检索结果-内蒙古大学图书馆

工程力学 2025年第2期42卷 190-198页

作者：尹越韩磊旺徐丽森李福康天津大学建筑工程学院天津300072 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072

在单层网壳结构中,焊接球节点偏心受力,常规有限元分析无法准确确定其与延性断裂对应的极限承载力。该文采用孔洞扩张模型(VGM)对偏心受力焊接球节点的延性断裂进行研究,明确了偏心受压和偏心受拉焊接球节点的失效模式,准确确定了偏心... 详细信息

在单层网壳结构中,焊接球节点偏心受力,常规有限元分析无法准确确定其与延性断裂对应的极限承载力。该文采用孔洞扩张模型(VGM)对偏心受力焊接球节点的延性断裂进行研究,明确了偏心受压和偏心受拉焊接球节点的失效模式,准确确定了偏心受拉焊接球节点延性断裂的位置和极限承载力。针对孔洞扩张模型要求极小有限元网格、计算效率较低的问题,采用基于VGM的连续损伤模型(CDM),编制用户子程序,在有限元分析中删除满足断裂判据的单元,对偏心受拉焊接球节点延性断裂全过程进行了数值模拟,通过与孔洞扩张模型的对比,验证了基于VGM的连续损伤模型对焊接球节点延性断裂分析的适用性。基于VGM的连续损伤模型允许采用较大网格进行断裂后裂纹扩展的数值模拟,极大地降低了计算成本。

关键词：延性断裂焊接球节点偏心受力连续损伤模型孔洞扩张模型

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加肋对称层合板线性弯曲分析的移动最小二乘无网格法

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应用力学学报 2025年第2期42卷 425-433页

作者：韦冬炎陈卫杨健生彭林欣广西大学土木建筑工程学院南宁530004 广西大学广西防灾减灾与工程安全重点实验室南宁530004 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室南宁530004

基于一阶剪切变形理论,提出了一种求解矩形加肋对称层合板线性弯曲问题的移动最小二乘无网格法。加肋层合板可以视为层合板和肋条组合而成的复合结构。采用移动最小二乘法近似分别建立层合板和肋条的位移场,推导出层合板和肋条的刚度矩... 详细信息

基于一阶剪切变形理论,提出了一种求解矩形加肋对称层合板线性弯曲问题的移动最小二乘无网格法。加肋层合板可以视为层合板和肋条组合而成的复合结构。采用移动最小二乘法近似分别建立层合板和肋条的位移场,推导出层合板和肋条的刚度矩阵,再利用板与肋条间的位移协调条件,将肋条的刚度矩阵叠加到层合板的刚度矩阵中,得到整个复合结构的刚度矩阵。由于基于移动最小二乘近似的无网格法,不满足克罗内克条件,故采用完全转换法处理本质边界条件。文末算例分析了不同肋条数量,铺层方式,弹性模量比和宽厚比下的加肋层合板弯曲性能,并将本研究解与ABAQUS解进行对比,验证了本研究方法的有效性及准确性。

关键词：加肋对称层合板线性弯曲完全转换法移动最小二乘法

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基于双车接触点响应残差的桥梁模态参数识别方法研究

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工程力学 2025年第1期42卷 199-208页

作者：陈诚张静杜昌骏杨栋贺文宇合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009 广州大学工程抗震研究中心广州510006 工程抗震减震与结构安全教育部重点实验室广州510006

针对“车辆扫描法”在桥梁模态参数识别过程中存在对路面粗糙度和车辆速度过于敏感等问题,提出一种新的基于接触点响应的车辆扫描法识别桥梁模态参数(频率和振型)。在考虑相位差的前提下对两车的接触点响应作差,利用该残差识别结构各阶... 详细信息

针对“车辆扫描法”在桥梁模态参数识别过程中存在对路面粗糙度和车辆速度过于敏感等问题,提出一种新的基于接触点响应的车辆扫描法识别桥梁模态参数(频率和振型)。在考虑相位差的前提下对两车的接触点响应作差,利用该残差识别结构各阶模态频率以及对应的模态振型;给出了基于双车接触点响应残差进行桥梁模态参数识别的流程,通过数值算例验证了其可行性,并系统讨论了车辆速度、质量以及路面粗糙度等因素对识别结果的影响。数值结果表明:该文所提出的方法简单有效,能够在有效剔除路面粗糙度影响的前提下准确识别桥梁结构的模态参数。

