壓電熱彈性材料四邊簡支層合板的精確解

預應力混凝土四邊簡支雙向疊合板的設計方法

對預應力混凝土雙向疊合板進行了抗彎剛度分析,基于彈性薄板原理,按照正交各向異性板推導四邊簡支單向預應力矩形板的相應計算公式,通過自編程序求解出雙向疊合板在四邊簡支邊界條件下的計算系數,并編制成與普通鋼筋混凝土雙向板相對應的表格,為其進一步推廣應用奠定基礎。通過與現澆四邊簡支雙向板彈性計算系數的比較可知,在預應力雙向疊合板的設計中,應將預制構件沿短跨方向布置才能更好地發(fā)揮其節(jié)省鋼材的優(yōu)勢。

基于剛性板和小撓度理論,考慮混凝土的材料非線性,推導了熱載作用下鋼筋混凝土矩形薄板的平衡方程和穩(wěn)定方程。給出了四邊簡支鋼筋混凝土矩形薄板在橫向變溫和溫度均勻變化時臨界屈曲溫度變化的封閉解,并對工程中常見的鋼筋混凝土矩形薄板在溫度均勻變化時的臨界屈曲溫度變化進行了計算,討論了板的材料常數、長寬比和相對厚度對臨界屈曲溫度變化的影響,從而為工程結構中鋼筋混凝土矩形薄板的臨界屈曲溫度變化的計算提供了理論計算依據。

分析設計粘彈性材料減振墊時常采用的動力平衡方程計算法、經驗公式計算法,以及試驗測試法的不同.結果表明,3種方法的kd-ω曲線比較接近,均適合粘彈性材料減振墊的設計計算,但動力平衡方程更接近于試驗測試的情況,對于要求較高的關鍵部位的減振墊設計也更為合適.在實際應用中,可以根據具體要求來選取有限元計算的精確度,以使誤差在所要求的范圍之內.

采用ansys有限元軟件對四邊簡支夾層玻璃受彎進行數值分析,并與受彎承載力試驗結果比較,研究夾層玻璃的受力特點,進而得出準確的夾層玻璃的力學計算模型。在夾層玻璃承載力試驗和大量數值模擬的基礎上,與國內外玻璃幕墻規(guī)程進行比較,歸納總結出pvb膠片對夾層玻璃承載力的影響程度,對現行《玻璃幕墻工程技術規(guī)范》(jgj102—2003)中關于夾層玻璃在風荷載等短期荷載作用下的撓度公式進行修正并給出修正系數。

針對幕墻玻璃的結構特點,分別對四邊簡支的單片鋼化玻璃面板、夾膠鋼化玻璃面板和夾膠中空鋼化玻璃面板進行了爆炸沖擊荷載作用下的動力響應試驗。試驗研究了不同玻璃面板的破壞形式,以及不同爆炸沖擊波的壓力峰值和作用時間對玻璃面板破壞特征的影響。

從橫觀各向同性的壓電、壓磁和電磁耦合彈性介質材料的平衡方程、梯度方程和本構方程出發(fā),導出了三維壓電、壓磁和電磁耦合彈性介質材料的彈性常數在二維情況下的表達式。同時,討論了平面應力、平面應變和軸對稱情況下材料常數的對應關系,進而分析了z軸極化的壓電、壓磁和電磁耦合彈性介質材料的彈性常數與工程常數之間的關系。分析結果表明壓電、壓磁和電磁耦合彈性介質材料的彈性常數和泊松比與彈性、壓電、介電、壓磁、電磁和磁通率等常數有關,這是由于該材料的機電耦合性導致其彈性常數和泊松比較單一材料的要復雜的多。

在對基于介電彈性材料的無閥微泵流量分析基礎上,從增加流量的角度出發(fā),分析了結構參數對流量的影響規(guī)律,并對微泵泵膜預拉伸率及封裝材料對微泵流量的影響進行了實驗研究。實驗結果表明,采用參數優(yōu)選后的無閥微泵結構可使微泵的流量大幅度增加,可達到500的流量。該類型無閥微泵在生物醫(yī)學等微流體系統(tǒng)中的應用具有廣泛的前景。

研究了微粒填充粘彈性材料在變形過程中的能量耗散。在高三軸度應力條件下,由于同時考慮了界面脫粘引起的損傷,故能量耗散主要可分為兩部分1)由基體材料的粘性性質所引起的粘性耗散功;2)由界面全脫粘所引發(fā)的界面粘結能的耗散。結合微損傷演化的規(guī)律,在忽略慣性效應的前提下,導出了損傷耗散功的一般表達式。利用mori-tanaka平均應力場的概念,提出了一種方便地計算材料中的粘性耗散功的近似方法。在此基礎上,計算了材料中的粘性耗散功和損傷耗散功,并討論了加載速率、界面粘結能、基體材料的松弛時間、平均粒徑和粒徑分散度等對這兩種耗散機制的影響。

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進行了2塊四邊簡支鋼筋混凝土雙向板足尺試件在恒載-升溫工況下的火災試驗。研究了雙向板在受火過程中沿板厚混凝土的溫度場分布規(guī)律、鋼筋的溫度變化、板平面內外的變形、板邊轉角隨溫度的改變情況。試驗結果表明,在荷載和溫度的耦合作用下,沿板厚存在非線性溫度場,板平面外變形比常溫下顯著增加;四邊簡支鋼筋混凝土雙向板具有與常溫下不同的破壞模式,裂縫主要出現在板頂的長邊跨中、距短邊支座1/4處以及角部;在火災作用下板的荷載傳遞路徑有明顯改變。

根據frp筋混凝土雙向板的彎曲破壞特征,引入frp筋名義屈服強度和frp筋有效截面面積的概念,對板中局部均布荷載作用下的frp筋混凝土雙向板的受彎承載力進行了塑性極限分析,提出了frp筋混凝土雙向板極限受彎承載力的理論計算公式.建議公式與試驗結果符合較好,可為frp筋混凝土雙向板的設計應用提供必要的理論分析依據.

