空冷风机桥架疲劳寿命分析

基于现场实测风机桥架振动响应,采用风机调幅扰力模型进行结构动力响应分析.根据不同工况下疲劳危险点的名义应力时程,采用雨流计数法和各工况年运行频次调查结果编制疲劳载荷谱.通过Miner损伤累积准则和p-S-N关系对风机桥架进行疲劳损伤分析,给定疲劳破坏的损伤阈值,所得疲劳寿命满足设计使用年限的要求.采用Goodman、Gerber和Soderberg模型考虑平均应力影响时的疲劳寿命略有降低.     

黄土的动力损伤耗能机制和变形特性的研究

为探明动荷加载过程中黄土结构损伤的耗能机制及其对变形特性的影响规律,针对原状Q3黄土,开展了一系列固结比=1.5、含水量=15%、18%、21%、24%和围压=50、100、200、300 k Pa试验条件下等幅循环加载的动三轴试验。通过引入能量耗散比定义的损伤变量,研究了结构性土动力损伤的耗能机制,分析了结构性黄土动力损伤对动模量、阻尼比和动残余变形模量的影响变化规律。研究表明:初始结构性和应力状态相同的同一种结构性土的动力损伤的破坏耗能与动荷载无关;不同固结应力水平下,动模量和阻尼比随结构损伤累积呈现出不同的变化规律,但最终都会趋于土破坏状态的某一稳定值;动残余变形模量随结构损伤累积呈单调递减关系,低围压条件下的递减幅度逐渐趋缓,高围压条件下则全程较缓;动残余变形模量与损伤变量之间的变化关系可用二次函数拟合,拟合结果与实验结果具有很好的一致性。     

球管组合试件在超低周疲劳试验中的变形特征研究

为研究管球组合试件在超低周疲劳试验中的变形特征,设计了三向支撑可单轴往复加载的试验装置。采用不同加载制度对钢管φ60×3. 5进行超低周疲劳试验,得出了断口截面特征、中点的空间挠度和椭圆度、滞回曲线、断口环向壁厚分布规律。结果表明:中点处的椭圆度和空间挠度可以反映材料损伤过程,可通过这两指标为震后评定螺栓球网架杆件的工作状态提供参考;幅值改变会加速材料的损伤,同时当加载幅值恒定时材料的损伤也会随循环次数增加而缓慢积累;管球组合试件的滞回性能良好;断口截面形状、中点的空间挠度和椭圆度及断口环向壁厚变化也因加载制度不同而差异显著。     

钢筋混凝土柱低周疲劳性能的试验研究

结构的地震破坏可看作是超过屈服后的非弹性阶段的低周疲劳问题,而单根柱的破坏分析是整个框架失效分析的基础,本文通过八根１／２比例的钢筋混凝土柱在不同位移幅值下的等幅低周疲劳试验和六根非对称位移循环下低疫疲劳试验,探讨了在不同位移幅值下降筋混凝土柱累积损伤的发展规划以及低周疲劳寿命的表达式,给出了低周疲劳寿命不同位移水平下正负位移幅值比之间关系的表达式。希望以此为基础,建立更为合理的结构抗震破坏准则。     

基于界面疲劳理论的钢筋混凝土腐蚀疲劳破坏研究

腐蚀疲劳是钢筋混凝土结构破坏的主要因素之一.基于剪切筒模型及文中选用的实验加载方式,考虑界面摩擦系数的衰减,同时考虑力学因素-应力比R和加载频率f的影响,研究了钢筋与混凝土界面腐蚀疲劳裂纹扩展情况.通过对Paris公式的修正,借助能量耗散率给出腐蚀疲劳数学模型,得到了界面腐蚀疲劳脱粘速率,脱粘长度与循环荷载作用次数的关系.同时考虑混凝土损伤(如刚度衰减)的影响,分析了影响界面腐蚀疲劳(CF)裂纹扩展速率的因素,如应力比,加载频率.     