关键词：桥梁工程模态参数识别接触点响应车-桥耦合振动路面粗糙度

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基于三轴不排水有效应力路径的结构性剑桥模型的修正研究

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岩土工程学报 2025年第1期47卷 115-124页

作者：加瑞李逸群雷华阳姜宇轩天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350

室内外试验和工程实践都表明天然沉积黏土具有一定的结构性,因此建立结构性本构模型对准确预测天然黏土的力学响应和解决实际岩土工程问题具有重要意义。首先,基于结构性黏土的三轴固结不排水试验的有效应力路径对结构性剑桥(SCC)模型... 详细信息

室内外试验和工程实践都表明天然沉积黏土具有一定的结构性,因此建立结构性本构模型对准确预测天然黏土的力学响应和解决实际岩土工程问题具有重要意义。首先,基于结构性黏土的三轴固结不排水试验的有效应力路径对结构性剑桥(SCC)模型进行了两点改进:(1)对附加孔隙比Δe的计算公式进行了修正,可以准确模拟结构性黏土超过临界状态线后的有效应力路径;(2)考虑了屈服面内的塑性即亚屈服特性,可以较好地模拟屈服面内的有效应力路径然后,利用修正结构性剑桥(MSCC)模型对结构性黏土的侧限压缩试验、三轴固结不排水和三轴固结排水试验进行了模拟计算,并与试验结果和SCC模型的计算结果进行了对比分析,结果表明MSCC模型可以更好地模拟结构性黏土的三轴不排水有效应力路径以及侧限压缩和三轴固结排水试验的应力应变曲线。最后,对MSCC模型中的参数β(屈服面内塑性变形参数)、p'_(yi)(初始结构屈服应力)、Δe_(i)(初始附加孔隙比)、b(结构破损速率)、γ(剪切引起结构破损的参数)和ω(反映结构性对塑性流动准则的影响)进行了参数敏感性分析,结果表明参数β影响结构性黏土屈服面内的有效应力路径,参数p'_(yi)影响峰值强度,参数Δe_(i)影响残余强度,参数b和γ影响峰值后的强度衰减速率,参数ω影响强度开始衰减时的偏应变大小。

关键词：结构性黏土结构性剑桥模型有效应力路径亚屈服附加孔隙比

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基于分子动力学模拟的氧化石墨烯改性沥青界面力学性能研究

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武汉科技大学学报 2025年

作者：黄立新苏广厦罗伟伦广西大学土木建筑工程学院广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室

本文采用分子动力学模拟方法，研究了氧化石墨烯改性沥青的界面力学性能。首先搭建氧化石墨烯沥青复合材料模型，然后通过界面的模拟拉拔实验，计算得到氧化石墨烯改性沥青的界面力学性能，探讨了温度、氧化率、石墨烯氧化类型及拉拔速... 详细信息

本文采用分子动力学模拟方法，研究了氧化石墨烯改性沥青的界面力学性能。首先搭建氧化石墨烯沥青复合材料模型，然后通过界面的模拟拉拔实验，计算得到氧化石墨烯改性沥青的界面力学性能，探讨了温度、氧化率、石墨烯氧化类型及拉拔速率对界面力学性能的影响。结果表明，当温度低于玻璃化转换温度时，界面应力最大值随温度升高而增大，当温度超过玻璃化转换温度后，界面应力最大值随温度升高而减小，温度对氧化石墨烯改性沥青界面力学性能具有较大影响。当氧化率从0逐步增加到10%时，界面应力最大值不断增大，对界面的黏结性能有促进作用。当氧化率从10%逐步增加到30%时，界面应力最大值不断减小，导致界面黏结性能下降。在氧化率不变的情况下，界面应力最大值随着羧基占比增加而减小，羟基和羧基两种含氧官能团的比例对界面黏结性能有较大影响。随着拉拔速率提高，界面应力最大值增加，拉拔速率对界面黏结性能也有影响。

关键词：分子动力学模拟氧化石墨烯沥青复合材料界面力学性能黏结性能

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LNG储罐混凝土超低温冻融损伤演化规律

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建筑材料学报 2025年第1期28卷 58-64页

作者：谢剑司家伟亢二聪孙雅丹天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350

为明确泄漏工况下液化天然气(LNG)储罐混凝土超低温冻融损伤演化规律,进行了C50混凝土的超低温冻融试验,并与快速冻融试验结果进行对比,通过相对动弹性模量来评估LNG储罐混凝土的冻融损伤累积.结果表明:快速冻融试验无法真实反映LNG储... 详细信息

为明确泄漏工况下液化天然气(LNG)储罐混凝土超低温冻融损伤演化规律,进行了C50混凝土的超低温冻融试验,并与快速冻融试验结果进行对比,通过相对动弹性模量来评估LNG储罐混凝土的冻融损伤累积.结果表明:快速冻融试验无法真实反映LNG储罐混凝土在超低温冻融条件下的损伤演化规律;基于Weibull分布理论,建立了实验室模拟冻融循环条件与储罐泄漏工况下混凝土冻融损伤的等效关联,为后续相关研究提供理论基础.

