工程力学
 首页  |  期刊介绍  |  编 委 会  |  投稿指南  |  期刊订阅  |  收录情况  |  留言板  |  联系我们  |  English
工程力学

在线期刊

下载中心
  第27届全国结构工程学术会议论文征文通知
  第27届全国结构工程学术会议论文打印格式
  第27届全国结构工程学术会议论文打印格式样例
  第27届全国结构工程学术会议论文投稿声明及作者信息
  文件1:《工程力学》格式说明
  文件2:《工程力学》格式样例
  文件3:《工程力学》英文准则
  文件4:《工程力学》文献格式
  第25届全国结构工程学术会议论文集(光盘版)
  《工程力学》新投稿要求重要说明
  《工程力学》征稿简则
  《工程力学》杂志社版权转让协议与学术规范承诺书
  投稿论文模板
  作者校对须知
  稿件处理清单

读者会员服务

文章快速检索  
  高级检索
工程力学
 
2018年 35卷 2期
刊出日期: 2018-02-25

基本方法
土木工程学科
机械工程学科
其他工程学科
综述
   
综述
1 王涛, 潘鹏
子结构混合试验方法研究与应用
子结构混合试验是再现大型结构复杂地震响应的最有效方法之一。该文总结了子结构混合试验在过去30年发展过程中所面临的主要问题。子结构混合试验需要一个稳定而精确的时间积分算法用于求解结构的动力方程,而这些时间积分方法需要对试验子结构提供显式的位移加载命令,并且最好具有抑制试验引入误差的能力。第二个挑战是隐式数值域和显式物理域的高效协同,主要采用了刚度预测方法和预测修正技术。最后,子结构的边界条件需要精确的施加到相应的边界上。这对于试验子结构是主要难点,因为现有加载仪器精度和数量的不足。为此发展了基于重叠领域的柔性加载制度和力-位移混合控制方法。为了使子结构混合试验的能力和精度最大化,近年来采用互联网技术将多个试验室资源连接起来,并引入大型商业有限元软件进行精细化模拟,这促成了三代可扩展的子结构混合试验平台。这些平台的柔性、可扩展性和精确性均通过一系列试验得到了验证。
2018 Vol. 35 (2): 1-12 [摘要] ( 5 ) [HTML 1KB] [PDF 1067KB] ( 34 )
基本方法
13 袁驷, 袁全, 闫维明, 李易, 邢沁妍
运动方程自适应步长求解的一个新进展——基于EEP超收敛计算的线性有限元法
该文采用最简单的Galerkin型线性单元,对运动方程构建了简捷高效的单步法递推公式;进而基于EEP超收敛计算技术,开发了单元步长自动优化和结点位移精度修正两项关键技术,可在整个时域上得到误差分布均匀且逐点满足给定的误差限的解答——堪称数值解析解。该文给出了单自由度和多自由度的数值算例以验证本法的有效性。
2018 Vol. 35 (2): 13-20 [摘要] ( 5 ) [HTML 1KB] [PDF 423KB] ( 15 )
21 罗凯文, 杨易, 谢壮宁
基于k-ε模型模拟平衡态大气边界层的比较研究
平衡态大气边界层的准确模拟是计算风工程领域的基础性难题,也是研究热点问题之一。该文首先对近年来国内外针对这一问题的理论研究成果按入流边界条件、湍流模型参数、附加源项模型以及壁面函数模型等四个方面进行了全面梳理和系统总结,并建议了一组新的标准k-ε模型湍流模型参数和通用壁面函数模型表达式。接着,采用计算流体动力学方法,建立简单边界层流动数值风洞模型,按照以上四种类别采用递进的方法对这些理论成果进行了详细的数值模拟验证和比较分析。结果表明:基于湍动能k方程解析解的入流边界条件并不必然会生成平衡态边界层,它和湍动能剖面的数学模型表达形式关系很大;除入流湍流边界条件外,湍流模型参数取值及壁面函数对平衡态大气边界层的模拟亦有较大影响,而增加源项并不能有效改善速度和湍动能剖面在整个流域范围的自保持性。该文对这一类问题的研究具有一定参考价值。
