内压对锥柱耐压壳焊接残余应力影响的数值模拟与试验研究

耐压结构在使用前一般都要进行内压试验,经过内压试验后结构的焊接残余应力会发生改变。残余应力的变化会对结构的力学特性有一定影响。文章首先运用ANSYS的APDL语言编写了大尺度锥柱耐压壳模型焊接残余应力数值模拟程序,对耐压结构的初始残余应力和经过内压试验后残余应力的变化进行计算;然后,采用X射线无损检测方法对该大尺度锥柱耐压壳模型的初始残余应力和经过内压试验后的残余应力进行测量。计算结果与试验结果表明,随着内压增加,内壳残余拉应力不断降低;而外壳残余压应力则变化不大;并且数值模拟结果与试验结果基本吻合。该文研究结果为更加合理可靠地进行耐压结构力学特性分析提供了理论依据。     

盾构法T接隧道结构受力足尺试验研究

在盾构法施作联络通道的过程中，由于主隧道的结构体系发生变化，衬砌内力发生重分布，对主隧道结构稳定不利。为了解结构安全性以及结构响应，开展盾构法联络通道的结构受力足尺试验进行模拟。试验采用7环管片错缝拼装进行模拟，在模拟真实水土压力荷载后，通过运用盾构直接切削管片，模拟真实盾构法联络通道施工过程中的出洞过程，得到如下结论： 1）通过模拟的方法得出该工法施工过程中的关键工况节点； 2）通过模拟得出隧道在整个切削过程中各环的收敛变形整体性较好，工法是安全的； 3）试验过程中，除切削位置以外的其余位置发生内力重分布，内力重分布的过程与工况变化过程息息相关。     

An approximate method to generate average stress–strain curve with the effect of residual stresses for rectangular plates under uniaxial compression in ship structures

The average stress–strain curve for rectangular plates under uniaxial compression in ship hull structures is generated on the basis of the existing design formulae. The dual-term equation for ultimate strength of uniaxially compressed plates is employed to generate the average stress–strain curve for long plates. Two alternatives proposed by Faulkner and Frankland, respectively, are considered. An approximate method to take into account the effect of residual stresses is proposed. By investigating the variation of the stress distribution at different stages of compression, the average stress–strain relationship of the rectangular long plates with the effect of residual stresses is derived from equilibrium. The behaviors of the wide plates are also discussed. The assumption proposed by Valsgard for the idealized stress distribution of wide plates under uniaxial compression is adopted. The average stress–strain relationship for wide plates is derived from the existing design formulae. Two equations proposed by Hughes and recommended by API for critical stress of the central portion of the wide plate are considered. The effect of residual stresses is also taken into account for wide plates.     

结合梁中的徐变影响分析

根据结合梁桥的特点,综合考虑施工过程中各种因素(混凝土的收缩徐变、结构体系转换等)的影响,采用按龄期调整的有效模量,结合有限单元步进法,提出一种分析结合梁中徐变的方法。然后采用该方法分析徐变对结合梁中的应力重分布的影响,并对徐变的影响进行参数分析。分析结果表明:混凝土加载龄期越早、环境越干燥、混凝土的圆柱体抗压强度越小,组合截面的应力重分布越明显。     

预应力结合梁收缩徐变行为的长期试验研究

针对某预应力钢——混凝土结合梁结构，设计制作了试验模型，对结合梁的应力重分布和变形性能进行了长期试验研究，为结合梁的设计建造提供了有用的参考。     

变厚旋转圆盘的温度应力及等强度设计

给出了用位移法求解，同时包含旋转惯性及温度改变影响的变厚圆盘中的位移和应力的一般表达式，并给出了几个具体问题的解答．文中还讨论了旋转圆盘等强度设计问题．     

Fatigue life prediction of welded stiffened 350WT steel plates

The propagation of fatigue cracks under constant amplitude cyclic loading was studied in welded stiffened steel plates. The residual stresses in the stiffened plates were measured using the neutron diffraction strain-scanning technique. A finite element model of the stiffened plate was constructed to simulate the residual stresses by an uncoupled thermal and thermo-mechanical analysis. Both the finite element model and the neutron diffraction measurements indicated that in general the residual stresses were tensile near the welded stiffeners and compressive between the stiffeners and ahead of the starter notch tip. Fatigue testing indicated that the fatigue crack growth rates of the stiffened plates were in general lower than that of a corresponding unstiffened plate, especially near the notch tip where compressive residual stresses existed. Both the finite element method and Green's function predicted the fatigue crack growth rates with reasonable accuracy.     

基于裂纹尖端应力比值的FGM板应力强度因子简便预测方法

为了弥补含裂纹功能梯度材料(FGM)结构强度预测方法的不足,文章基于有限元分析方法,将复杂的FGM板应力强度因子求解问题转化为简单的FGM板和均匀材料板之间裂纹尖端应力比值计算问题,仅通过使用均匀材料板和FGM板裂纹尖端应力比值、均匀材料板应力强度因子经验公式即可得到任意FGM板应力强度因子值,从而提出了一种基于裂纹尖端应力比值的FGM板应力强度因子简便预测方法。该方法避免了复杂的矩阵运算以及数值积分,仅需建立二维有限元模型即可在保证精确度的基础上快速得到FGM板应力强度因子预测值。通过多组算例对比分析,证明该方法预测精度高,比传统计算方法更为简便,便于工程应用。     

钢管砼偏心受压构件的徐变分析

钢管砼结构徐变由于物理状况上封闭、干硬性、养生时不浇水,受力上卸载而低于普通砼的徐变,由于徐变导致的钢管和砼的应力[1]重分布十分明显而不可忽视,为了有效计算核心砼徐变导致的重分布应力,在推导轴心受压构件徐变公式的基础上,结合大小偏心受压构件的受力特点,偏安全地考虑最大纤维处的徐变,根据弹性理论及叠加原理推导了钢管砼构件徐变系数的一般计算公式,并测试了轴心受压和偏心受压结构的徐变应变和收缩应变,经比较,徐变计算比较吻合,验证了理论分析.     

带有消声瓦的潜艇耐压壳在流场中的阻尼振动和层间应力

在壳厚方向采用位移和应力插值函数,应用混合分层理论和壳体在流场中所受的流体动压力.推导带有消声瓦的潜艇耐压壳在流场中的动力学方程.采用迭代的方法求出潜艇耐压壳在流场中阻尼振动的解.在不同粘弹性材料弹性模量和厚度下.分别计算了潜艇耐压壳在流场中阻尼振动的一阶固有频率、结构损耗因子和层间横向应力的幅值.结果表明,随粘弹性材料弹性模量的增大,一阶固有频率和结构损耗因子增加,随粘弹性材料层厚度的增大,结构损耗因子增加.一阶固有频率减小.较高的层间法向正应力是造成潜艇消声瓦在流场中低频振动脱落的主要原因.采用较高模量和厚度的牯弹性阻尼材料将有效地降低潜艇耐压壳在流场中阻尼振动的层间应力的幅值.