预制预应力混凝土拼装框架梁柱节点抗震性能研究

针对采用预应力钢筋进行干式连接的预制预应力混凝土拼装框架梁柱节点进行抗震性能研究。设计制作了一组节点试件,对其进行低周往复加载试验和数值分析,观测节点变形与破坏特征,得到试件梁端力-位移滞回曲线,分析节点承载力、耗能水平与变形能力。结果表明：通过接缝开合可在较小位移下控制构件的损伤程度,破坏模式以柱端牛腿压剪破坏为主;与现浇混凝土梁柱节点相比,该节点具有良好的变形能力和自复位特征,但是节点整体耗能能力较低;采用简化的基于多折线骨架曲线的本构模型可以对节点的力学性能进行简化等效模拟。     

三向隔震不锈钢丝金属橡胶力学性能试验研究

为开发金属橡胶三向隔震器,文中针对不同成型密度的不锈钢丝金属橡胶试件,分别在拟静力、动力荷载作用下进行压缩和剪切性能试验,测试试件成型密度、加载幅值、循环加载次数、动力加载频率等因素对金属橡胶材料压缩和剪切滞变性能的影响规律,分析研究各试件的力学性能和阻尼性能。研究结果表明,金属橡胶材料承受压缩和剪切变形时均具有良好的变形能力(压缩荷载下可回复变形达40%,剪切荷载下可回复变形达80%),其滞变耗能能力随着试件成型密度的增大而增大;加载频率和加载次数对金属橡胶压缩和剪切滞变性能几乎没有影响;压缩荷载下试件的割线模量大于剪切荷载下的割线模量,但压缩变形时的等效阻尼比小于剪切变形下的等效阻尼比。     

角钢高压输电塔疲劳寿命计算与分析

输电塔结构长期受到风、雨等环境荷载作用,常常发生高周疲劳破坏甚至倒塌,但到目前为止该方面的研究还很缺乏。本文以一500kV酒杯型输电塔结构为工程对象,模拟了风荷载时程;通过计算得出结构的危险杆件,利用雨流法统计出应力时程;并基于损伤容限理论和断裂力学理论,计算了输电塔的疲劳寿命。结果表明,结构构件的疲劳破坏对于输电塔整体寿命有重要影响,需要有针对性的防范与加固。     

输电塔风振疲劳可靠性分析

基于时域理论研究输电塔在风振作用下的疲劳可靠性问题。本文采用Davenport谱模拟脉动风速,通过分析计算杆件内力,得到风荷载时程数据。利用分析软件SAP2000建立结构的有限元模型,将时程荷载施加到结构有限元模型上,求得输电塔关键杆件应力时程响应。采用雨流法统计分析应力时程数据,得到应力循环幅值及其应力均值。基于疲劳理论的Basquin方程、Miner累积损伤准则以及Goodman修正方程,推导出处理疲劳问题的概率数学模型。结合平均风的分布概率以及计算结构疲劳寿命的方法,得到关键杆件在一定可靠度下的疲劳寿命。通过文章分析可知,随着可靠度数值的变化,结构的疲劳寿命相差极大。     

预应力混凝土空心方桩承台节点抗震性能试验研究

对预应力混凝土空心方桩-承台节点进行了6组足尺试件的拟静力试验,分别讨论轴压力、桩身配筋量、桩头嵌固深度和加载方向等4个因素对节点抗震性能的影响.研究表明:对于HKFZ400(210)桩型,在1 700 kN及以上的轴压作用下,主要的破坏模式为近节点区桩身压弯破坏,破坏性质均为小偏心破坏;轴向荷载使得预应力混凝土空心方桩承台节点极限抗弯承载力增强,却削弱其变形能力,在1 700 kN轴压作用下节点表现出了较好的变形能力;对角线加载方向是构件的静力弱方向,其极限承载力略低于正截面加载,但却有更大的变形能力;在50 mm嵌固深度条件下,节点区没有发生锚固失效,反而表现出了更大的变形能力,但在破坏状态下的等效粘滞阻尼系数有所降低.     

