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[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
刘佳桐 雷云 郦维 陈领 刘瑞越 王解军
【目的】为促进木结构在大型工程中的应用范围，本研究提出了一种以落叶松胶合木板作为上下翼板、焊接冷弯薄壁槽钢作为腹板并通过螺栓连接的木-钢组合箱梁。【方法】采用分级加载的方式分别对3根木-钢组合箱梁和1根木箱梁进行弯曲加载试验，观测组合箱梁和木箱梁在荷载作用下翼缘和腹板的应变变化、挠度的发展、破坏过程及形态变化，研究其抗弯极限承载力和抗弯刚度等力学性能，并基于ABAQUS建立了有限元模型对组合箱梁及胶合木箱梁进行数值模拟分析。【结果】组合箱梁的翼板与腹板组合性能较好，最终均为下翼缘木板受拉断裂的破坏模式，同时伴随着钢材局部屈曲和上翼缘木材的局部劈裂等破坏；木箱梁为腹板顺纹剪切破坏。相比胶合木箱梁，组合箱梁的抗弯极限承载能力平均提升了30.33%，但初始刚度平均降低了34.42%；根据翼板横向应变分布计算了木箱梁和木-钢组合箱梁上翼缘的剪力滞系数以及有效分布宽度。有限元模型与试验结果吻合良好，能有效预测木-钢组合箱梁及胶合木箱梁的弯曲性能。【结论】木-钢组合箱梁充分发挥了木材和钢材的力学性能，相比于纯木箱梁，抗弯承载力提升显著，说明木-钢组合箱梁是一种科学合理的组合形式，研究成果可为木-钢组合箱梁的后续研究提供一定的理论基础。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
刘瑞越 卢迎 陈领 杨钦南 吴珍珍 陆冬冬 王解军
【目的】为了解决胶合木工字梁弯曲加载时，因为腹板的胶合木抗剪强度较低，在没有充分发挥木材的抗拉和抗压能力时就发生胶合木工字梁腹板顺纹剪切破坏的问题。【方法】本研究设计了一个腹板是工字钢梁，上下木板采用螺栓连接的新型钢木组合工字梁，并与胶合木工字梁一起进行三分点弯曲加载对比试验，分别观察木-钢组合梁和胶合木梁的破坏模式、跨中挠度变化、截面高度和翼板的应变发展情况，研究2种结构梁的截面承载力。【结果】胶合木工字梁的破坏模式为脆性的顺纹剪切破坏；木-钢组合工字梁的破坏模式为钢腹板屈服且木材翼缘发生了顺纹剪切破坏；木-钢组合工字梁的极限荷载、初始刚度、强度储备分别比胶合木工字梁高出79.7%、3.2%、140.1%；达到极限荷载时木-钢组合工字梁顶板木材翼缘的最大纵向压应变约是胶合木工字梁的2.08倍，底板木材翼缘的纵向拉应变约是胶合木工字梁的2.75倍。【结论】木-钢组合工字梁是一种科学合理的组合形式，不仅有效地解决了胶合木工字梁在弯曲加载下因纵向抗剪强度较低而发生剪切破坏的问题，而且可为木-钢组合工字梁在大跨径的梁单元结构研究提供参考。采用Rammer公式计算得到的胶合木工字梁的抗剪强度与试验误差为4.49%。该研究成果也使得木-钢组合工字梁的木材拉压强度能很好地发挥。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张也 徐飞扬 杨鸿达 孟鑫淼 高颖
【目的】用钢材替代工字型木梁的腹板部分以解决纯木梁腹板易剪切破坏、抗弯刚度低的问题,有助于减小构件尺寸,增加其在大跨度建筑中的应用。【方法】在H型钢上下翼缘各覆一层木材并使用螺栓连接制备组合梁。对11根组合梁开展三点弯曲试验,研究螺栓间距、剪跨比对组合梁破坏模式、刚度和承载力的影响。通过4个推出试验研究钢木界面滑移对组合梁性能的影响。【结果】钢木组合梁的抗弯刚度比相同截面尺寸的矩形木梁提高了201%;H型钢在集中荷载作用下易发生上翼缘的局部屈曲,剪跨比为2时,试件出现脆性破坏特征,破坏始于上层木材,随着剪跨比增大,试件由脆性破坏转变为延性破坏,木材最先破坏位置由上层木材转变为下层木材;剪跨比增大时,组合梁抗弯刚度减小,延性系数增大,峰值荷载下降了15%以上;螺栓间距增大时,组合梁抗弯刚度增大,延性系数减小,峰值荷载上升了15%以上。考虑钢木界面滑移的屈服承载力和跨中挠度的计算公式具有较高的准确性,所得计算值与试验值误差基本在10%以内;由材性试验获取材性参数,在此基础上使用ABAQUS软件建立考虑钢木界面滑移的有限元模型,模拟结果较为准确,组合梁抗弯刚度和屈服荷载的模拟值与试验值误差基本在10%以内。【结论】钢材用作腹板部分可以显著提高梁的抗弯刚度,并防止腹板剪切破坏;考虑界面滑移后,组合梁抗弯性能的理论计算和有限元模拟结果均较为准确。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
