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相似文献
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1.
针对构件结构静动态特性研究中如何有效确定优化设计对象、衡量优化设计结果的问题,引入了比刚度结构效能概念,提出了构件比刚度结构效能提升设计方法和步骤。从三个方面探讨了构件比刚度结构效能提升设计方法:一是量化构件结构静动态特性,通过比刚度结构效能概念把构件的质量、最大变形量和固有频率及构件材料的弹性模量这4个重要特性指标进行整合,得到比刚度结构效能数值,从而量化构件结构静动态特性;二是综合运用拓扑优化和多目标优化,找出优化设计对象,优化构件结构;三是计算构件动态比刚度结构效能数值和静态比刚度结构效能数值验证构件比刚度结构效能的提升。通过把比刚度结构效能提升设计方法应用到龙门机床动横梁构件优化设计中,优化后的动横梁构件静态比刚度结构效能数值平均提升了41.2%,动态比刚度结构效能数值提升了5.5%,验证了构件比刚度结构效能提升设计的有效性。  相似文献   

2.
钢筋混凝土梁粘钢加固的抗震性能研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文通过两榀框架试件(框架梁经过粘钢加固)在低周反复荷载下的结构性能的对比试验,研究了粘钢加固梁的承载力、变形能力、延性等抗震指标以及其破坏机制.试验结果表明,在设计上用粘钢加固的方法来提高框架梁的抗震能力是可靠的,粘贴钢板可以显著提高梁的承载力和刚度.本文还比较了几种锚固方式的结果,对粘钢加固混凝土梁的设计提出了一些建议.  相似文献   

3.
目的:大型的桁架结构或空间刚架结构可以认为是用中空单元组合而成的宏观结构,在结构初步设计时,如何设计排布中空基本单元以满足结构的性能要求是设计的关键。本文旨在探讨夹层平板结构,在给定竖向变形控制指标后,如何使用简化的方法快速设计各层中空基本单元的尺寸和空隙程度。创新点:1.对于水立方这种复杂的空间多面体网格结构,本文将其理想化为连续的中空介质,利用微观力学中的均质化分析方法,将结构分解为多个基本单元(RVE)进行分析,从而推导出结构性能指标与单元参数之间的关系。2.对于大跨度平板结构,本文提出一种基于RVE重复叠加组合的设计方法,并利用有限元法对该方法进行检验。方法:1.对夹层平板结构的弯曲特性进行理论分析,根据Kirchhoff-Love理论,得到板弯曲刚度与各层的截面惯性矩之间的关系;2.通过理论推导出结构弯曲刚度(图3)、材料使用量(图4)随层厚度和层密度的变化关系;3.从基本单元出发,利用均质化分析方法分别对中空立方体(图5)和空间桁架结构(图6)进行分析,得到结构抗弯刚度随单元中空程度和距截面中性轴距离的函数关系(图7和8),进而推导出结构参数化设计的拟合公式;4.利用该设计公式,针对一个90 m×90 m×2.5 m的平板结构,以跨中挠度为跨度的1/500为设计指标,分别设计由两种基本单元组成的夹层平板结构,并将结构挠度的有限元计算结果与设计指标进行比较(图12)。结论:1.本文提出的利用中空单元组成的夹层平板结构的设计方法,通过优化设计中空单元的各项参数,可以在保证性能指标的同时最大化降低结构质量,得到最优刚度质量比。2.本设计方法和有限元法得到的结果之间差异非常小,说明该设计方法准确可靠。  相似文献   

4.
为了研究高阶模态对底部带BRB的铰支墙(HWBB)框架结构的影响,建立了HWBB-铰接框架和HWBB-抗弯框架的分布参数模型.将铰支墙简化为弯曲梁、BRB简化为转角弹簧、抗弯框架简化为剪切梁.推导出2种分布参数模型的振动方程,求出各阶周期、各个振型及内力和位移的数值解.研究了相对刚度比以及转动刚度比对高阶模态效应的影响.对于弹性结构,整体位移及抗弯框架中的剪力由一阶模态控制,而墙中的剪力和弯矩受高阶模态影响较大.同时研究了BRB屈服对HWBB-铰接框架结构内力分布的影响.结果表明:在BRB屈服后,原一阶模态将不再对内力产生贡献,而高阶模态对内力贡献作用将增加.但BRB屈服后位移对高阶模态不敏感、仍由一阶模态控制.参数分析表明:在墙的抗弯刚度达到一定值前,随着墙抗弯刚度的增加,结构的位移会逐渐减小;随着转动刚度的增加,前三阶周期会减小;随着转动刚度比的增加,一阶模态的基底剪力贡献系数减小,但二阶和三阶模态的基底剪力贡献系数增加.  相似文献   