近场地震下弯曲剪切破坏方柱抗震性能试验与数值模拟

设计完成4根大比例方形截面柱试验,试件改变体积配箍率,并以不同的加载制度模拟近场地震与普通地震对结构柱抗震性能的影响。试件在试验中发生弯曲破坏与弯曲剪切破坏,模拟与计算构件的临近倒塌极限状态与有限损伤极限状态的设计限值,并与试验进行比较。试验与计算结果表明:加载制度的变化对构件的抗震性能有一定的影响;构件水平加载发生破坏后,仍能维持试验竖向荷载;满足我国设计规范的结构柱仍会发生弯曲剪切破坏,这种破坏形式导致濒临倒塌极限状态与有限损伤极限状态的设计值不保守;根据能量平衡原理计算的有限损伤极限状态的限值与弯曲剪切破坏构件的试验极限变形较为吻合。     

应用数字散斑相关方法实验研究雁列断层变形破坏过程

以数字散斑相关方法（DSCM）为观测手段,对雁列断层结构的破坏过程进行了实验研究,观测和分析了变形破坏过程中模型表面的变形场演化过程.断层结构由一块含两条平行割缝的大理岩平板模拟,模型试件在双轴试验机上加载;DSCM观测系统在加载过程中记录试件表面的散斑图像,然后分析得到模型表面待测区域各记录时刻的位移场及应变场.全场连续的变形数据清晰地反映了雁列断层结构的变形破坏过程的各种细节.实验结果显示,变形最初集中在断层带周围,然后迁移到雁列区,最后雁列区贯通,结构发生滑动导致整个结构发生失稳破坏.对变形破坏过程中的变形场进行统计分析发现,一种描述变形局部化特征的统计指标—Cv值,可以作为一个雁列断层破坏的前兆指标.     

强约束大尺寸钢筋混凝土柱轴心受压试验研究

为研究箍筋强约束钢筋混凝土柱的轴心受压性能,完成了7根配箍特征值0.22-0.47、截面尺寸600mm×600mm的大尺寸钢筋混凝土柱试件的轴心受压试验研究。结果表明,试件的破坏形态均是纵筋受压屈曲,中部箍筋外凸,部分箍筋拉断,混凝土保护层剥落;除个别试件外,大部分试件核心区混凝土未压碎;强约束能有效提高钢筋混凝土柱的轴心受压承载力和竖向变形能力;达到峰值竖向应力时,纵向钢筋受压屈服,提供竖向承载力,箍筋受拉屈服,对核心混凝土起到约束作用。以小尺寸试件试验建立的约束混凝土应力-应变关系,可以较好地预测本文试件峰值前的应力-应变关系和峰值应力,但有可能高估混凝土的峰值应变及峰值后的变形能力。     

软钢耗能器可靠度的分析方法

本文以低周疲劳破坏作为软钢耗能器的破坏模式,建立了弹塑性滞回变形幅值和滞回循环次数的概率分析方法。在此基础上,按照线性累积损伤准则,提出了大震作用下软钢耗能器可靠度的分析方法。最后,通过算例分析证明了上述方法的可行性。     

循环加载下岩石破裂过程中声发射b值变化特征及意义

1 研究背景 声发射是指岩石在受力过程中发生变形和破裂,其应变能释放所监测到的一种物理现象,而b值是表征地震震级—频度关系的参数,研究人员发现,b值具有非线性特征,且与岩石破裂过程密切相关.因此,利用岩石试件变形破坏过程中产生的声发射事件模拟地震,进而研究不同加载条件下岩石变形破坏过程中的声发射b值变化特征,可用于监测岩石受力破坏过程中内部预存微裂隙的活动状态,有助于揭示岩石损伤机理及岩石的破坏程度,也可作为岩石失稳预警参数,捕捉地震发生的前兆信息.     

