点焊、胶接和胶焊连接性能比较分析

基于点焊、胶接、胶焊连接果,进行不同形式连接的性能比较分析,分析其主要力学特性如连接强度、力-位移曲线、应的剪切拉伸试验,并采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA建立各个连接的有限元计算模型.而后运用试验和仿真结果总结其力学规律.     

拉接筋用加固胶锚固植筋施工方法

建筑物主体结构现有的植筋锚固拉接筋施工方法很普及,本文主要对操作方法及植筋锚固性能、固化时间等进行了对比。在钢筋混凝土结构上植筋锚固拉接筋利用锚固胶作为钢筋与混凝土的粘合剂,植入的拉接筋具有很强的抗拔力,保证了锚固拉接强度,是在建筑结构上锚固拉接筋的好办法。     

复合材料ABS/TiO2胶接接头拉剪强度的分形表征

通过观察分析颗粒增强复合材料ABS/TiO2铣削加工表面的轮廓线和SEM形貌,发现至少存在3层相似子结构,且有确定的分形维数,说明ABS/TiO2铣削加工表面具有分形特征.探讨了胶接件表面形貌对胶接强度的影响,并建立了单面搭接接头拉伸剪切强度(简称拉剪强度)的分形模型,为揭示胶接件表面形貌与胶接强度之间的内在联系作了初步探索.     

冲压连接接头拉剪强度的有限元分析

本文针对冲压连接接头拉剪强度的数值模拟方法进行研究。对0.7 mm低碳钢 0.7 mm低碳钢以及 1 mm低碳钢 1 mm低碳钢板冲压连接接头的剪切拉伸过程建立有限元模型,采用数值模拟的方法分析了冲压连接接头的拉剪强度及失效形式。并且通过试验过程验证有限元模拟结果的可靠性。在确定有限元模型可靠的情况下,分析了冲压连接接头处的网格尺寸以及冲压连接接头的嵌入值对冲压连接接头的影响。研究结果表明：有限元模拟结果与试验结果吻合良好;合适的网格尺寸能够在优化计算时间的同时得到可靠的计算结果;冲压连接接头的拉剪强度受上板嵌入值影响。     

受拉、剪的高强螺栓连接计算方法的研讨

受拉、剪的高强螺栓的连接计算方法在现有的钢结构理论中，高强螺检容许承载力按［ＮＬ］＝０．７ｎｍ＋（Ｐ－βＴ）计，笔者对该公式中、高强螺栓所受外拉力Ｔ值提出了新计算方法，并论证了采用钢结构的安全系数Ｋ代替原理论中试验值β的合理性.     

拉剪复合作用下高强钢T型连接高温力学性能的数值与理论研究

为研究火灾下考虑附加轴力作用的高强钢T型连接的力学性能,在高温火灾试验的基础上采用有限元分析软件ABAQUS对高强钢T型连接进行数值分析,得到附加轴力作用下高强钢T型连接在火灾下的初始刚度、抗拉承载力、失效模式等,并与试验结果进行对比,校验了数值模型的有效性与准确性. 而后,采用经验证的有限元模型进行数值分析,研究了不同拉剪复合作用下高强钢T型连接在火灾下的力学性能,研究发现：随着剪拉比的增大,T型连接的抗拉承载力和极限位移会显著下降,螺栓成为高强钢T型连接在拉剪复合作用下承载的关键. 最后,结合《钢结构设计标准》对火灾下T型连接中高强螺栓受到的拉力与剪力的关系式进行理论推导,并与有限元模拟结果和试验结果进行对比分析,验证了所提出的关系式有较好的适用性,且能较为准确地预测火灾下螺栓的抗拉承载力.     

墙体拉接筋中的锚固植筋施工方法

本文主要对建筑物现有的植筋锚固拉接筋施工方法进行了分析比较,主要对操作方法及植筋锚固性能、固化时间等进行了对比分析。另外在钢筋混凝土结构上植筋锚固拉接筋利用锚固胶作为钢筋与混凝土的粘合剂,植入的拉接筋具有很强的抗拔力,保证了锚固拉接强度,是一种处理建筑拉接筋的好办法。     

正交异性钢-RPC组合桥面板弯拉强度的实验研究

正交异性钢桥面一直面临疲劳开裂和铺装损坏的严重问题.为了改善桥面板受力状态,提出了一种新型的正交异性钢板薄层活性粉末混凝土(RPC)组合桥面结构体系.通过纵向足尺节段实验和横向受弯实验,表明新型组合桥面体系的抗弯拉强度远大于设计荷载下的拉应力,而重量与传统铺装持平.横向受弯实验结果证明,截面配筋率和截面有效高度对组合桥面结构抗弯拉强度影响很大,截面配筋率提高一倍和两倍,RPC的抗弯拉强度分别提高15%和40%.同样,截面有效高度增大20%,不同截面配筋率下RPC的抗弯拉强度提高30%～50%.因此,提高截面配筋率或截面有效高度能大幅降低组合桥面结构开裂破坏的风险.     