2018 Vol. 35 (2): 21-29 [摘要] ( 34 ) [HTML 1KB] [PDF 1408KB] ( 37 )
30 刘景良, 任伟新, 王超, 黄文金
基于最大坡度法提取非平稳信号小波脊线和瞬时频率
提出一种基于最大坡度法的非平稳信号小波脊线提取和瞬时频率识别新方法。该方法首先对非平稳响应信号进行连续复Morlet小波变换,其时间轴、小波尺度轴及小波系数模值构成一个三维坐标系(xyz);其次从预先设定的小波脊线初始点出发,在一定范围内进行搜索,并分别计算其在时间-尺度平面(x-y)的距离、z方向的距离及小波脊线的坡度值。最后,求解位于最大坡度方向上的各空间点并将其连接成线即为所求的小波脊线。采用三个非平稳信号数值算例和一个拉力时变的拉索试验验证了最大坡度法的有效性,并与基于小波系数模局部极大值的脊线提取方法、动态规划法及瞬时频率理论值进行比较。数值模拟和试验结果表明,该方法能够有效提取非平稳响应信号的瞬时频率,且识别精度优于基于小波系数模局部极大值和基于动态规划的小波脊线提取方法。
2018 Vol. 35 (2): 30-37,46 [摘要] ( 49 ) [HTML 1KB] [PDF 1164KB] ( 53 )
土木工程学科
38 姚志勇, 张楠, 夏禾, 李小珍
基于重叠网格的三维车桥系统气动特性研究
该文基于重叠网格方法,建立了移动列车的数值模型,研究了横风作用下三维车桥系统的绕流气动特性。通过与相关试验和文献对比,验证了重叠网格方法可以较好地模拟列车的运动;然后对横风作用下车桥系统的绕流流场进行分析,讨论了考虑列车运动后车桥气动力的变化。研究结果表明:由于列车风与横风的叠加以及车桥之间的气动干扰,使车桥系统横风绕流流场发生明显的改变;列车运动对前方空气的压缩作用使头车所受气动力最大,同时桥梁气动力也会发生突变。
2018 Vol. 35 (2): 38-46 [摘要] ( 13 ) [HTML 1KB] [PDF 1473KB] ( 30 )
47 杨青顺, 甄伟, 陆新征, 解琳琳, 林楷奇
带端部阻尼器伸臂桁架的抗震性能试验研究
伸臂桁架是超高层建筑中的关键构件,改善其耗能能力对提升结构的抗震性能具有重要价值。该文在普通伸臂桁架拟静力试验研究基础上,进行了端部带阻尼器的伸臂桁架抗震性能的试验研究。研究结果表明,辅助装置是保证端部阻尼器剪切受力状态的必要构成,在端部设置的软钢阻尼器及摩擦阻尼器能够改善耗能能力,保护伸臂桁架杆件不受损伤。端部设置的摩擦阻尼器因为其刚度及强度可以解耦,具有较大的设计自由度,有利于工程中的应用和推广。该文进一步分析了在伸臂桁架中设置软钢阻尼器的可行性,结果表明由于在软钢阻尼器刚度和强度耦合,难以同时满足伸臂桁架刚度和强度的设计需求,因此在工程中的应用有待进一步研究。
2018 Vol. 35 (2): 47-58 [摘要] ( 6 ) [HTML 1KB] [PDF 6888KB] ( 38 )
59 杨博雅, 吕西林
预应力预制混凝土剪力墙结构直接基于位移的抗震设计方法及应用
该文提出一种采用弹塑性位移谱的直接基于位移的抗震设计方法,对预应力预制混凝土剪力墙结构进行设计,依据初步设计的结构几何参数得到结构的屈服位移,根据大震作用下的设计目标位移,计算相应的延性系数,通过弹塑性位移谱获得结构的周期,从而得到基底剪力,根据基底剪力和倾覆弯矩对剪力墙截面进行设计。然后针对通过该方法设计的4种不同层高的预应力预制剪力墙结构,使用有限元分析软件OpenSees对结构进行弹塑性时程分析,分析结果表明通过直接基于位移的设计实现了预应力预制剪力墙结构的预期抗震性能目标。
