压电热弹性材料四边简支层合板的精确解

预应力混凝土四边简支双向叠合板的设计方法

对预应力混凝土双向叠合板进行了抗弯刚度分析,基于弹性薄板原理,按照正交各向异性板推导四边简支单向预应力矩形板的相应计算公式,通过自编程序求解出双向叠合板在四边简支边界条件下的计算系数,并编制成与普通钢筋混凝土双向板相对应的表格,为其进一步推广应用奠定基础。通过与现浇四边简支双向板弹性计算系数的比较可知,在预应力双向叠合板的设计中,应将预制构件沿短跨方向布置才能更好地发挥其节省钢材的优势。

基于刚性板和小挠度理论,考虑混凝土的材料非线性,推导了热载作用下钢筋混凝土矩形薄板的平衡方程和稳定方程。给出了四边简支钢筋混凝土矩形薄板在横向变温和温度均匀变化时临界屈曲温度变化的封闭解,并对工程中常见的钢筋混凝土矩形薄板在温度均匀变化时的临界屈曲温度变化进行了计算,讨论了板的材料常数、长宽比和相对厚度对临界屈曲温度变化的影响,从而为工程结构中钢筋混凝土矩形薄板的临界屈曲温度变化的计算提供了理论计算依据。

分析设计粘弹性材料减振垫时常采用的动力平衡方程计算法、经验公式计算法,以及试验测试法的不同.结果表明,3种方法的kd-ω曲线比较接近,均适合粘弹性材料减振垫的设计计算,但动力平衡方程更接近于试验测试的情况,对于要求较高的关键部位的减振垫设计也更为合适.在实际应用中,可以根据具体要求来选取有限元计算的精确度,以使误差在所要求的范围之内.

采用ansys有限元软件对四边简支夹层玻璃受弯进行数值分析,并与受弯承载力试验结果比较,研究夹层玻璃的受力特点,进而得出准确的夹层玻璃的力学计算模型。在夹层玻璃承载力试验和大量数值模拟的基础上,与国内外玻璃幕墙规程进行比较,归纳总结出pvb胶片对夹层玻璃承载力的影响程度,对现行《玻璃幕墙工程技术规范》(jgj102—2003)中关于夹层玻璃在风荷载等短期荷载作用下的挠度公式进行修正并给出修正系数。

针对幕墙玻璃的结构特点,分别对四边简支的单片钢化玻璃面板、夹胶钢化玻璃面板和夹胶中空钢化玻璃面板进行了爆炸冲击荷载作用下的动力响应试验。试验研究了不同玻璃面板的破坏形式,以及不同爆炸冲击波的压力峰值和作用时间对玻璃面板破坏特征的影响。

从横观各向同性的压电、压磁和电磁耦合弹性介质材料的平衡方程、梯度方程和本构方程出发,导出了三维压电、压磁和电磁耦合弹性介质材料的弹性常数在二维情况下的表达式。同时,讨论了平面应力、平面应变和轴对称情况下材料常数的对应关系,进而分析了z轴极化的压电、压磁和电磁耦合弹性介质材料的弹性常数与工程常数之间的关系。分析结果表明压电、压磁和电磁耦合弹性介质材料的弹性常数和泊松比与弹性、压电、介电、压磁、电磁和磁通率等常数有关,这是由于该材料的机电耦合性导致其弹性常数和泊松比较单一材料的要复杂的多。

在对基于介电弹性材料的无阀微泵流量分析基础上,从增加流量的角度出发,分析了结构参数对流量的影响规律,并对微泵泵膜预拉伸率及封装材料对微泵流量的影响进行了实验研究。实验结果表明,采用参数优选后的无阀微泵结构可使微泵的流量大幅度增加,可达到500的流量。该类型无阀微泵在生物医学等微流体系统中的应用具有广泛的前景。

研究了微粒填充粘弹性材料在变形过程中的能量耗散。在高三轴度应力条件下,由于同时考虑了界面脱粘引起的损伤,故能量耗散主要可分为两部分1)由基体材料的粘性性质所引起的粘性耗散功;2)由界面全脱粘所引发的界面粘结能的耗散。结合微损伤演化的规律,在忽略惯性效应的前提下,导出了损伤耗散功的一般表达式。利用mori-tanaka平均应力场的概念,提出了一种方便地计算材料中的粘性耗散功的近似方法。在此基础上,计算了材料中的粘性耗散功和损伤耗散功,并讨论了加载速率、界面粘结能、基体材料的松弛时间、平均粒径和粒径分散度等对这两种耗散机制的影响。

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进行了2块四边简支钢筋混凝土双向板足尺试件在恒载-升温工况下的火灾试验。研究了双向板在受火过程中沿板厚混凝土的温度场分布规律、钢筋的温度变化、板平面内外的变形、板边转角随温度的改变情况。试验结果表明,在荷载和温度的耦合作用下,沿板厚存在非线性温度场,板平面外变形比常温下显著增加;四边简支钢筋混凝土双向板具有与常温下不同的破坏模式,裂缝主要出现在板顶的长边跨中、距短边支座1/4处以及角部;在火灾作用下板的荷载传递路径有明显改变。

根据frp筋混凝土双向板的弯曲破坏特征,引入frp筋名义屈服强度和frp筋有效截面面积的概念,对板中局部均布荷载作用下的frp筋混凝土双向板的受弯承载力进行了塑性极限分析,提出了frp筋混凝土双向板极限受弯承载力的理论计算公式.建议公式与试验结果符合较好,可为frp筋混凝土双向板的设计应用提供必要的理论分析依据.