铝合金受剪螺栓连接孔壁承压强度

分析了我国《铝合金结构设计规范》中孔壁承压强度的来源,完成了15个铝合金受剪螺栓连接试验及大量的数值模拟分析.研究结果表明,我国规范给定的孔壁承压强度取值过于保守.根据试验和数值模拟的结果,提出了铝合金受剪螺栓连接的孔壁承压失效准则;基于该准则,分析了螺杆直径、连接板厚度及螺栓孔端距等几何参数对螺栓孔壁承压承载力的影响,推导了孔壁承压强度的计算公式,并验证了其合理性和准确性.     

钢-钢纤维混凝土组合桥面板偏心受拉性能

为探究钢-钢纤维混凝土（SFRC）组合桥面板在主梁体系下的偏拉力学特征,分别设计制作了1个普通混凝土组合桥面板和1个SFRC组合桥面板试件进行偏拉试验,并引入材料塑性损伤模型进行有限元模拟,考察了偏拉荷载作用下SFRC对组合桥面板破坏形态、刚度折减、应变分布等力学性能的影响规律。试验及数值分析结果表明,相比普通混凝土,SFRC受拉裂缝数量多但宽度小;通过观测钢筋应变发展及分布可知,由于SFRC具有拉伸硬化特性,在开裂后仍能继续承担外部荷载;SFRC开裂后,其对组合板轴向抗拉刚度与侧向抗弯刚度贡献明显大于普通混凝土;当最大裂缝宽度分别为0.10和0.20 mm时,SFRC对组合板的轴向抗拉刚度贡献为36%和22%,普通混凝土仅为15%和11%;SFRC对组合板的侧向抗弯刚度贡献为41%和27%,普通混凝土仅为29%和17%,表明SFRC开裂后仍可考虑其对组合桥面板刚度贡献。此外,结合理论推导分析了组合板在钢结构全截面屈服时的承载力,结果表明,SFRC和普通混凝土对组合桥面板极限承载力贡献不显著。     

考虑温度和加载影响的离子型中间膜拉伸力学性能

为研究温度和加载影响的离子型中间膜的拉伸力学性能,在低应变率范围内对其进行了--40 ℃～80℃的单调拉伸试验以及室温下的循环加卸载拉伸试验.基于试验结果,确定了离子型中间膜的力学性能特征指标.结果 表明,随着应变率的升高和温度的降低,其强度普遍提高,但极限应变有所降低;断后试件有约80％的不可恢复变形;循环加卸载拉伸...     

循环荷载下颗粒材料力学行为的离散元模拟

本文基于离散单元法,研究了轴压和围压共同作用下的压缩实验中循环荷载对颗粒材料力学行为的影响.在PFC2D中建立了离散颗粒模型,并开发了相应程序以实现其数值模拟,重点关注了循环荷载条件下颗粒材料组构各向异性、应力应变曲线及剪胀性的演化规律.数值结果表明,加载阶段垂直方向组构各向异性变化增强,卸载阶段水平方向组构各向异性增强,且随着循环次数的增加,水平方向组构各向异性变化强于垂直方向组构各向异性.循环过程产生的塑性滞回环的第1次与第2次循环有明显的差别,循环次数越多,滞回环区别越小,近乎重合.随着围压的增加,积应变增加,且体积应变-轴向应变曲线随循环次数的增加更快趋近于重合.     

浮空器膜材循环拉伸力学性能及弹性常数研究

对全新飞艇蒙皮膜材Uretek3216L进行了单轴循环拉伸试验,采用自主研发的多功能薄膜双轴拉伸试验机进行5种应力比例下的拉伸试验.探讨了单双轴循环试验的应力应变关系及弹性模量随循环次数的变化规律,对双轴耦合弹性模量的理论公式进行了推导,分析了纬经向应力比对耦合弹性模量的影响规律.结果表明,单轴循环的第15次和第1次循环相比,经纬向弹性模量分别增大了20.7%和39.1%,其中第2次循环增大幅度最大,经纬向均占总增量的60%以上.对于双轴试验,随纬经向应力比R的增大,经向耦合弹性模量增大而纬向减小.确定了膜材的单、双轴应力下的弹性模量和3D应力应变响应曲面.     

Temperature Effect on the Mechanical Behavior of Acrylic Polymers under Quasi-static and Dynamic Loading

In this paper, the mechanical behavior of acrylic polymers at elevated temperature was investigated. Four acrylic polymers were tested at high strain rate by using compression Hopkinson bar and at quasi-static strain rate by using an Instron servo hydraulic axial testing machine with the testing temperature from 218K to 393K. The results show that the mechanical property of acrylic polymers depends heavily on the testing temperature. The yield stress and Young's modulus were found to decrease with increasing temperature at low strain rate. At very low temperature, the materials display typical brittle fracture; however their plasticity improves remarkably at high temperatures. The predictions of the mechanical behavior including the effect of temperature and strain rate using a proposed theoretical model have a good agreement with experimental results.     