关键词：混凝土 LNG储罐超低温冻融损伤抗冻性

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钢框架在火灾和爆炸联合作用下的破坏倒塌机理

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中南大学学报(自然科学版) 2025年第2期56卷 622-636页

作者：田力王剑飞天津大学建筑工程学院天津300350 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学) 天津300350

为研究钢框架在火灾爆炸联合作用下的破坏倒塌机理,利用ANSYS/LSDYNA建立了5层2跨的钢框架有限元模型,采用隐式分析方法研究钢框架在火灾单独作用下的温度分布特征和结构响应,随后对综合考虑高温和高应变率效应的钢材本构模型进行有限... 详细信息

为研究钢框架在火灾爆炸联合作用下的破坏倒塌机理,利用ANSYS/LSDYNA建立了5层2跨的钢框架有限元模型,采用隐式分析方法研究钢框架在火灾单独作用下的温度分布特征和结构响应,随后对综合考虑高温和高应变率效应的钢材本构模型进行有限元验证,在得到可靠结果的基础上,采用显式分析方法对钢框架进行单独爆炸分析和火灾爆炸联合作用分析,得到其在不同火灾燃烧时间不同爆炸条件下的局部破坏特征以及整体响应情况。研究结果表明:在火灾作用下,钢材的弹性模量和屈服强度会发生退化,柱因承受的荷载超过高温下极限承载力而发生破坏,中柱因其承受的荷载最大而率先发生屈曲;发生爆炸时,火灾燃烧时间越长,构件温度越高,钢框架越易发生倒塌;在相同温度下,腹板作为迎爆面比翼缘作为迎爆面对结构的损伤更大;在单室火灾下,边中柱处发生爆炸钢框架抗倒塌能力最弱,中柱处爆炸框架抗倒塌能力最强,角柱处爆炸框架抗倒塌能力介于两者之间;在相邻双室火灾和四室火灾下中柱发生爆炸,火室上方混凝土板会因下部的梁发生剪切破坏而塌落;对角双室火灾下中柱处发生爆炸,钢框架因中柱和边中柱相继失效而倒塌。

关键词：火灾爆炸钢框架有限元分析连续倒塌

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加筋折叠壳静力弯曲的移动最小二乘无网格法

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计算力学学报 2025年第1期42卷 106-114页

作者：陈卫彭林欣南华大学土木工程学院衡阳421001 广西大学土木建筑工程学院南宁530004 广西大学广西防灾减灾与工程安全重点实验室工程防灾与结构安全教育部重点实验室南宁530004

可展结构体系中的折板结构凭借高刚度-重量比、易拼接成型等特点,已广泛应用于实际结构工程中。相比折板而言,折壳具有几何形状多变、外观优美等特点。此外,加筋板壳结构中的筋条可以采用基于欧拉-伯努利梁(EBT)和铁木辛柯梁(TBT)理论... 详细信息

可展结构体系中的折板结构凭借高刚度-重量比、易拼接成型等特点,已广泛应用于实际结构工程中。相比折板而言,折壳具有几何形状多变、外观优美等特点。此外,加筋板壳结构中的筋条可以采用基于欧拉-伯努利梁(EBT)和铁木辛柯梁(TBT)理论框架下的计算方法。然而,当筋条跨高比达到一定限度时,EBT和TBT则不再满足工程精度需求。本文通过将筋条视为基于3D连续壳理论的长条形板或曲板,提出一种求解加筋折叠壳静力弯曲问题的移动最小二乘无网格法。首先,基于3D连续壳理论,通过映射技术将随动坐标系上的二维无网格节点信息映射到三维壳体中,采用移动最小二乘近似对曲面几何及位移场拟合,根据最小势能原理,推导出壳静力弯曲的离散方程;其次,采用完全转换法对离散方程进行修正;将经过修正后各壳的刚度矩阵和载荷列阵转换到整体坐标系上;最后,通过子结构法叠加得到整个加筋折叠壳结构的离散方程。通过折板壳、加筋板、加筋壳四个数值算例,将本文计算结果与ABAQUS有限元解进行对比,验证了本文方法计算加筋折叠壳静力弯曲的收敛性及准确性。

