检索结果-南通市图书馆

作者：王星军重庆大学

学位级别：硕士

钢板剪力墙(Steel Plate Shear Walls,以下简称SPSW)得益于其刚度大、延性好、耗能能力强的优良性能,作为一种适用于高烈度区高层及超高层建筑抗震的抗侧力及耗能构件,在高层建筑中的应用已有50多年的历史。如今,针对单片钢板剪力墙的... 详细信息

钢板剪力墙(Steel Plate Shear Walls,以下简称SPSW)得益于其刚度大、延性好、耗能能力强的优良性能,作为一种适用于高烈度区高层及超高层建筑抗震的抗侧力及耗能构件,在高层建筑中的应用已有50多年的历史。如今,针对单片钢板剪力墙的研究已经较为成熟,但是对联肢钢板剪力墙体系(Coupled SPSW System,以下简称C-SPSW体系)的研究仍需要继续深入。从传统的混凝土联肢剪力墙的研究中可以发现,耦连比是影响联肢剪力墙整体性能的关键因素。然而,耦连比会随墙肢与连梁的刚度变化而改变,在联肢剪力墙体系初步设计阶段难以确定,这会给实际的设计过程带来困难。因此,需要开发易于利用的替代设计参数。同时,从国内外的研究中可以发现,连梁跨高比可以影响联肢剪力墙体系在内力和变形响应及破坏模式方面的抗震性能,墙肢高宽比可以影响联肢剪力墙体系的耦连比范围,这两个几何参数是影响联肢剪力墙体系力学性能及地震响应的重要几何参数。并且,与耦连比相比,墙肢高宽比和连梁跨高比具有明确的几何意义,在早期抗震设计阶段可以很容易地确定。因此,在联肢剪力墙的结构设计中,墙肢高宽比和连梁跨高比可以作为耦连比的替代参数使用。但是目前C-SPSW体系的研究主要集中在耦连比对其结构性能的影响规律上,并未考虑到墙肢高宽比和连梁跨高比这两个几何参数的共同作用对C-SPSW体系性能的影响。因此,深入研究两个几何参数对C-SPSW体系在地震作用下各地震响应量的影响规律并综合分析各响应量的变化趋势完成优化设计是不可或缺的。本文以C-SPSW体系为研究对象,遵循中心复合设计的面心立方设计方案及基于能量平衡的塑性设计方案,以墙肢高宽比和连梁跨高比为几何参数变量建立有限元结构模型,分析不同几何参数对C-SPSW体系结构体系抗震性能的影响。以顶点位移角为变形控制指标,采用ABAQUS软件对有限元结构模型进行了静力推覆分析、非线性动力时程分析和基于增量动力分析方法(Incremental Dynamic Analysis,以下简称IDA)的地震易损性分析,对比研究了不同几何参数对抗震性能的影响规律。同时,基于以上分析结果,进一步完成了双因子二阶响应面分析,应用综合优化分析设计方案求得结构几何参数的优化值取值建议。本文主要的研究成果及结论如下:(1)基于C-SPSW体系的静力推覆分析结果,不同几何参数对C-SPSW体系的内力响应及变形响应有较为显著的影响。C-SPSW体系的极限承载力随着连梁跨高比的减小而增大,提高的相对比例最高可达10%,随着墙肢高宽比的增大而增大,提高的相对比例最高可达15%。在连梁跨高比不变的情况下,随着墙肢高宽比的增大,底层楼层的层间位移角显著减小,C-SPSW体系最大层间位移角出现的位置逐渐上移,最大层间位移角位于约1/5整体高度所在的楼层。(2)基于C-SPSW体系的非线性动力时程分析结果,在地震作用下,C-SPSW体系的基底剪力随连梁跨高比的减小而增大,随着墙肢高宽比的增大先增大后减小,其中墙肢高宽比对C-SPSW体系基底剪力的分布有更为显著的影响。C-SPSW体系的最大顶点位移角随连梁跨高比的降低而减少,随着墙肢高宽比的增长而增大。在墙肢高宽比不变的情况下,结构的有害层间位移角随着连梁跨高比的增大而增大,在连梁跨高比不变的情况下,结构的有害层间位移角随着墙肢高宽比的增加出现逐渐上移的趋势,沿结构高度上的分布更加均匀。(3)从结构IDA曲线簇的50%分位曲线可知,C-SPSW体系的IM指标(Sa(T,5%))与DM指标(θ)在逐级增加的地震作用下表现为近似线性的关系。从C-SPSW体系几何参数的变化对比来看,50%分位数曲线的变化规律性较高,在同一DM指标(θ)下,结构的IM指标(Sa(T,5%))随着墙肢高宽比的与连梁跨高比的增大而不断减小,其中墙肢高宽比对结构的IM指标的影响更为显著。(4)在正常使用、基本可使用、修复后可使用三个性能水平下,结构地震易损性中位值m随着结构的连梁跨高比或墙肢高宽比的减小逐渐增大,随着性能水平的提高,在生命安全与接近倒塌两个性能水平下,由于几何参数的变化而导致的结构地震易损性中位值m的差距开始逐渐减小,整体表现出与地震易损性曲线相同的变化趋势。(5)基于双因子二阶响应面分析的显著性分析可知,连梁跨高比对最大基底剪力、最大梁端弯矩的影响较为显著;墙肢高宽比对结构初始刚度、层间位移角、顶点位移角、最大基底弯矩和地震易损性中位值的影响较为显著;连梁跨高比和墙肢高宽比对极限承载力的影响相当。(6)C-SPSW体系几何参数优化设计的研究表明,随着墙肢高宽比的增加,连梁跨高比的优化值呈指数增长。针对本文设计的9层、12层、15层算例,当墙肢高宽比处于4～7.5之间时,连梁跨高比的优化值位于3.5～4.1之间,具体数值可由式

关键词：联肢钢板剪力墙墙肢高宽比连梁跨高比响应面分析法几何参数优化设计

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自制硬质合金刀具加工钛合金时的铣削性能研究

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制造技术与机床 2021年第2期 70-75,80页

作者：吴春亚王广洲李曦光齐彪陈妮陈明君哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001 南京航空航天大学机电学院江苏南京210016

利用有限元仿真手段,以切削力和切削温度作为评价标准,完成了钛合金加工用硬质合金四刃平头立铣刀几何参数的设计与优选,并基于优化后的参数自行制备得到了硬质合金刀具实体。通过开展自制立铣刀在Ti-6Al-4V材料表面的槽型铣削实验,系... 详细信息

利用有限元仿真手段,以切削力和切削温度作为评价标准,完成了钛合金加工用硬质合金四刃平头立铣刀几何参数的设计与优选,并基于优化后的参数自行制备得到了硬质合金刀具实体。通过开展自制立铣刀在Ti-6Al-4V材料表面的槽型铣削实验,系统研究了切削用量对加工表面质量,尤其是槽型边沿毛刺的影响趋势。根据自制与商用四刃平头立铣刀在相同切削条件下的加工效果及刀具磨损情况对比,证实了自制刀具在减小毛刺尺寸、降低加工表面粗糙度以及提高刀具使用寿命等方面的性能优于商用刀具。

关键词：平头立铣刀几何参数优化设计钛合金铣削性能表面毛刺

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