Cortical Bone Model with a Microcrack under Tensile Loading

The fracture mechanics of cortical bone has received much attention in biomedical engineering.It is a fundamental question how the material constants and the geometric parameters of the cortical bone affect the fracture behavior of the cortical bone.In this work,the plane problem for cortical bone with a microcrack located in the interstitial tissue under tensile loading was considered.Using the solution for the continuously distributed edge dislocations as Green ’ s functions,the problem was fo...     

Modeling of Mechanical Behavior of Fractal Rock Joint

The present study shows that naturally developed fracture surfaces in rocks display the properties of self-affine fractals. Surface roughness can be quantitatively characterized by fractal dimension D and the intercept A on the log-log plot of variance: the former describes the irregularity and the later is statistically analogues to the slopes of asperities. In order to confirm the effects of these fractal parameters on the properties and mechanical behavior of rock joints, which have been observed in experiments under both normal and shear loadings, a theoretic model of rock joint is proposed on the basis of contact mechanics. The shape of asperity at contact is assumed to have a sinusoidal form in its representative scale r_c with fractal dimension D and the intercept A. The model considers different local contact mechanisms, such as elastic deformation, frictional sliding and tensile fracture of the asperity. The empirical evolution law of surface damage developed in experiment is implemented into the model to up-date geometry of asperity in loading history. The effects of surface roughness characterized by D, A and r_c on normal and shear deformation of rock joint have been elaborated.     

渗透剪切作用下黄土的力学特征

黄土高原地区黄土在灌溉作用下,逐渐达到饱和状态,饱和中,陡坡类黄土坡体自重增加引起下滑力增加.该过程持续进行后,坡体内部同时发生渗流和剪切过程,导致坡体的变形不断增大,直至破坏后形成滑坡.本文选取黑方台4.29滑坡为研究对象,在现场调查的基础上,利用滑坡后壁原状黄土试样,基于三轴试验设置10组共60个原状样对饱和黄土的渗透剪切行为进行模拟.试验中设置了0.5、0.1和0.05 mm·min-1三个不同的加载速率对黄土试样进行剪切,为比较分析,对0.1 mm·min-1剪切速率试样设置了0、1、2和5 m几个不同水头进行了试验.试验结果表明:饱和黄土在渗流与剪切耦合作用下,表现出应变硬化特征,渗透作用明显降低了黄土的强度,尤其是黄土黏聚力降低,其降幅达5.24%~63.35%.对已有强度指标拟合后获得黄土在渗透剪切工况下的强度修正公式.     

多向受力状态焊钉连接件受力特性分析

 鉴于索塔锚固结构中焊钉受力状态的特殊性,对混凝土竖向承压、水平力及两者共同作用下焊钉连接件的受力特性进行研究。通过对单钉推出试验进行有限元分析,验证了有限元模拟方法的正确性。采用有限元方法,研究了在混凝土竖向承压、水平力及两者共同作用下,焊钉连接件抗剪承载力、剪切刚度以及焊钉变形、应力的变化规律。研究表明,混凝土竖向承压对焊钉连接件抗剪承载力和剪切刚度均产生影响;在幅值变化相同的情况下,水平拉力的变化对焊钉极限承载力的影响显著,而水平压力的变化则对焊钉剪切刚度的作用明显;两种受力状态下焊钉变形和应力分布规律相近;混凝土竖向承压和水平力共同作用下,钢板与混凝土接触状态不同,焊钉连接件抗剪承载力和剪切刚度的变化规律则不同。     

变幅循环加载下的疲劳寿命估算

根据等效载荷概念分析了在４级应力谱载荷作用下疲劳裂纹扩展试验的结果。本文根据Ｐａｒｉｓ定律推导出等效载荷计算公式,研究结果表明该等效载荷法对疲劳寿命估算较为合理,更符合工程实际。本文的分析方法可为缺陷评定提供有意义的参考。     

交通荷载下路基土动应力应变累积的特性

采用模型试验、循环荷载单轴压缩试验及原位监测试验与理论分析相结合的方法,研究了交通荷载下路基土动附加应力的时空分布规律,提出了路基土动附加应力累积效应的概念,探讨了动附加应力累积与荷载次数、荷载频率、动附加应力水平及深度的关系,分析了交通荷载下路基土塑性应变行为。由此得出动应力累积随加载次数的增加而增大,随深度的增加渐趋平缓,并确定了红黏土的临界应力水平为50%,建立交通荷载下路基土动附加应力量化模型和永久变形量化模型。最后,给出了交通荷载下路基土工后沉降的3种组成模式及其相关控制技术。