时变计数法模型及其验证

为了克服传统计数法用于时变疲劳损伤分析时需对前一时刻已计数历程重复计数的缺点,文中借鉴结构动力分析的增量法思路提出了逐步进行增量应力时程计数的时变计数法模型,即将前一时刻的计数结果和残波与当前增量时程的计数结果和残波联合,经过简单但合理的处理,方便地给出当前时刻的总计数结果,从而有效地避免了已计数历程的重复计数过程,显著提高了计算效率。通过理论分析,简单直观地说明了建议的时变计数法的高效性,且可发现其效率随着所关注时刻数量n的增加而明显提高。最后,分别以简单的虚拟随机应力时程和实际结构风致振动应力历程为对象,对建议方法与常规雨流类计数法进行了详细的比较,验证了时变计数法模型的准确性和有效性。     

等效静风荷载作用下输电塔线体系破坏过程分析

为研究输电塔线体系在风荷载作用下的破坏过程,本文以广东省湛江220kV输电线路的一个耐张段为研究对象,在ANSYS中建立四塔五线体系有限元模型。根据《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)中规定的方法计算等效静力风荷载,考虑结构的材料非线性特征和几何非线性特征,对体系进行分析。在逐级加载条件下分析不同风向角风速由低到高时体系输电塔位移的变化,识别最不利风向角和对体系破坏起控制作用的输电塔,通过Budiansky曲屈准则判定体系的承载能力极限状态。通过对体系破坏过程的模拟,采用强度判定因子和稳定性判定因子识别最薄弱输电塔主材破坏形式和破坏路径。最后从应变能的角度对体系的破坏过程进行分析。经分析可以得出如下结论:1.塔线体系对60°和90°风向角比较敏感;2.直线塔主材的薄弱构件分布于第一个横担下部;3.塔线体系破坏过程中发生破坏的输电塔位移和应变能占比均大幅增长,应变能占比的变化可以反映输电塔的破坏过程。     

基于不完全数据的Q345大型角钢疲劳性能研究

为利用疲劳试验中出现的部分不完整疲劳试验数据,将不完全数据整体估计法与单点-似然法相结合建立兼顾效率和精度的概率S-N曲线模型。基于传统单点-似然法,充分考虑不完全疲劳试验数据出现的概率,利用极大似然原理建立带有不完全数据的三参数幂函数S-N曲线表达式回归分析方法,给出概率S-N曲线表达式。同时,对6根规格为∟160×12的大型Q345等边角钢开展疲劳试验研究,观察不同疲劳荷载作用下等边角钢的破坏特征,分析其疲劳寿命的变化规律。利用建议带有不完全数据的概率S-N曲线模型构建方法,建立Q345大型角钢的概率S-N曲线模型。结果表明,与传统单点-似然法的计算值相比,建议带有不完全数据的概率S-N曲线模型构建方法拟合的参数值S0、m和C分别仅相差1.61%、4.32%和4.15%;Q345大型等边角钢疲劳振动次数越多,缺口越整齐,脆性破坏特征越显著;疲劳寿命随荷载减小而明显增加,荷载由197.82MPa减小到169.28MPa时等边角钢的疲劳寿命增加了100.41%;建议方法能有效利用不完整疲劳试验数据建立概率S-N曲线方程。     

Q420双角钢组合截面偏压构件弹塑性弯曲屈曲

通过试验研究了特高压输电塔塔身主材规格为L160×12、L160×14、L160×16的3种Q420高强双角钢十字组合截面偏压构件的破坏模式,试验结果表明此种构件均以整体弹塑性弯曲屈曲破坏为主.基于改进逆算单元长度法编制相应程序,计算得到了这3种角钢规格在不同长细比并考虑残余应力情况下截面的弯矩轴力相关曲线,提出适用于此类截面形式的弯矩作用平面内稳定的建议计算公式及柱子曲线.引用的非线性幂函数模型能较好的反映此类偏压构件在等端弯矩受力作用下杆件端部弯矩与杆端转角的弯矩转角关系.     