2018 Vol. 35 (2): 59-66,75 [摘要] ( 2 ) [HTML 1KB] [PDF 910KB] ( 20 )
67 张爱林, 郭志鹏, 刘学春, 李超
装配式建筑双槽钢组合截面梁整体稳定系数研究
提出了一种模块化装配式柱贯通梁实腹式钢结构框架体系,对板块拼接形成的双槽钢组合截面梁的整体稳定性进行了研究。首先证明了双槽钢组合截面梁有限元模型建立方法的可行性,然后分析了不同螺栓布置方式下螺栓间距对双槽钢组合截面梁静力性能的影响,得到合理的螺栓间距。对比分析了梁截面高度、翼缘宽度和厚度、腹板厚度、梁长、双槽钢间隙宽度、螺栓布置方式和荷载类型等参数对钢梁整体稳定性的影响,用拟合的方法得到了等效弯矩系数的计算公式以及弹塑性稳定系数和弹性稳定系数的关系公式。通过对纯弯荷载作用下弹性稳定系数计算公式的等效弯矩系数修正和弹塑性修正,得到了不同荷载类型下的弹塑性稳定系数的计算公式。
2018 Vol. 35 (2): 67-75 [摘要] ( 32 ) [HTML 1KB] [PDF 641KB] ( 32 )
76 董国朝, 张建仁, 蔡春声, 韩艳
侧风对超大型冷却塔内空气动力场的影响研究
对常见的七种导流叶片的侧风预防措施效果进行了CFD数值模拟,为导流片的选取提供依据。在计算流体动力学方法的基础上,忽略塔内的传热传质过程,引入风扇边界条件来模拟由于热蒸汽而引起的塔内抽力,采用多孔介质边界条件来模拟全塔的阻力及填料区通风率,并且在雨区和填料区使用UDF编写阻力源项程序来模拟空气流经塔内的阻力,研究了不同型号导流片及不同侧风对塔内的空气动力场分布特性的影响。系统地得到了各种型号导流片在不同侧风下的整流效果,定量的分析了侧风对塔内流场的影响,给出了侧风防御措施的选取原则,为冷却塔导流片的选取提供理论依据。
2018 Vol. 35 (2): 76-83 [摘要] ( 35 ) [HTML 1KB] [PDF 1187KB] ( 32 )
84 金浏, 张仁波, 杜修力
力学损伤混凝土热传导行为细观研究
为研究力学损伤对温度传导行为的影响,考虑混凝土细观结构的非均质性,将其视为由骨料、砂浆和界面过渡区组成的三相复合材料,提出并建立了力学-热学单向耦合作用研究的细观数值方法与模型。方法的思想是:首先对非均质混凝土在荷载作用下开裂损伤力学行为模拟分析,获得其内部的损伤分布情况;然后,将力学分析结果作为初始输入条件,结合复合材料均匀化理论,获得损伤混凝土各细观单元的导热性能,从而实现了力学-热学单向耦合作用的数值模拟。以单轴压缩加载为例,通过与试验结果的对比,验证细观方法的合理性与有效性。基于该套细观数值模拟方法,对荷载作用后混凝土试件的宏观有效导热系数与温度场分布进行了细观计算分析,对比了不同复合材料力学模型的影响,探讨分析了压缩荷载水平的影响规律。
2018 Vol. 35 (2): 84-91,159 [摘要] ( 39 ) [HTML 1KB] [PDF 2177KB] ( 28 )
92 孙振宇, 张顶立, 房倩, 台启民, 于富才
基于超前加固的深埋隧道围岩力学特性研究
为了提高隧道施工过程中开挖面及围岩的稳定性,超前加固措施得到了广泛应用,而如何正确评价围岩加固后的力学特性对隧道围岩稳定性判别和支护结构设计是极其重要的。为研究超前加固条件下隧道围岩的力学行为,将深埋圆形隧道简化为静水压力作用下的平面应变模型,引入等效加固区来体现超前加固的效果,提出了考虑超前加固的隧道围岩力学分析模型。基于广义Hoek-Brown屈服准则和非关联流动法则,在对塑性区可能的分布情况进行分析的基础上,对全断面加固方式下围岩位移、应力和塑性区半径进行了理论推导,通过与实测值和数值计算结果进行对比,验证了该文方法的正确性和合理性,并通过与传统方法进行比较,进一步探讨了该文公式在支护设计中的工程意义。研究表明,该文计算结果与实测值和数值计算结果基本吻合,且在指导支护设计时比传统方法更具优越性。该文研究成果更好地反映了超前加固措施对于围岩的作用效果,为超前加固的定量化设计提供理论依据,研究成果可为全断面加固方式下隧道工程的支护设计及安全性评价提供参考。