郎健珂 陈强 王解军
为解决木材利用率低、成本高的问题,提出了一种以零碎短木粘结竹集成而成的竹-短木组合梁。通过3根木梁、3根直拼的竹-短木组合梁(SBT)和3根搭接的竹-实木组合梁(OBT)的三分点加载受弯对比试验,研究了其破坏形态、极限承载力和位移延性等。结果表明:竹-短木组合梁破坏类型为脆性破坏;竹-短木组合梁跨中截面沿高度应变仍基本符合平截面假定;OBT试件受弯承载力平均提高1.6%,力学性能媲美木梁;最后提出了受弯承载力计算简式,与试验结果较为吻合。竹-短木组合梁替代木梁,在小跨度木结构工程中具有应用价值。
[期刊] 林业科学
[作者]
何盛 林兰英 傅峰 曹平祥
采用ANSYS有限元分析软件,模拟分析3种嵌合度条件下樟子松结构用指接材的抗弯强度,实现对指接材抗弯强度的无损检测。当指榫嵌合度为0,0.1,0.3mm时,模拟分析得出的抗弯强度分别为78.0,72.0和45.0MPa。将模拟分析结果与试验测试结果进行对比可以发现,有限元模拟分析方法可以用于预测指接材的抗弯强度性能,但由于模拟过程中未考虑齿榫加工后干缩变形引起的指接嵌合度下降,因此导致模拟分析结果相对试验测试结果偏大20%左右。为减小模拟分析结果与试验测试结果间的误差,需要对模拟分析模型进行一定程度的修正。
关键词：
樟子松 指接材 抗弯强度 有限元法
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
方亮 袁峥嵘 余崇
为考察T形件连接的方钢管混凝土柱与钢梁的组合节点在低周往复荷载作用下的受力特点,在试验研究的基础上,采用有限元分析软件ABAQUS,对6个采用T形件连接的方钢管混凝土柱与钢梁试件的节点进行梁端单调加载的三维非线性有限元分析。选用4节点和8节点实体单元模拟节点域方钢管、H型钢梁、混凝土、T形件以及高强螺栓,针对节点域接触部位设置了96个普通接触对和32个粘结接触对,并均匀划分网格;采用设置2个分析步的方法对高强螺栓的预拉力影响加以考虑。有限元计算分析得到的节点域破坏形态、峰值抗弯承载力以及P–Δ曲线等结果与试验结果吻合程度较好。节点域应力分布规律分析表明,增大钢管壁厚或T形件翼缘厚度均能提高节点...
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
湛发益 周先雁 姚宏旭
以米勒-布雷斯劳原理为基础,运用小变形的叠加原理,将曲杆梁格机动分析与有限元静力分析相结合,建立了曲杆梁格内力影响面分析的机动分析有限元法,该方法把内力影响面分析归结为求解在一个等效结点荷载作用下的梁格位移场,并推导了计入横向剪切变形影响的十二自由度空间曲梁单元等效结点荷载计算公式.该方法概念简洁清晰,与静力法及直接求解位移的机动法相比,计算效率大为提高.算例表明了本文理论和所推导公式的正确性.
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
李新华 唐敏 曹伟魏
龙门起重机广泛应用于伐木场和木材转运站等场所的木材装卸作用中。而对于林用起重机的开发研究,采用原型试验分析受到时间、实验条件等诸多限制。运用相似理论和量纲分析法,采用模型分析研究,既降低了风险和成本,又提高了工作效率。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
陆国忠 焦群英
对钢管井架的稳定性能和承载力进行有限元分析。建立了以非线性梁单元为基础的钢管井架有限元计算模型,采用有限元分析软件对其稳定性能进行计算,分析几种主要工程加强措施对井架整体稳定性的作用效果。计算结果表明:井架整体稳定系数约为单杆稳定系数的65%;井架高度、立杆根数(间距)和拉墙杆间距对井架极限承载力的影响很大,工程中可通过增加拉墙杆数量,减小横杆间距等措施提高井架的稳定性和承载力,进而增加井架的工作高度。
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
廖飞宇
在确定了不锈钢与核心混凝土的材料本构模型、单元类型以及界面接触模型的基础上,根据构件的几何和材料非线性,建立了圆不锈钢管混凝土轴压构件的有限元模型.算例分析结果表明,有限元计算和试验结果总体上吻合良好.利用有限元模型,比较了不锈钢管混凝土和普通钢管混凝土轴压构件的荷载-变形关系曲线.