5.
在大秦线两万t列车侧向通过道岔过程中,道岔磨损严重,增设道岔轨距拉杆是加固道岔的主要措施.对两种加固方式及无加固共3种工作状态进行了动态监测试验,测试在两万t列车荷载作用下的轨道应力、轨距杆应力、轨道横向位移以及轨道力.通过对道岔各部件强度、刚度以及横向力的评价,提出合理的轨距杆加固方案,以优化道岔加固方法.  相似文献   

6.
在结构设计中经常遇到规范中提到的各种控制比值,如刚度比、位移比、周期比等。针对于这些参数比值的定义和分析,提出一些个人见解和总结,供结构设计者参考。  相似文献   

7.
文章分析了高层框剪结构设计中主要的注意事项,并以此为依据对某一具体工程进行了结构计算,主要通过计算影响严重的水平荷载引起的侧移等因素,证实了设计的水平布置的合理性,此外,层间位移比和刚度比的计算结果也验证了该工程的竖向连续性良好。  相似文献   

8.
目的:大型钢筒仓结构在正常装卸料过程中极易发生各种失稳破坏。本文旨在分析多种长细比的大型钢筒仓结构在散料荷载作用下的屈曲性能,为结构的稳定设计提供理论依据及技术支持。创新点:1.提出散料荷载作用下大型钢筒仓结构屈曲分析的4种典型工况:轴对称卸料荷载工况、小偏心卸料荷载工况、大偏心卸料荷载工况和大偏心装料荷载工况;2.建立了适用于不同屈曲分析类型的多种数值模型,研究了结构的稳定性能,并分析了各种非线性、初始几何缺陷、仓壁厚度的分布和基底嵌固刚度等对结构稳定性能的影响。方法:1.根据不同工况下散料荷载分布的特点和屈曲分析类型的差异,通过非线性有限元方法,研究结构在四种散料荷载工况下的稳定性能;2.通过研究结构在各种非线性屈曲分析下的荷载-位移全过程响应,确定结构的屈曲临界荷载和结构的稳定承载力;3.比较各种荷载工况下结构的屈曲临界荷载、屈曲模态及仓壁厚度分布特点,分析结构用钢量指标的变化。结论:1.非线性屈曲分析的荷载-位移曲线是高度非线性的,不同长细比钢筒仓的屈曲平衡路径之间有较大差异。2.钢筒仓结构的屈曲延性随长细比的减小而显著增大。3.材料非线性对结构的稳定性极为不利;几何非线性和初始几何缺陷对结构稳定性能的影响与结构的长细比密切相关。4.壁厚的分布对钢筒仓的稳定承载力和屈曲模态影响很大;设计时应考虑仓壁壁厚的不同组合形式,并确定使结构取得最大稳定承载力的仓壁最优分布形式。5.装料或卸料过程中的偏心使结构的储存效率(容耗比指标)显著降低。  相似文献   

9.
迭层空腹桁架在高位转换层结构中的应用   总被引:5,自引:0,他引:5  
为满足建筑物大空间和灵活隔断要求,在高位转换层结构中采用迭层空腹桁架结构.首先分析了其受力性能,得出了空腹桁架各构件合理的截面刚度以及布局形式.然后结合一实际工程,进行了两榀迭层空腹桁架转换结构模型(1:8相似比)的竖向荷载下静力试验以及拟动力试验.其中一榀为普通混凝土迭层空腹桁架,另一榀配置了预应力和钢骨混凝土,对比分析了两模型的层间位移比、骨架曲线以及等效粘质阻力系数等抗震性能的比较,并进行了弹塑性动力分析.试验和分析结果表明,配置预应力和型钢混凝土的迭层空腹桁架转换结构具有良好的抗震性能,可以成功地解决迭层空腹桁架作为转换层结构所产生的弊端问题,最后对这类转换层结构提出了相应的设计建议.  相似文献   