2018 Vol. 35 (2): 92-104 [摘要] ( 29 ) [HTML 1KB] [PDF 760KB] ( 30 )
105 王丽娟, 胡昌斌
设沥青夹层水泥混凝土路面早龄期力学行为与作用效应研究
基于水泥混凝土路面早龄期三维有限元力学分析程序,对设沥青夹层面板结构早龄期阶段力学行为和性状形成的结构效应、沥青夹层效应进行了研究。研究发现,早龄期阶段固化温度、混凝土的徐变和硬化历程与环境场叠加作用,会引起面板更大的早期板角翘曲和脱粘,以往传统分析理论忽略了此方面影响。设沥青夹层结构比无夹层直接加铺路面脱粘面积小、翘曲变形更大。沥青夹层面板早龄期增大翘曲、脱粘的结构效应与特定重载交通共同作用下可能产生对路面板疲劳寿命不利的影响。对设沥青夹层加铺结构建议采用刚度较大的基层,夹层厚度宜在30 mm以内,沥青夹层混合料模量宜选低值。
2018 Vol. 35 (2): 105-115 [摘要] ( 40 ) [HTML 1KB] [PDF 1196KB] ( 29 )
116 梁诗雪, 李杰
基于两相随机介质的混凝土破坏全过程模拟
通过两相随机介质对混凝土细观结构进行建模,给出了混凝土破坏全过程模拟。首先,为了反映混凝土水泥砂浆和骨料的随机分布,引入新近发展的两相介质随机场对混凝土进行建模。采用随机点集生成随机有限元与内聚单元,以考虑裂纹分布的随机性,形成混凝土材料破坏分析的数值模型。数值模拟给出了混凝土单轴受拉裂纹开展全过程。数值模拟结果表明:当骨料断裂能明显大于水泥砂浆断裂能时,采用两相随机介质,能够较好地描述在受拉状态下,混凝土裂纹主要产生于水泥砂浆及骨料以及水泥砂浆的界面处,较少骨料破坏,这一典型特征。最后,通过模拟所得的均匀化应力-应变关系与混凝土单轴受拉试验结果对比,进一步验证了该文所给出的两相随机介质模拟的正确性。
2018 Vol. 35 (2): 116-123 [摘要] ( 27 ) [HTML 1KB] [PDF 1905KB] ( 45 )
124 代洁, 邓明科, 陈佳莉
基于材料延性的高延性混凝土无腹筋梁受剪性能试验研究
为探讨材料延性对无腹筋梁受剪性能的影响,根据高延性混凝土设计理论,考虑纤维抗拉强度、长径比和纤维掺量等因素的影响,进行了4种不同配合比高延性混凝土(HDC)的力学性能试验,并设计了7个高延性混凝土(HDC)无腹筋梁和2个混凝土(RC)梁对比试件,通过静力试验研究材料延性对无腹筋梁的破坏形态、承载力和剪切变形能力的影响。试验结果表明:1)4组HDC试件分别达到不同的延性要求,其等效弯曲韧性可达砂浆试件的50倍,极限拉应变可达普通混凝土的90倍;2) HDC无腹筋梁的承载力可达RC梁的2.36倍,剪切变形能力可达RC梁的3倍以上,均发生具有一定延性的剪拉破坏;3)除剪跨比和纵筋配筋率外,HDC无腹筋梁的受剪承载力和变形能力均随材料延性的提高而增大,在设计中应予以考虑,并可根据工程实际需要选择相应的材料延性需求。
2018 Vol. 35 (2): 124-132 [摘要] ( 93 ) [HTML 1KB] [PDF 1145KB] ( 31 )
133 陆婷婷, 梁兴文
预期损伤部位采用FRC增强梁柱板组合件的力-位移模型
