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[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
房加志 焦群英 常崇义 刘金朝 王成国
运用响应面法 ,以碰撞吸收能量最大为目标 ,薄壁结构几何尺寸为设计变量 ,碰撞作用力为约束 ,对薄壁结构进行结构优化。利用有限元程序ANSYS/LS DYNA计算大变形的高度非线性碰撞问题。根据正交试验设计法安排每个试验点 ,最小二乘法拟合响应面 ,利用DOT程序得到该响应面的最优值。不断重复整个过程 ,直到获得薄壁结构的优化设计参数。研究结果表明响应面法应用于碰撞吸能的结构优化问题上是可行的 ,具有提高计算效率 ,节省计算机时间等优点。
关键词：
结构优化 碰撞 响应面法 有限元
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
剧锦三 周浩 姚俊淦
介绍了国外冷弯型钢在低层别墅中的应用。遵循冷弯薄壁型钢结构设计规范，对一别墅进行了空间结构分析和构件设计，同时研制出一套轻型钢结构设计软件作为该工作的基础。
关键词：
别墅 结构设计 轻型钢结构 冷弯薄壁型钢
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
赵海燕 吴骏巍 陆向明 简波 李宏伟
焊接变形会对焊接件的应用造成很大影响,进行结构件焊接变形的高精度和高效率预测具有重要的工程意义。该文针对大型薄壁圆筒件,应用局部-整体映射法对其环焊缝的焊接过程进行了有限元分析,得到了3种不同焊接顺序下的筒体变形结果。计算结果表明:相比于环缝一段焊和环缝两段焊,对环缝分成四段焊接情况下圆筒变形量最小,其数值相比于环缝一段焊减少约17%。将局部-整体法计算结果与热弹塑性法和实验方法所得结果进行了对比,三者吻合较好,但局部-整体法的计算用时仅为热弹塑性法的约1/6。
[期刊] 林业科学
[作者]
杨保铈 郭颖恺 庞康颖 陈迎建 朱一辛
【目的】利用杨木单板制备C型木质薄壁结构材,研究其轴压性能及屈曲变形模式,为新型木质结构材在建筑工程领域的应用提供理论基础。【方法】借鉴冷弯薄壁型钢的截面形式,探讨组坯结构、玻璃纤维布(GFC)、卷边和厚度等因子对C型木质薄壁结构材短柱轴压性能的影响。【结果】顺纹单板组坯结构、表层横纹芯层顺纹单板组坯结构和顺纹横纹交错单板组坯结构的平均极限载荷分别为12.5、14.6和12.97 kN。GFC-杨木单板复合C型木质薄壁结构材试件截面的有效性整体较大,在46.46%～50.21%之间;表层GFC芯层顺纹单板组坯结构与表层横纹芯层顺纹单板组坯结构试件相比,用GFC代替横纹弯曲单板,平均截面面积减少26.90%,质量减少5.17%,而极限载荷提高8.63%。外转角表面贴GFC芯层顺纹单板组坯结构与表层GFC芯层顺纹单板组坯结构相比,极限载荷降低34.17%,且局部屈曲半波发生在翼缘和腹板的中间位置。表层GFC芯层顺纹单板组坯结构、表层GFC芯层顺纹单板组坯卷边宽度25 mm结构和表层GFC芯层顺纹单板组坯卷边宽度50 mm结构,对应实际极限承载力分别为15.86、16.76和18.98 kN。表层GFC芯层顺纹单板组坯卷边宽度50 mm结构与表层GFC芯层加厚顺纹单板组坯卷边宽度50 mm结构相比,芯层杨木单板组坯厚度增加从而截面面积增大52.96%,平均每米质量增加33.33%,极限载荷提高90.31%。【结论】C型木质薄壁结构材相同层数组坯时,表层横纹芯层顺纹单板组坯结构较顺纹单板组坯结构和顺纹横纹交错单板组坯结构合理,轴向承载性能好;用GFC代替横纹弯曲单板,可增强C型木质薄壁结构材轴向承载性能,表现出塑性破坏模式;仅对C型木质薄壁结构材外转角处表层局部粘贴GFC,不能提高无卷边的C型木质薄壁结构材的轴向承载性能。卷边对C型木质薄壁结构材轴向承载性能有强化作用,在0～50 mm卷边宽度范围内,试件轴向承载性能随卷边尺寸增大而增大。C型木质薄壁结构材芯层顺纹单板总厚度增加,C型材试件轴向承载能力也随着提高。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
姚一娜 李聪 陶振翔 杨锐
为了探究液滴碰撞在固体表面的动力学特性,该文进行了不同初速度的液滴以不同角度撞击光滑不锈钢表面的实验,通过实验研究了液滴的碰撞角度和Weber数对碰撞过程中液滴的动力学特性,如液滴前后沿点位移、最大铺展直径、滑移距离等的影响。结果表明:液滴的最大无量纲铺展直径随Weber数的增大而增大,随斜面倾斜角度的增大而减小;但是,液滴最终静止在表面时与表面的接触直径几乎不受Weber数和碰撞角度的影响,而是取决于液滴在表面上的前进接触角和后退接触角;另外,液滴的前后沿点位移和滑移距离随碰撞角度和Weber数的增大都呈现上升趋势。