10.
目的:大展弦比机翼具有弯矩较大、扭转刚度较差的特点。在机翼结构上利用复合材料能很好地改善机翼结构性能。本文旨在设计一个满足刚度和强度要求的大展弦比复合材料机翼,并对大展弦比机翼遇到的大变形问题提出改进方案。创新点:1.通过流固耦合的方法对大展弦比机翼进行气动仿真和有限元静力分析;2.针对大展弦比机翼产生的大变形现象,提出增加机翼外挂或在翼尖处增加翼尖小翼的方法进行改进。方法:1.通过数值仿真建立机翼的有限元模型,并对机翼进行气动分析;2.通过流固耦合,将在FLUENT中的气动力加载到有限元静力分析模块进行分析;3.通过Workbench中的ACP复合材料专用模块,对复合材料结构进行铺层。结论:1.综合考虑刚度、强度以及减重效果,确定12 mm为本文大展弦比复合材料机翼的最佳蒙皮厚度;2.利用增加外挂的方法减小机翼大变形时,当外挂重心位置在机翼重心线前15%时机翼变形减小的程度最大;3.在翼尖处增加高度为300mm的翼尖小翼时机翼变形减小程度最大。4.在相同受载情况下,相比于金属材料机翼,复合材料机翼结构能够有效减小机翼的翼尖最大位移和最大应力。  相似文献   

11.
精密弹性件刚度自动测量仪   总被引:2,自引:0,他引:2  
文章介绍了一种新的精密弹性元件刚度自动测量仪.针对生产现场中使用的手动测量法的不足,提出一种新的刚度自动测量方法.采用计算机驱动步进电机,步进电机作为控制执行器对精密弹性元件快速而又连续的施加载荷,实现自动加载;力和位移信号送到计算机进行处理和计算.理论分析和测试结果表明,该方法可以有效地解决精密弹性元件刚度测量中的测量精度低、操作复杂、效率低等问题,对精密弹性元件能够高效地完成刚度测量,得到刚度曲线,并且不重复性测量误差低于1%.  相似文献   

12.
为研究碳纤维布(CFRP)对加固后钢筋混凝土梁的抗弯疲劳性能的影响,进行了3根CFRP加固梁及1根对比梁的抗弯疲劳试验.研究了碳纤维布加固方式、构件使用荷载等参数对碳纤维布加固损伤钢筋混凝土吊车梁的抗弯疲劳性能影响.试验研究表明:采用碳纤维布加固后,构件裂缝的宽度减小50.2%~66%,发展速度也得到控制,钢筋应力减小24.1%~28.2%,构件的刚度提高14.9%~16.1%.依据试验结果,从现有规范中关于构件刚度计算方法出发,进行了CFRP加固钢筋混凝土吊车梁的疲劳刚度计算分析,该计算方法可用于吊车梁加固工程设计.最后给出了CFRP加固梁的疲劳设计的合理化建议.  相似文献   

13.
本文根据高层建筑结构在结构选型、抗侧刚度等的设计特点,提出了以承载力、刚度和延性为主导目标的概念设计,及概念设计需遵循的原则和建议.  相似文献   

14.
考虑了短肢剪力墙翼板的剪力滞后效应,构造了新的截面位移模式和剪滞翘曲位移函数,基于能量变分原理和刚度法导出了短肢剪力墙考虑剪滞效应和剪切变形的结构分析平面单元刚度矩阵,从而得到简单易行的短肢剪力墙的力学性能分析方法,通过算例分析结果证实本方法是可行的。  相似文献   

15.
地震灾害给人类带来了不可估量的伤害和损失。传统的抗震设计采取消极的对策,以规范规定的"设防烈度"作为设计依据,采用"硬抗"的途径,依靠结构自身性能(强度、刚度、变形能力、耗能能力)来抵御地震作用。结构振动控制通过在结构上安装控制装置来调谐减轻结构的地震反应,为结构抗震设计提供了新的思路。  相似文献   