将纤维增强混凝土(FRC)增强的梁柱板组合件的变形分解为节点变形、梁变形和柱变形引起的变形之和,通过贝叶斯参数估计方法建立了节点核心区剪应力-剪切变形模型;采用力学分析,建立了梁端与柱端的弯矩-曲率模型,由此建立了预期损伤部位采用FRC增强的梁柱板组合件的力-位移模型。结果表明:采用该文建立的力-位移模型的分析结果与试验结果符合较好;柱梁抗弯承载力比从1.1增大到1.6时,峰值荷载下总变形中节点变形的比率平均下降了37.4%,而梁变形比率平均增加了58.8%;相对于考虑6倍板厚翼缘宽度,考虑8倍板厚翼缘宽度更能有效控制节点变形,其峰值荷载下总变形中节点变形的比率平均下降了33.4%,而梁变形比率平均增加了42.9%。
2018 Vol. 35 (2): 133-143 [摘要] ( 20 ) [HTML 1KB] [PDF 489KB] ( 39 )
144 刘子珅, 杨红, 张吉庆
基于横向挠度的钢筋屈曲状态判断方法研究
现有钢筋材料试验、混凝土构件性能试验一般通过肉眼观察得到钢筋受压后开始弯曲的屈曲开始点,该方法缺乏客观性、准确性。该文以单根钢筋循环拉压试验的量测数据为基础,通过分析钢筋试件中点处两正交方向横向挠度的相关性以及屈曲钢筋总横向挠度的变化规律,结合Rodriguez等提出的基于钢筋凸侧与凹侧的应变差计算结果的判断方法,提出了三种判断屈曲开始点的方法,即基于屈曲钢筋总横向挠度测量结果的“观察法”、“临界横向挠度”法,以及基于总横向挠度变化量的“临界横向挠度变化量”法。采用这三种方法判断35个钢筋循环拉压试验的屈曲开始点,结果表明将“临界横向挠度”法和“临界横向挠度变化量”法的结果相结合可以更合理、准确地判断屈曲开始点。
2018 Vol. 35 (2): 144-152 [摘要] ( 12 ) [HTML 1KB] [PDF 1046KB] ( 29 )
153 孙宝印, 古泉, 张沛洲, 欧进萍
考虑P-Δ效应的框架结构弹塑性数值子结构分析
几何非线性是土木工程结构在强震作用下动力时程分析过程中必要的考虑因素。该文基于数值子结构方法,结合平面Euler-Bernoulli梁柱单元的几何大变形理论,将平面框架结构的非线性分析转化为线弹性主结构的弹性分析,并提出材料和几何非线性修正力项,作为等效为外荷载项施加于主结构以考虑结构的双非线性。最后,对一平面钢框架结构进行地震动力时程分析,分析结果表明考虑了双非线性的数值子结构方法具有良好的精确性与高效性;同时,几何非线性对结构动力响应具有重要影响。
2018 Vol. 35 (2): 153-159 [摘要] ( 3 ) [HTML 1KB] [PDF 319KB] ( 20 )
160 牟犇, 王玲玲, 张春巍, 林旭川
考虑楼板影响的外环板式梁柱节点抗震性能:试验研究
该文对采用Q390钢材制作的4个T形节点构件进行了低周反复荷载试验,研究了钢梁和混凝土楼板的组合作用对采用高性能钢的外环板式梁柱节点的刚度、承载力以及耗能能力的影响。试验结果表明:由于楼板组合作用,钢梁上翼缘的稳定性得到显著提高;采用外环板式的梁柱节点连接方式,能够有效地将塑性铰外移,避免了在节点域附近的焊缝发生撕裂;但由于楼板组合作用的影响,此种节点形式也存在节点域附近外环板处发生断裂的可能性;该试验4个构件的滞回曲线都较为饱满,表现出较好的耗能能力和延性性能,在塑性点时,无楼板作用的试件的粘滞阻尼系数略高于有楼板作用的试件的粘滞阻尼系数;在层间位移角达到0.05 rad时,各试件的粘滞阻尼系数趋于一致。
2018 Vol. 35 (2): 160-168,213 [摘要] ( 4 ) [HTML 1KB] [PDF 2498KB] ( 29 )
169 崔瑶, 高晓玉, 李梦玥
平板支座抗震性能的有限元研究
