各组份体积含量分布的最优化形式和参数p.同时,我们也研究了喷涂构件的几何形状、涂层及基底的材料性能对于p的影响规 律。在本文的分析中,考虑了基底材料和FGM的塑性变形以及其性能对于温度的依赖。本文 的工作将有利于含FGM层的热喷涂构件的设计与生产。
2001, 18(2): 106-112.
摘要:
研究了在带有有限长裂纹的无限大导电薄板中,垂直裂纹通入阶跃递增电流的情况下,裂纹尖端处的电磁场和温度场。给出了裂纹尖端温度的计算方法和算例。指出适当调整阶跃电流的变化值和阶跃次数,可使裂纹尖端处熔化形成焊点,从而遏制了裂纹的扩展。
研究了在带有有限长裂纹的无限大导电薄板中,垂直裂纹通入阶跃递增电流的情况下,裂纹尖端处的电磁场和温度场。给出了裂纹尖端温度的计算方法和算例。指出适当调整阶跃电流的变化值和阶跃次数,可使裂纹尖端处熔化形成焊点,从而遏制了裂纹的扩展。
2001, 18(2): 113-119.
摘要:
研究了基于概率的杆系结构多工况优化设计问题。建立了以杆系截面积为设计变量,结构位移、单元应力可靠度和尺寸限为约束条件,使结构重量极小化设计的数学模型。通过将概率约束等价化处理使之转变为常规约束形式,以紧约束处理策略确定有效约束。最后利用齿行法求解。算例表明文中的模型和方法是合理的和有效的。
研究了基于概率的杆系结构多工况优化设计问题。建立了以杆系截面积为设计变量,结构位移、单元应力可靠度和尺寸限为约束条件,使结构重量极小化设计的数学模型。通过将概率约束等价化处理使之转变为常规约束形式,以紧约束处理策略确定有效约束。最后利用齿行法求解。算例表明文中的模型和方法是合理的和有效的。
2001, 18(2): 120-125.
摘要:
提出了纯弯曲梁的蠕变脆断损伤失效分析方法。与Kachanov的材料受载横截面减少 定义拉伸损伤变量类似,以梁的弯曲惯性矩减少定义弯曲损伤变量。为了讨论问题的广泛性, 应力和应交关系采用Norton非线性关系。推导了梁的弯曲蠕变脆断损伤基本方程,其中的材 料常数可由Kachanov拉伸损伤模型的材料常数确定。并且提出了便于工程应用的蠕变失效预 测方程。
提出了纯弯曲梁的蠕变脆断损伤失效分析方法。与Kachanov的材料受载横截面减少 定义拉伸损伤变量类似,以梁的弯曲惯性矩减少定义弯曲损伤变量。为了讨论问题的广泛性, 应力和应交关系采用Norton非线性关系。推导了梁的弯曲蠕变脆断损伤基本方程,其中的材 料常数可由Kachanov拉伸损伤模型的材料常数确定。并且提出了便于工程应用的蠕变失效预 测方程。
2001, 18(2): 126-134.
摘要:
高压输电线路导线覆冰舞动分析的主要困难,是由导线的大幅运动与随导线几何位形而变化的非线性气动力之间的相互耦合产生的。对伴有大幅扭转运动的分裂导线的舞动,由于安装了间隔棒和防舞器,必须考虑导线结构产生的约束非线性和重力非线性。本文应用虚功原理建立了整个分裂导线结构总值形的基本虚功方程,分析推导了间隔棒和防舞器的非线性动态特性与非线性约束特性,在此基础上,最后得到了分裂导线结构舞动分析的动力学模型。所得结果为进一步分析计算分裂导线的舞动打下一个基础。
高压输电线路导线覆冰舞动分析的主要困难,是由导线的大幅运动与随导线几何位形而变化的非线性气动力之间的相互耦合产生的。对伴有大幅扭转运动的分裂导线的舞动,由于安装了间隔棒和防舞器,必须考虑导线结构产生的约束非线性和重力非线性。本文应用虚功原理建立了整个分裂导线结构总值形的基本虚功方程,分析推导了间隔棒和防舞器的非线性动态特性与非线性约束特性,在此基础上,最后得到了分裂导线结构舞动分析的动力学模型。所得结果为进一步分析计算分裂导线的舞动打下一个基础。
2001, 18(2): 135-139,.
摘要:
基于三角形网格的合并方法,首先生成光滑过渡的变密度三角形网格,然后进行三角形的合并,接着将合并后残留的三角形细分成三个较小的四边形,相应把合并生成的四边形进一步细分成四个较小的四边形,最终生成了光滑过渡的四边形网格。
基于三角形网格的合并方法,首先生成光滑过渡的变密度三角形网格,然后进行三角形的合并,接着将合并后残留的三角形细分成三个较小的四边形,相应把合并生成的四边形进一步细分成四个较小的四边形,最终生成了光滑过渡的四边形网格。
2001, 18(2): 140-144.
摘要:
以BP神经网络为基础,研究了神经网络对结构主动控制中时迟的调整。合理选取神经网络的输入及隐含层单元数后,通过训练让它具有一定的映射能力,以使能根据结构过去的状态预测出其将来时刻的状态,为结构主动控制中信号的测量、传输与计算及伺服机构施力过程等提供了一个可以等待的时间差,从而减小乃至消除了结构主动控制中时迟的影响。最后,运用这种方法完成了对南京电视塔的实时风振预测控制。
以BP神经网络为基础,研究了神经网络对结构主动控制中时迟的调整。合理选取神经网络的输入及隐含层单元数后,通过训练让它具有一定的映射能力,以使能根据结构过去的状态预测出其将来时刻的状态,为结构主动控制中信号的测量、传输与计算及伺服机构施力过程等提供了一个可以等待的时间差,从而减小乃至消除了结构主动控制中时迟的影响。最后,运用这种方法完成了对南京电视塔的实时风振预测控制。