关键词：
液滴 碰撞 倾斜 动力学特性
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
张洁 刘成颖
由于薄壁工件刚度较低,在加工过程中极易出现较强的强迫振动,因此导致工件加工质量降低,并进一步限制了工艺参数的选择。为求解薄壁工件的强迫振动响应并对其加以抑制,该文针对圆角立铣刀,基于力学方法建立了铣削力模型,通过实验标定切削力系数;基于实验模态分析方法,对薄壁工件的动态特性进行分析,得到刀具-工件振动系统的传递函数和模态参数;基于直接时域求解方法得出了薄壁结构受切削力激励产生的强迫振动响应(forced vibration response,FVR),并以稳态响应最大振幅为判断依据描述工件的振动强度。最后通过仿真得出了刀尖半径对强迫振动响应具有抑制作用的结论。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
田仲初 钟伟 蒋田勇 谢海波
考虑平转桥必须计算半跨转动体系转体合龙前的重心位置这一实际情况,从平转桥的设计原理出发分析得出结构重心的计算方法——"弹性支撑法"。以贵州花江的开口薄壁箱平转施工拱桥为实例,运用该方法对转动体系的重心进行了建模计算与参数分析,并根据计算结果对该桥转动体系进行了配重调整重心,最后通过现场实测转动体系的重心基本调整到位,验证了此方法的可行性与应用价值,为同类型桥的顺利转体提供了参考。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
鲍永方 黄文彬
利用折板壳有限元方法研究了薄壁截面杆件受横向荷载作用时膜应力的大小和分布规律。认为对薄壁杆件端部力的近似等效原则为合力、合力矩、双力矩和横向双力矩都给定，则离杆端远处的应力就基本确定。
关键词：
等效力系 薄壁杆件 横向双力矩
[期刊] 建筑经济
[作者]
肖东 周志威 王杰 谭琪 冯茂园
基于超高性能混凝土（UHPC）材料设计了一种薄壁水沟，对UHPC薄壁水沟的结构和稳定性进行了验证分析，并对UHPC装配式薄壁水沟和传统装配式钢筋混凝土水沟的经济社会环境效益进行了对比。结果表明：UHPC薄壁水沟结构尺寸小，重量轻，但结构十分稳定，在2倍载荷放大系数下，变形受力均满足设计规范，在9.2kN/m2的现场均布荷载作用下，水沟侧壁仅下沉0.5mm，表明结构具有良好的受力性能；UHPC薄壁水沟相比传统普通钢筋混凝土水沟每延米的工程造价降低了24.6%，碳排放降低了62.9%，使用寿命提升3倍以上，具有极高的经济、社会和环境效益。
[期刊] 林业科学
[作者]
陈红 田根林 吴智慧 费本华
【目的】利用原子力显微镜（ＡＦＭ）研究竹材纤维细胞和薄壁细胞纤维素微纤丝聚集体的分布规律，为竹纤维及竹材的加工利用提供理论支持。【方法】通过对脱木素处理的竹材进行树脂包埋及钻石刀修块抛光，制备出可以在ＡＦＭ下进行表征的样品，利用ＡＦＭ的ＴＡｐｐｉｎｇ模式对竹材纤维细胞和薄壁细胞中纤维素微纤丝聚集体进行观察。【结果】通过ＡＦＭ对处理的样品进行定位扫描可以得到高度图和相图，一个维管束内不同位置纤维细胞的高度图和相图都显示出多层结构，且细胞壁层数及各壁层厚度因细胞在竹材中所处位置不同而改变；一个维管束内不同位置细胞壁的相图显示高亮度的物质分布密度不同，从细胞壁内侧到细胞壁外侧都呈不均匀分布，且各壁层．．．
关键词：
AFM 竹材 细胞壁 微纤丝聚集体
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
高瑞霞 剧锦三 蒋秀根 庄金钊
为避免采用阶段策略时模型简化可能导致的柱型薄壁结构中裂缝边缘有凸起变形时应力强度因子的计算误差 ,分析了采用该方法 ,柱型薄壁结构裂缝边缘有无凸起变形时二维与三维模型所得应力强度因子的特点和局部模型尺寸对应力强度因子的影响。结果表明 :1)裂缝边缘有无凸起变形时应力强度因子有很大差别 ,裂缝半长为 133 4mm时 ,三维模型裂缝边缘的径向凸起变形为 4 1mm ,应力强度因子为 4 4 99MPa·mm1/ 2 ,是无凸起变形时应力强度因子 (194 9MPa·mm1/ 2 )的 2 3倍。 2 )裂缝较短 (13 34mm)时 ,二维与三维模型得到的应力强度因子十分接近 ;裂缝越长 ,差...