为了研究水平荷载下不同砂浆层厚度的平板支座节点的抗震性能及受力机理,该文利用有限元软件ABAQUS,模拟分析了8个砂浆层厚度为0 mm~50 mm的平板支座节点在单调和循环荷载下的破坏模式及承载力曲线,并将模型破坏模式及极限承载力计算值与试验结果进行对比,结果证明该模型可有效对平板支座的滞回性能进行计算分析。有限元计算结果表明,随着砂浆层厚度增加,支座节点极限承载力降低,支座锚栓由剪切变形变为弯曲变形;支座锚栓近似均匀受力;循环加载下平板支座的承载力相比于单调加载降低约30%。在有限元参数分析的基础上,综合考虑了支座锚栓的破坏机制及支座锚栓的变形对平板支座水平承载力的影响,总结平板支座的水平承载力主要由支座锚栓承担的剪力、支座锚栓轴力的水平分量及摩擦力组成,提出了平板支座节点水平承载力的计算公式。同时,在公式中引入折减系数0.7,考虑循环加载对平板支座节点水平承载力的降低。
2018 Vol. 35 (2): 169-179 [摘要] ( 32 ) [HTML 1KB] [PDF 3768KB] ( 28 )
180 许斌, 王云
利用部分加速度测量的结构滞回特性免模型识别
结构非线性恢复力与位移的关系即滞回特性是强动力荷载作用下结构损伤发生发展过程的直接表征,可直接用于结构耗能的定量评估。该文提出一种仅部分自由度受到激励且只有部分自由度上加速度响应测量已知时结构非线性恢复力和质量识别方法。无需结构恢复力参数化模型,利用切比雪夫多项式来描述非线性恢复力,结合无迹卡尔曼滤波算法(Unscented Kalman Filter, UKF),在结构刚度、阻尼、质量未知情况下,实现非线性恢复力和结构质量识别。在一个多自由度数值模型中引入磁流变阻尼器模拟非线性构件,通过数值模拟验证该方法的识别效果。结果表明,该方法在仅部分自由度受激励且仅部分自由度上加速度响应时程已知时,可对结构非线性恢复力和质量进行有效识别。该方法对工程结构在强动力荷载作用下损伤发展过程的识别及耗能的定量评估具有重要意义。
2018 Vol. 35 (2): 180-187 [摘要] ( 15 ) [HTML 1KB] [PDF 441KB] ( 28 )
188 蔡建军, 谢璨, 李树忱, 李术才, 赵世森
复杂条件下深基坑多层支护方法及数值模拟研究
海相沉积土岩复合地层,其上部淤泥质土承载力低易变形,合理选择支护方式对此条件下深基坑工程的稳定性显得尤为重要。而对于建筑物密集的区域,施工场地狭小,满足不了台阶式支护等对施工场地的要求,因此该文针对此种复杂地质条件,提出了多层支护结构的深基坑支护方式及其数值分析方法。运用有限差分软件FLAC3D实现了多层支护结构的数值模拟,分析了采用不同支护结构时深基坑围护桩桩体挠曲位移、桩顶水平位移和竖向位移的变化规律。结合现场试验、监测数据研究了深基坑多层支护结构的变形特性和支护作用。与传统深基坑支护形式对比,多层支护结构能减少20%的锚索用量(密度上),优化了支护方式。研究成果对海相沉积土岩复合地层条件下的深基坑工程具有重要的理论和工程指导意义。
2018 Vol. 35 (2): 188-194 [摘要] ( 80 ) [HTML 1KB] [PDF 513KB] ( 25 )
195 吴宜峰, 王浩, 李爱群, 杨凡
新型多功能隔震支座力学性能的数值模拟与实验验证
为满足桥梁在正常使用荷载与地震极端荷载等不同工况下的性能需求,该文设计制作了一种新型多功能隔震支座,基于ANSYS有限元平台,建立了该支座的精细有限元模型,对其力学性能进行了数值模拟与试验验证。数值结果表明:在350 kN竖向压力作用下,部分铅芯已进入塑性状态,橡胶则处于三向受力状态,其静水压力远大于Mises应力;在100 mm横向剪切位移作用下,单层橡胶片各处剪切应力仍近似相等,相差不超过5%,铅芯则发生了很大的塑性应变,最大Mises塑性应变值达到0.580。数值计算结果与该支座试验数据对比表明,支座数值计算所得剪切性能滞回曲线与试验结果一致性较好,验证了该文数值模拟的准确性与可靠性。