岩石破裂扩展过程中的声发射b值动态特征及意义

利用多道声发射（ＡＥ）采集系统记录了不同构造的岩石试件变形破坏过程中的ＡＥ全波形，由扫描算法求得试件变形全过程的ＡＥｂ值动态曲线；根据变化幅度和演化方式，将ＡＥｂ值曲线分为山脊线状和台阶状两类；经与应力－应变时程曲线及试件破裂特征对比，发现山脊线状和台阶状ＡＥｂ值曲线分别对应于较均匀岩石试件的渐进式稳态破裂扩展和含扁平状非均匀构造岩石试件的突发式失稳破裂扩展，后者的破裂状态及其转变可用破裂相和相变来描述     

循环荷载作用下硫酸盐渍土路基动力特性试验研究

以朔黄重载铁路某区段硫酸盐渍土路基为研究对象,基于GCTS空心圆柱扭剪仪,模拟重载列车运营时正向和水平向循环应力耦合的荷载条件,研究硫酸盐渍土路基在往复荷载作用下的动力特性。试验结果表明,循环围压限制了路基土体变形,使盐渍土累积应变发展速率减小,回弹模量增大;同时路基土体累积应变和回弹特性受循环偏应力影响,随循环偏应力幅值的增大,累积应变增大,回弹模量减小,在较大偏应力幅值下,回弹模量在加载早期下降明显,土体结构破坏较大,实际工程中应增加路基的侧向约束,以提高路基土体的稳定,限制盐渍土路基沉降,同时应严格控制重载列车的载重;试验存在临界加载间歇,累积应变的发展规律在间歇前后差异较大,并随加载间歇的延长而降低,基于此,在实际应用中,应根据重载列车型号的不同,适当控制车速。对试验结果进行拟合,得到了累积应变随循环振次的发展模型,为预测和防治硫酸盐渍土路基沉降提供理论依据。     

钢筋混凝土梁板柱空间节点抗震性能试验研究

通过对一个钢筋混凝土框架中柱空间梁柱节点和一个带现浇楼板空间节点在平面内施加低周反复荷载以及对一个带板空间节点在斜向施加低周反复荷载,深入研究了空间节点在平面内加载和斜向加载下的破坏形态,滞回性能等抗震性能。试验结果表明:在正向弯矩作用下,带板试件梁端承载力略有提高,延性发展直至纵筋拉断;在负向弯矩作用下,带板试件由于板筋参与工作承载力提高2倍以上,变形能力受受压区混凝土破坏控制,与无板试件相当;带板试件在斜向荷载作用下由于相邻梁上作用弯矩相反,减少了板筋参与工作范围,承载力略低。     

RC框架节点开角缝抗震性能拟静力试验研究

为了研究RC框架节点设置角缝后的抗震性能,对2个不同试件进行了试验研究,将2个试件在循环反复荷载下的响应进行了对比。根据试验分析了2个试件在地震作用下的破坏特征、滞回特性、骨架曲线、延性及刚度退化曲线等指标。结果表明:随着加载位移的不断增加,开角缝试件梁中应力要高于柱中应力,而普通试件却相反;开角缝试件滞回曲线的形状比较饱满,塑形变形能力比较强,可吸收较多的地震能量,而普通试件滞回曲线的形状不饱满,呈现反S形,具有"捏拢"效应且受到了滑移影响,延性和耗能能力均较差;开角缝试件的受压、受拉延性系数与普通试件相比分别提高了25.90%与22.77%;2个试件刚度都有退化但普通试件刚度退化更为明显。     

冲击荷载作用下混凝土破坏强度的确定及CT验证

从细观结构出发,把混凝土看作由骨料、界面和砂浆组成的非均质复合材料,建立随机骨料模型,应用损伤塑性本构,对试件进行了冲击荷载作用下的数值模拟,通过施加不同的加载方式,研究材料的损伤破坏过程,最终以位移加载得出荷载-位移曲线的峰值强度作为细观混凝土试样的破坏强度.通过对混凝土进行冲击荷载作用下的实时CT扫描,得出试件的荷载位移曲线及各个应力阶段的CT图像,发现数值模拟所得混凝土强度及破坏过程与CT观测到的结果有较好的相似性.结果表明,利用该方法研究混凝土在冲击荷载作用下的损伤破坏过程是合适的,以荷载-位移曲线的峰值点作为混凝土破坏强度点是合理的.