16.
为分析基坑内侧土体加固对支护结构水平位移的影响规律,将加固体及未加固土体视为复合土体,以弹性地基梁法为基础建立支挡结构的杆系有限元模型,结合工程实例计算分析土体加固参数对支护结构水平位移的影响。结果表明,支护结构水平位移随加固深度的增加而减小,且存在临界深度。当加固体的水泥掺量在0~15%范围内增加或置换率在0~0.5范围内增加,支护结构水平位移显著减小,加固效果显著;当水泥掺量大于15%或置换率大于0.5,支护结构水平位移变化较小,加固效能降低。  相似文献   

17.
为进一步改善车辆座椅乘坐舒适性,设计了3种分别基于负刚度结构单元(NSE)、阻尼结构单元(DE)及负刚度-阻尼单元(NSDE)的座椅悬架系统.建立了座椅悬架动力学模型,以悬架位移幅和座椅加速度的均方根值为评价目标,考察了不同设计参数对座椅乘坐舒适性的影响特性,并利用遗传算法对悬架设计参数进行了优化分析.研究结果表明:基于NSE和DE单元的悬架设计参数对评价目标的影响较大,通过参数优化分析发现DE的阻尼力比NSE的恢复力低98.3%,说明DE结构单元对改善座椅隔振性能作用有限.但引入NSE结构单元后,NSDE悬架系统的振动位移幅和座椅加速度的均方根值明显减小,有效提升了座椅的隔振效果,提高了驾驶员的乘坐舒适性.  相似文献   

18.
以黄桷湾特大桥为工程背景,选取轴压比、梁墩刚度比、系梁布置形式及柱肢混凝土强度等级为设计参数,应用Midas Civil有限元软件构造了20座三跨对称桥梁计算模型。研究E1地震作用下钢管混凝土双肢格构墩连续梁桥主要控制截面参数地震响应,探讨各设计参数对钢管混凝土双肢格构墩连续梁桥抗震性能的影响规律,并对全桥进行优化验证。研究结果表明:轴压比对地震作用下结构内力和位移有一定影响,建议控制在0.15~0.25;梁墩刚度比对结构的抗震性能影响较大,控制在4.08~10.90时结构的内力分布更加合理;核心混凝土的强度在C40~C50时取值较为合理。  相似文献   

19.
论述了高层建筑上部结构对箱形基础的影响,上部结构与基础共同工作,增加了基础的刚度,可以对基础的变形起制约作用;在高层建筑的设计中忽略了基础的变形和位移,人为地把基础和上部结构开计算,既不经济,也不安全,无原则要对建筑物进行整体的综合考虑,即应当考虑上部结构与地基基础的共同作用;上部结构的刚度是水平刚度、竖向刚度和搞弯刚度的综合,不但对基础产生影响,对地基反力的影响也很大,共同作用分析将使上部结构、基础和地基地内力和位移等方面与常规法相比均有显著的变化;对该领域目前所存在的问题进行了探讨。  相似文献   

20.
目的:在列车往复动力作用和复杂环境因素耦合作用下,常出现诸如钢弹簧隔振器断裂、基底不均匀沉降诱发吊空等隔振器支承刚度失效的问题。本文提出一种钢弹簧浮置板轨道支承刚度失效的方法,能及时识别失效数量、失效程度、失效位置,以避免刚度失效引起的轨道结构劣化和行车安全威胁。创新点:1.分析隔振器支承刚度失效对浮置板轨道系统各动力指标的影响,并构建一套浮置板轨道钢弹簧失效识别方法;2.结合具有噪声的基于密度的聚类方法(DBSCAN)算法和统计分析构建一套浮置板轨道支承刚度智能监测系统,并应用于中国南部某线路。方法:1.通过动力响应敏感性分析,得出浮置板自振频率、动位移、转角对支承刚度失效的敏感性较高(图5和6);2.通过分析多种刚度失效的情况,得出敏感性指标和支承刚度失效的关系(表3和4,图8);3.基于上述成果,构建智能监测系统并应用到现场,验证方法的有效性(图13和15)。结论:1.动力学模型的敏感性分析表明,列车荷载下的浮置板一阶垂向自振频率、最大垂向动位移、转角有效值易受刚度失效影响。2.浮置板的一阶垂向频率主要跟失效数量有关;浮置板最大垂向动位移与失效高度具有较好的线性关系;浮置板转角之...  相似文献   

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