2018 Vol. 35 (2): 195-202 [摘要] ( 4 ) [HTML 1KB] [PDF 5796KB] ( 16 )
203 吴涛, 魏慧, 刘喜, 刘全威
箍筋约束高强轻骨料混凝土柱轴压性能试验研究
完成了12根不同配箍形式和体积配箍率的箍筋约束高强轻骨料混凝土柱轴压性能试验,系统地研究了构件的破坏过程与破坏形态、应力-应变曲线及箍筋应变等;重点分析了不同配箍率和配箍形式对构件承载力和延性的影响;建立了适用于该类轴压柱峰值应力(f'cc)和相应峰值应变(εcc)的计算模型,并引入Richart、Mander、Razvi和Saatcioglu、Khaloo和El-Dash等经典模型对比分析建议模型的准确性。研究表明:峰值荷载过后,约束柱保护层整体被切掉后剥落,内部骨料和骨料与砂浆界面均出现少许裂缝,与普通混凝土构件存在显著差异,但应力-应变曲线发展规律与普通混凝土类似;最终破坏以箍筋屈服、相邻箍筋间核心区混凝土压碎破坏为标志,表面形成“H”形或45°斜向破坏面;同时,增大体积配箍率和改善箍筋形式分别能够提高核心区混凝土的侧向约束力和增大约束面积,“井”字形复合配箍可满足承载力和延性需求;结合配箍特征值(λt)和配箍形式影响参数(k)建立模型的计算结果与试验值吻合良好,能够准确、合理地预测该类构件的峰值应力和相应峰值应变。
2018 Vol. 35 (2): 203-213 [摘要] ( 54 ) [HTML 1KB] [PDF 1760KB] ( 34 )
214 初明进, 张庆池, 刘继良, 邱臻, 王琳, 谢天宇
配置不同水平钢筋的自适应分缝剪力墙受剪性能试验研究
进行了3个配置不同水平分布钢筋的自适应分缝剪力墙的拟静力试验,研究了墙体的破坏过程和破坏形态,分析了水平钢筋配筋量对墙体受力性能的影响。结果表明:墙体内部设置型钢可改变墙体的破坏形态,使墙体表现出自适应分缝特性,避免发生脆性破坏;水平钢筋配筋量影响墙体裂缝开展;增加水平钢筋配筋量提高了墙体的受剪承载力、屈服位移角和峰值位移角,但耗能能力有所降低;现行规范中的剪力墙受剪承载力计算公式可用于计算自适应分缝剪力墙。
2018 Vol. 35 (2): 214-220 [摘要] ( 33 ) [HTML 1KB] [PDF 3252KB] ( 35 )
221 李静, 蒋秀根, 王宏志, 罗双, 夏文忠, 李潇
解析型弹性地基Timoshenko梁单元
采用双参数弹性地基模型和Timoshenko深梁模型,建立了弹性地基一般梁挠度控制方程,求解得到了挠度方程解析通解,构建了双参数弹性地基深梁的挠度、截面弯曲转角及剪切角的解析位移形函数。建立了梁模型、梁基模型等两种势能泛函,利用最小势能原理,构造了两个双参数弹性地基深梁单元,给出了单元列式。分析表明:梁模型单元在均布荷载作用下误差为0.221%,非均布荷载作用下误差为0;梁基模型单元在均布荷载作用下误差为0,在两端集中力作用下误差为6.597%,在跨中集中力作用下误差为102.716%;同时,该文提出的双参数Timoshenko梁模型单元不存在剪切闭锁的问题。
2018 Vol. 35 (2): 221-229,248 [摘要] ( 15 ) [HTML 1KB] [PDF 598KB] ( 28 )
机械工程学科
230 钟阳龙, 高亮, 王璞, 梁淑娟
温度荷载下CRTS II型轨道板与CA砂浆界面剪切破坏机理