用梁格法、擬板法、有限元法對四邊簡支雙向鋼-混凝土組合樓蓋彈性階段的變形及內力進行分析。通過與試驗結果的對比可以看出,擬板法和有限元法計算簡支雙向組合樓蓋比梁格法更經濟且計算結果更全面。改變梁格數及板厚跨比進行算例分析可知,擬板法可用于分析常見結構布置的簡支雙向鋼-混凝土組合樓蓋。

考慮具有粘滯阻尼的winkler地基上四邊自由受簡諧激勵的矩形板的偏微分方程組,找到了滿足所有邊界條件的近似撓度函數,利用galerkin方法把偏微分方程表示的非線性動力學方程轉化為用常微分方程表示的非線性動力學方程。應用多尺度法求得了系統(tǒng)的主共振解,并對主共振解的靜態(tài)分岔方程進行了奇異性分析。應用floquet理論和melnikov方法分析了系統(tǒng)的全局特性。

淺談用TST彈性材料進行橋梁伸縮縫的維修加固

為了揭示開槽填充黏彈性材料對鋸片振動特性的影響規(guī)律,分別對無槽及開槽填充材料兩種鋸片模型的阻尼以及動態(tài)響應特性進行比較研究.首先,基于模態(tài)應變能法計算鋸片模態(tài)阻尼比,利用rayleigh阻尼表征模型結構阻尼,獲得2種鋸片模型的模態(tài)阻尼常數;然后,建立鋸片有限元瞬態(tài)動力學分析模型,得出2種鋸片模型的振動響應及衰減歷程曲線,分析開槽填充材料對鋸片振動的影響;最后,針對2種鋸片進行試驗模態(tài)分析,獲得振動響應曲線,對比數值分析結果與試驗數據曲線,兩者吻合良好,證明了有限元數值分析的可靠性.結果表明:在相同的動力學條件下,開槽填充材料會顯著降低鋸片上質點的振動速度,縮短鋸片振動的衰減歷程.研究結果為開槽低噪聲鋸片的結構創(chuàng)新設計與開發(fā)提供了有效的理論依據.

進行了四邊簡支夾層玻璃的承載力試驗,測得了不同溫度、不同厚度膠片的夾層玻璃的荷載-位移曲線,得到了溫度對夾層玻璃pvb膠片力學性能的影響所引起的夾層玻璃承載力的變化關系、不同厚度膠片的夾層玻璃承載力變化關系,并且分析了膠片蠕變所引起的夾層玻璃在長期荷載作用下的位移-時間關系。最后,在考慮各種不利因素的影響以及試驗分析、數值模擬的基礎上,對《玻璃幕墻工程技術規(guī)范》中關于夾層玻璃在風荷載等短期荷載作用下的撓度計算公式進行了修正,并給出了修正系數,為夾層玻璃的計算提供參考。

文章通過求解均質材料彈性層中增量位移表示的平衡微分方程,分別得出了均質彈性層和材料參數不同的雙層結構彈性層表面失穩(wěn)的解析解。結果表明:均質材料彈性層表面失穩(wěn)的臨界應變只與材料的泊松比有關;而與彈性模量無關;對于雙層結構的彈性層,臨界應變和臨界波長與彈性層的表層與里層的厚度比和彈性模量比都相關,結果與相關文獻結論吻合得很好。

除高彈性、柔性、沖擊和機械強度外,還具有鐵磁性的彈性體材料,在國民經濟各部門獲得了廣泛的應用。在彈性體基材中加入無定形的或晶體結構的鐵磁性填料,可以制得預定值的介電常數和導磁率以及不同機械損失值的彈性材料。這些特性由材料與各種頻率的電磁振動和機械振動相互作用的程度來決定。但是,

現有的夾層結構理論都是將夾芯視為軟夾芯,忽略了其面內應力分量和彎曲剛度。該理論不能滿足近年來出現的硬夾芯夾層結構。對此,考慮了以上被忽略的因素,修正了reissner理論的軟夾芯假設,提出了考慮夾芯面內應力分量和彎曲剛度的硬夾芯夾層板基本假設。根據最小勢能原理得到了硬夾芯夾層板彎曲的基本方程和邊界條件,給出了四邊簡支硬夾芯夾層板在橫向載荷下彎曲的解析解。另外本文還研究了硬夾芯夾層板彎曲問題的有限元法,推導了四節(jié)點四邊形等參單元的有限元列式,并用matlab編程求解了具體算例。

本文開展了以聚氨酯彈性體為夾芯,面板為鋼板的夾層板的三點彎曲疲勞實驗,研究了粘彈性夾芯對夾層板疲勞性能的影響。首先開展了鋼板材料(65mn)的純彎曲疲勞實驗,獲得鋼板材料的彎曲s-n曲線,然后對聚氨酯彈性體夾層鋼板開展了疲勞實驗,研究了加載頻率對夾層板載荷響應的影響,實驗結果表明,夾層鋼板在疲勞實驗的過程中體現出明顯的粘彈性特征,夾芯板結構的荷載響應與加載頻率密切相關。同時,在面層鋼板不發(fā)生屈服的情況下,在較大加載次數內不會產生疲勞破壞,說明聚氨酯彈性體存在具有良好的阻止裂紋擴展的功能,對面板的約束作用極大地提高了面板的疲勞極限。

受約束超彈性材料圓形墊塊的非線性載荷—變形關系研究