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
李永进 廖飞宇
采用有限元法建立了长期荷载作用下钢管混凝土偏压柱的分析模型,并通过试验验证;对考虑长期荷载影响的钢管混凝土偏压柱的荷载-变形全过程曲线以及钢管与核心混凝土之间相互作用等力学性能进行了分析,并与不考虑长期荷载影响的钢管混凝土柱力学性能进行了比较.结果表明:长期荷载作用下钢管混凝土偏压柱的承载力降低且对应的跨中挠度增大;同时延缓了钢管与核心混凝土之间的相互作用.
[期刊] 林业科学
[作者]
张杨 马岩
【目的】研究微米木纤维医用颈椎夹板的力学性能,模拟颈椎夹板受到外力时的力学数值,分析其是否可以满足人体使用强度要求。【内容】选择直径为16μm的红松木纤维制备试验试样,对木纤维板进行三点弯曲力学性能测试,并运用扫描电镜(SEM)对其微观结构进行表征。利用ABAQUS程序对微米木纤维颈锥夹板进行压缩和冲击性能的模拟,并对其模拟结果进行分析。【结果】微米木纤维颈锥夹板沿上颈长度对应曲面由内向外压缩,后片的承载能力略高于前片;沿侧曲面由外向内压缩的抗压能力高于沿上颈长度对应曲面由内向外压缩的抗压能力。通过选用不
关键词：
微米木纤维 颈托 有限元 力学性能
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
魏鲲鹏 戴兴建 邵宗义
飞轮存储动能正比于其转动惯量和角速度平方,使用碳纤维复合材料可有效提高转子线速度,而通过波纹管连接圆筒的多节式飞轮转子设计,不仅便于增大转动惯量,而且考虑到波纹管弯曲刚度对转子固有频率的影响,可实现在较低转速下过临界,增大工作转速范围。该文针对渐变铺层的碳纤维波纹管,通过轴向施力法测量其静态弯曲刚度,建立对应的有限元模型,计算不同载荷下线性和考虑几何非线性的弯曲刚度,并模拟不同下铺层的弯曲刚度。研究结果表明:波纹管弯曲刚度与载荷是非线性关系,载荷较大时测量值与理论值数量级一致,弯曲刚度随铺层数增多、轴向铺层比增加而增大,且受铺层次序影响。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
蒙博斌 马海鹏 田帅 王璋奇
分析和提高铁塔杆件的承载能力对于预防铁塔倒塌事故具有重要意义。鉴于此，该文结合铁塔结构有限元分析和虚拟仿真分析，研发了一套铁塔结构强度虚拟仿真试验系统。将输电铁塔简化成平面有限元模型，并采用Python编写了铁塔的有限元虚拟仿真分析程序，得到铁塔杆件在不同载荷下的内力变化规律，以及铁塔受压构件的承载能力；使用可视化方法直观展示铁塔的结构模型、杆件应力、杆件承载力以及杆件应力随载荷变化和分布状态，并模拟实际输电铁塔的加载过程。通过该仿真试验系统，技术人员可了解铁塔结构的受力情况，便于优化铁塔杆件材料和辅助材的布置方案，从而提高杆件的实际承载力，并完善铁塔结构的设计。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
吕宏靖 王瑞丽 邱立春 张旭东
针对研制的牛蒡收获机振动收获系统,为进一步优化该系统的作业性能,采用有限元模态分析与试验模态分析相结合的研究方法,获得该系统的前30阶的固有频率,以及各主要工作部件的典型振型。研究结果表明:系统的1~14阶模态(3.3~77Hz)主要表现为挖掘铲和振动连杆的弯振;15~20阶模态(79.47~125.37Hz)表现为扎草刀、支撑臂和振动连杆的弯曲振动;21~30阶模态(153.29~232.55Hz)表现为整机的末端振动,上述模态属性可为系统结构振动特性的描述及整机作业性能的优化提供依据。
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