[期刊] 建筑经济
[作者]
侯鸿杰 姚勇 褚云朋 朱榆萍 耿睿
冷弯薄壁型轻钢结构房屋以工业建筑化和绿色建造为宗旨,是一种节能环保的结构体系,由于造价高导致其市场推广存在一定难度。以四川某冷弯薄壁型轻钢结构房屋为例,考虑钢材的回收利用,通过工程量和费用构成与钢筋混凝土结构、砌体结构进行对比。研究显示除钢材费用,墙、柱面材料成本高是材料费偏高的重要因素,而墙、柱面工程中人工费则是缩短轻钢结构与传统结构差异的主要因素;现行的清单计价规范使轻钢结构机械费陡增,应予以修改。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
房加志 刘金朝 焦群英 王成国
应用动态大变形非线性有限元法对铁路客车整车的大变形正面碰撞过程进行了计算机模拟。在合理简化的基础上建立了整车有限元模型 ;运用PAM CRASH软件的并行算法 ,通过计算机模拟 ,预测了某铁路客车在正面碰撞过程中的变形位置和变形形式 ,得到了车体碰撞过程的位移、速度、作用力、以及能量与时间的关系曲线。模拟结果表明 ,碰撞时间为 0 15s,变形集中在车辆前部 1/ 10内 ,车辆主体几乎不变形。采用多个CPU进行并行计算 ,结果表明 ,对于客车的正面碰撞问题采用并行计算非常必要
关键词：
车辆碰撞 有限元 并行计算
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
付志一 焦群英
为研究单个薄壁植物细胞的力学行为,采用内充液体的球形薄膜为细胞力学模型,在考虑细胞壁渗透规律的基础上,推导了模型的控制方程。该模型中假设细胞内物质为不可压缩液体,细胞壁为不可压缩超弹性薄膜;本构关系选用Moony的应变能函数;胞内液体在膨胀压作用下可透过膜渗出,渗出关系假定为单位渗透面积上的体积流量与膨胀压成正比。计算了该模型在承受一对刚性平板压缩时力学响应与液体渗出的关系。对模拟结果分析表明:细胞刚度随变形的增大而非线性增加,同时随细胞内部液体的渗出而减小;在等位移条件下细胞因液体渗出而出现松弛现象。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
魏文礼 张泽伟 白朝伟 刘玉玲
【目的】推求双曲线型薄壁堰堰流的基本方程式，确定双曲线型薄壁堰的流量系数，为实际工程中流量的控制和测量提供参考。【方法】根据双曲线构建了双曲线型薄壁堰，通过能量方程式推导其流量的计算公式；数值模拟了４种不同堰顶水头的过流能力，根据模拟的流量数据利用最小二乘法拟合流量与堰顶水头的关系式，与理论推求的堰流基本公式相结合确定双曲线型薄壁堰的流量系数，辅以ＲＮＧｋ－ε湍流模型数值求解气液两相流时均方程；使用半隐式ＳＩＭＰＬＥ（ＳＥＭＩ－ＩＭＰＬＩｃＩｔ ＭＥｔｈｏｄ ｆｏＲ ＰＲＥＳＳｕＲＥ－ＬＩＮｋＥｄ ＥｑｕａｔＩｏＮＳ）算法求解速度与压力耦合方程组，并用Ｖｏｆ（ＶｏＬｕＭＥ ｏｆ ｆＬｕＩｄ）法．．．
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