CRTS II型板式轨道纵连解锁后在较大温度力作用下可能引发层间剪切破坏而导致纵向失稳。引入基于表面的内聚力模型模拟轨道板与CA砂浆层间黏结-脱黏-接触的复杂相互作用关系,建立II型板式轨道层间剪切破坏三维有限元分析模型,并结合既有的推板试验结果对模型合理性进行验证。细致分析温度力作用下轨道层间剪切破坏过程以及层间剪切强度、剪切刚度和断裂韧度等参数的影响规律。研究结果表明:初始较小温度下,轨道层间剪应力在被解锁处的板端最大,并逐渐向内衰减;升温4.2℃,板端剪应力率先达到界面剪切强度,界面裂纹开始萌生;升温10.5℃,端部剪应力衰减为0,层间离缝迅速扩展。过大剪切刚度和较小剪切强度会导致层间伤损过早萌生,提高界面断裂韧度和剪切强度可以有效地控制层间离缝的发生和提高轨道纵向稳定性。
2018 Vol. 35 (2): 230-238 [摘要] ( 41 ) [HTML 1KB] [PDF 1463KB] ( 18 )
其他工程学科
239 任娟娟, 徐家铎, 田根源., 赵华卫, 蒲建锦
客货共线无砟轨道轮轨力统计特征研究
客货共线无砟轨道,相较于客运专线,货车轴重的增加势必造成列车荷载的增大,而轨道结构直接承受列车荷载的作用,因而有必要对客货共线无砟轨道轮轨力荷载的统计特征做进一步研究。该文以客货共线CRTS I型板式无砟轨道为研究对象,选取遂渝线蔡家车站和渝怀线鱼嘴2号隧道两个测点,应用IMC动态数据采集系统测取过往客、货车垂向轮轨力。运用轮轨系统耦合动力学理论建立车辆-轨道垂向耦合动力学模型,计算不同车速和不同轨道不平顺激励下客、货车轮轨力,结合实测数据,分析客货共线无砟轨道轮轨力的统计特征,得出以下结论:客货共线无砟轨道轮轨力呈近似正态分布,95%以上客车轮轨力分布于45 kN~90 kN,95%以上货车轮轨力分布于100 kN~150 kN,与实测所得数据基本吻合;客货车轮轨力概率密度曲线随车速和不平顺幅值的增大而逐渐变得“矮胖”,轮轨力分布范围随车速增大和线路状况劣化而逐渐增大,且线路状况对轮轨力分布的影响远大于车速;以1.5倍静轮重和轮轨力最大峰值为控制指标,建议客货共线无砟轨道客车车速控制在180 km/h以下,货车车速控制在100 km/h以下。
2018 Vol. 35 (2): 239-248 [摘要] ( 32 ) [HTML 1KB] [PDF 1658KB] ( 33 )
249 刘燚, 杨澜, 谢长川
基于曲面涡格法的柔性飞机静气动弹性分析
该文采用曲面涡格法对柔性飞机进行曲面气动力建模,并进一步考察了可压缩情况下曲面涡格法载荷的计算精度,满足了柔性飞机曲面气动载荷计算的需求。在气动载荷计算的基础上结合结构几何非线性分析与插值计算,完成了柔性飞机几何非线性静气动弹性分析。分析结果表明,曲面涡格法在可压缩情况下载荷计算精度较好且气动力曲面建模优势明显,可用于工程复杂模型的曲面气动力计算。与传统线性静气动弹性计算相比,考虑结构几何非线性及气动力曲面效应的非线性静气动弹性分析更符合真实物理情景,载荷计算更为准确,结构变形结果更为可靠。
2018 Vol. 35 (2): 249-256 [摘要] ( 5 ) [HTML 1KB] [PDF 2542KB] ( 8 )
工程力学
在线办公

公告
更多>>  
期刊动态
更多>>  
会议动态
更多>>  
友情链接
   中国科技协会
   中国力学学会
   中国知网(CNKI)
   清华大学
   清华大学土木系
   万方数据库
更多>>  
Copyright © 《工程力学》 All Rights Reserved.
地址:北京清华大学新水利馆114室 邮政编码:100084
电话:(010)62788648 传真:(010)62788648 电子信箱:gclxbjb@tsinghua.edu.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发 技术支持:support@magtech.com.cn