关键词： 3D连续壳理论移动最小二乘近似加筋壳折壳静力弯曲

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双阻尼模型调谐质量阻尼器在随机激励下的减震性能研究

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工程力学 2025年第1期42卷 103-115页

作者：向越谭平贺辉陈倩敏广州大学土木工程学院广东广州510006 广州大学工程抗震减震与结构安全教育部重点实验室广东广州510006 湖南工学院土木与建筑工程学院湖南衡阳421002

该文提出黏滞阻尼与滞变阻尼共同作用的双阻尼模型调谐质量阻尼器(Dual Damping Tuned Mass Damper,DD-TMD),并对白噪声作用下DD-TMD进行减震优化研究。讨论了DD-TMD的构成、优势和应用范围,并总结了DD-TMD的力学机理。提出适用于DD-TMD... 详细信息

该文提出黏滞阻尼与滞变阻尼共同作用的双阻尼模型调谐质量阻尼器(Dual Damping Tuned Mass Damper,DD-TMD),并对白噪声作用下DD-TMD进行减震优化研究。讨论了DD-TMD的构成、优势和应用范围,并总结了DD-TMD的力学机理。提出适用于DD-TMD的H_(2)优化方法,并通过数值寻优得到了最优参数和基于稳定区域的DD-TMD参数优化方法。此外,通过DD-TMD的H_(2)优化方法进一步得到了DD-TMD的等效附加黏滞阻尼比,为工程设计奠定应用基础。以变摩擦摆式调谐质量阻尼器(Variable Friction Pendulum Tuned Mass Damper,VFP-TMD)为DD-TMD的实际应用算例,通过20条地震波检验所提出的优化方法对地震激励的减震性能影响。结果表明:H_(2)优化下的DD-TMD可以提供与常规黏滞阻尼TMD相当的控制效果。采用DD-TMD可以通过随机理论成功模拟与常摩擦阻尼等效的黏滞阻尼,并为带有初始摩擦的VFP-TMD提供有效可靠的优化设计方法。相较于前人所做的数值寻优方法,按照DD-TMD模型优化的VFP-TMD可以提供更加优异的减震控制效果且阻尼耗能能力提高了16.6%。

关键词：结构减震控制调谐质量阻尼器双阻尼模型 H2优化等效附加黏滞阻尼比

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单塔斜拉桥在船舶撞击下动力响应及防撞设计

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天津大学学报(自然科学与工程技术版) 2025年第4期58卷 343-356页

作者：田力张晗奇天津大学建筑工程学院天津300350 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学) 天津300350

首先,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立船-桥碰撞有限元模型,以附加质量模型考虑流体效应,利用落锤冲击试验验证了撞击作用下混凝土本构模型的有效性.其次,开展了不同撞击角度、不同船舶航速下船舶高速撞击斜拉桥桥塔数值模拟,分析了桥... 详细信息

首先,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立船-桥碰撞有限元模型,以附加质量模型考虑流体效应,利用落锤冲击试验验证了撞击作用下混凝土本构模型的有效性.其次,开展了不同撞击角度、不同船舶航速下船舶高速撞击斜拉桥桥塔数值模拟,分析了桥塔损伤、碰撞力、桥塔位移、桥面位移、索力变化等方面的差异,并将碰撞力与国内外规范公式进行对比分析.再次,研究了30.0节(1节=0.5144 m/s)船速下桥塔瞬时倒塌过程及桥塔受损后持续荷载作用下倒塌机理.最后,为桥塔设计一种以FRP和橡胶为主要材料的防撞装置,模拟分析其在降低桥塔动力响应方面的防撞效果.结果表明:当船舶以高速撞击斜拉桥桥塔时,船桥碰撞整体动力响应随撞击角度和船舶航速增大而增大;采用一些国内外规范中的碰撞力公式偏于不安全;船桥碰撞后斜拉索索力迅速增大,靠近桥塔处索力变化率最大;船速为30.0节时,桥塔在碰撞后发生桥塔肢腿错位断裂的倒塌;船速为25.0节时,塔柱已有较大损伤破口,桥塔在遭受船舶碰撞后向碰撞侧倾斜,在重力及桥面荷载的持续作用下桥塔侧向位移逐渐增大而发生桥塔倒塌;设计的防撞装置能有效避免桥塔损伤,能削减碰撞力峰值、塔顶侧向位移、桥面位移及桥塔能量,同时保护斜拉桥与船舶.

关键词：船-桥碰撞数值模拟附加质量动力响应防撞装置

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