复杂山地风场幅值特性试验研究

复杂山地具有与单个山体完全不同的风场特性,为了研究平均和脉动风速在复杂山地中的空间分布规律,进行了不同山体间隔距离、不同遮挡山体坡度和高度的复杂三维山体模型边界层风洞试验。试验结果表明:随着间隔距离增加,山顶近地平均风速最大加速比迅速减小;背风面山脚加速比迅速由正值减小为负值。随着遮挡山体坡度增大,山顶加速比迅速增大,最后趋于稳定。遮挡山体坡度小于临界坡度时,背风面山脚加速比为负值,反之则为正值。脉动风速均方根加速比随着遮挡距离的增大,逐渐线性向单个山体的结果靠拢;当受扰山体坡度大于遮挡山体坡度时,背风面山脚脉动风加速效应主要由受扰山体控制,反之则由遮挡山体控制。遮挡山体高度对平均风和脉动风速均方根加速比影响都较小。最后根据试验结果提出了复杂山地风场平均及脉动风速均方根计算修正模型。     

高强度双角钢十字组合断面承载力研究

该文结合试验研究和理论分析对双角钢十字组合断面受力性能做了初步探索,分别考察了构件的长细比、肢宽比和填板对承载力的影响。根据薄板能量理论和虚功原理,推导出构件极限承载力公式,提出了适用于工程设计的建议计算方法,并与国内外规范计算结果进行了比较。结果表明:该理论分析模型的适用性较好,建议计算方法对工程设计有一定的适用价值。     

八分裂输电导线结冰风洞及气动力特性试验

通过八分裂输电导线的结冰风洞试验,揭示了导线的覆冰过程与规律,温度、风速及空气中的含水量都是影响导线覆冰量的重要因素。针对两类不同冰型,系统地进行了八分裂导线和覆冰八分裂导线的气动力特性试验,给出了八分裂导线的三分力系数。分析了上游导线对流场的干扰和尾流的作用对导线气动力特性的影响。试验结果反映了八分裂覆冰导线的气动力特性规律,为覆冰导线的舞动研究提供了参考。     

基于摄动法及等效线性化的耗能减震结构振型分解法

采用耗能减震结构是一种经济有效的提高结构抗震能力的方法。针对此类结构在基于等效线性化的振型分解反应谱法进行分析中存在的计算精度差且耗时的问题,提出了求解运动方程本征值问题的基于改进一阶摄动的模态高精度展开法,在此基础上,推导出强行解耦的振型分解法以及相应的一阶摄动修正。最后通过算例证明,提出的基于摄动法及等效线性化的耗能减震结构振型分解法是行之有效的。     

绵阳南郊机场航站大楼风压分布研究

以兴建于四川省绵阳市的南郊机场航站大楼为对象,在中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所的4.0m×2.2m×15.0m风洞的工业试验段中,利用几何缩尺比为1∶100的刚体模型,系统地研究了该建筑外表面平均风压分布和脉动风压分布特性,给出了可用于设计的风载荷值,以确保大楼特别是上部悬臂屋顶在100年重现期风速下的安全性与稳定性。     

山地风场中超高层建筑风荷载幅值特性试验研究

针对山地风场中超高层建筑风荷载特点,在1.4m×1.4m风洞中进行了11个不同高宽比、厚宽比矩形截面和圆形截面超高层建筑表面测压风洞试验,分析了阻力系数平均值、均方根值和升力、扭矩系数均方根值受来流风湍流度、建筑高宽比、厚宽比和层相对高度等因素的影响。结果表明：矩形截面建筑各气动力幅值特性明显随湍流度、建筑高宽比、厚宽比、层相对高度的改变而变化,而圆形截面建筑各气动力幅值特性仅随湍流度、层相对高度的改变而变化。根据风洞试验结果,建立了正方形截面和圆形截面风荷载幅值特性的数学模型,通过比较说明与风洞试验结果吻合较好,可为山地风场中的超高层建筑风致响应计算提供依据。图11表5参10