用梁格法、拟板法、有限元法对四边简支双向钢-混凝土组合楼盖弹性阶段的变形及内力进行分析。通过与试验结果的对比可以看出,拟板法和有限元法计算简支双向组合楼盖比梁格法更经济且计算结果更全面。改变梁格数及板厚跨比进行算例分析可知,拟板法可用于分析常见结构布置的简支双向钢-混凝土组合楼盖。

考虑具有粘滞阻尼的winkler地基上四边自由受简谐激励的矩形板的偏微分方程组,找到了满足所有边界条件的近似挠度函数,利用galerkin方法把偏微分方程表示的非线性动力学方程转化为用常微分方程表示的非线性动力学方程。应用多尺度法求得了系统的主共振解,并对主共振解的静态分岔方程进行了奇异性分析。应用floquet理论和melnikov方法分析了系统的全局特性。

浅谈用TST弹性材料进行桥梁伸缩缝的维修加固

为了揭示开槽填充黏弹性材料对锯片振动特性的影响规律,分别对无槽及开槽填充材料两种锯片模型的阻尼以及动态响应特性进行比较研究.首先,基于模态应变能法计算锯片模态阻尼比,利用rayleigh阻尼表征模型结构阻尼,获得2种锯片模型的模态阻尼常数;然后,建立锯片有限元瞬态动力学分析模型,得出2种锯片模型的振动响应及衰减历程曲线,分析开槽填充材料对锯片振动的影响;最后,针对2种锯片进行试验模态分析,获得振动响应曲线,对比数值分析结果与试验数据曲线,两者吻合良好,证明了有限元数值分析的可靠性.结果表明:在相同的动力学条件下,开槽填充材料会显著降低锯片上质点的振动速度,缩短锯片振动的衰减历程.研究结果为开槽低噪声锯片的结构创新设计与开发提供了有效的理论依据.

进行了四边简支夹层玻璃的承载力试验,测得了不同温度、不同厚度胶片的夹层玻璃的荷载-位移曲线,得到了温度对夹层玻璃pvb胶片力学性能的影响所引起的夹层玻璃承载力的变化关系、不同厚度胶片的夹层玻璃承载力变化关系,并且分析了胶片蠕变所引起的夹层玻璃在长期荷载作用下的位移-时间关系。最后,在考虑各种不利因素的影响以及试验分析、数值模拟的基础上,对《玻璃幕墙工程技术规范》中关于夹层玻璃在风荷载等短期荷载作用下的挠度计算公式进行了修正,并给出了修正系数,为夹层玻璃的计算提供参考。

文章通过求解均质材料弹性层中增量位移表示的平衡微分方程,分别得出了均质弹性层和材料参数不同的双层结构弹性层表面失稳的解析解。结果表明:均质材料弹性层表面失稳的临界应变只与材料的泊松比有关;而与弹性模量无关;对于双层结构的弹性层,临界应变和临界波长与弹性层的表层与里层的厚度比和弹性模量比都相关,结果与相关文献结论吻合得很好。

除高弹性、柔性、冲击和机械强度外,还具有铁磁性的弹性体材料,在国民经济各部门获得了广泛的应用。在弹性体基材中加入无定形的或晶体结构的铁磁性填料,可以制得预定值的介电常数和导磁率以及不同机械损失值的弹性材料。这些特性由材料与各种频率的电磁振动和机械振动相互作用的程度来决定。但是,

现有的夹层结构理论都是将夹芯视为软夹芯,忽略了其面内应力分量和弯曲刚度。该理论不能满足近年来出现的硬夹芯夹层结构。对此,考虑了以上被忽略的因素,修正了reissner理论的软夹芯假设,提出了考虑夹芯面内应力分量和弯曲刚度的硬夹芯夹层板基本假设。根据最小势能原理得到了硬夹芯夹层板弯曲的基本方程和边界条件,给出了四边简支硬夹芯夹层板在横向载荷下弯曲的解析解。另外本文还研究了硬夹芯夹层板弯曲问题的有限元法,推导了四节点四边形等参单元的有限元列式,并用matlab编程求解了具体算例。

本文开展了以聚氨酯弹性体为夹芯,面板为钢板的夹层板的三点弯曲疲劳实验,研究了粘弹性夹芯对夹层板疲劳性能的影响。首先开展了钢板材料(65mn)的纯弯曲疲劳实验,获得钢板材料的弯曲s-n曲线,然后对聚氨酯弹性体夹层钢板开展了疲劳实验,研究了加载频率对夹层板载荷响应的影响,实验结果表明,夹层钢板在疲劳实验的过程中体现出明显的粘弹性特征,夹芯板结构的荷载响应与加载频率密切相关。同时,在面层钢板不发生屈服的情况下,在较大加载次数内不会产生疲劳破坏,说明聚氨酯弹性体存在具有良好的阻止裂纹扩展的功能,对面板的约束作用极大地提高了面板的疲劳极限。

受约束超弹性材料圆形垫块的非线性载荷—变形关系研究