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红外与激光工程 2018年第6期47卷 90-97页

作者：张绍军高云国薛向尧中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

新型光学检测靶标能够在内场模拟复杂运动轨迹的外场目标,得益于结构组件中直线运动系统,但直线运动系统以悬臂梁形式安装,跨距大、刚度低,不能够保证靶标的检测精度。为此,首先根据欧拉-伯努利梁理论,提出了在有限空间内对其进行结构... 详细信息

新型光学检测靶标能够在内场模拟复杂运动轨迹的外场目标,得益于结构组件中直线运动系统,但直线运动系统以悬臂梁形式安装,跨距大、刚度低,不能够保证靶标的检测精度。为此,首先根据欧拉-伯努利梁理论,提出了在有限空间内对其进行结构加强的解决方法;其次,结合线性模组结构动力特性,在其周围合理布置加强梁、加强板,并采用集成优化设计确定加强组件的最优尺寸;最后,对安装后的直线运动系统进行模态分析与测振实验。仿真分析与实验结果显示:直线运动系统加固后整体结构一阶、二阶固有频率分别为36、55 Hz,与仿真设计值32、54 Hz吻合的较好,与加固前一阶固有频率14 Hz相比较,提高了1.86倍。结果验证了加强组件设计的合理性与可靠性,加强后的直线运动系统结构性能满足新型光学检测靶标所要求的质量轻、刚度高、抗干扰能力强等要求。

关键词：光学检测靶标加强组件结构设计集成优化

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螺纹锚固单边螺栓端板连接梁柱加强节点力学性能研究

螺纹锚固单边螺栓端板连接梁柱加强节点力学性能研究

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作者：张伯勋山东大学

学位级别：硕士

螺纹锚固单边螺栓通过在柱壁上加工带螺纹的螺栓孔代替传统的螺母,对螺杆进行锚固。螺纹锚固单边螺栓采用普通高强螺栓,不需要研发特殊的安装工具,更加经济和方便,在钢结构闭口截面连接中应用前景广阔。目前,对螺纹锚固单边螺栓连接的... 详细信息

螺纹锚固单边螺栓通过在柱壁上加工带螺纹的螺栓孔代替传统的螺母,对螺杆进行锚固。螺纹锚固单边螺栓采用普通高强螺栓,不需要研发特殊的安装工具,更加经济和方便,在钢结构闭口截面连接中应用前景广阔。目前,对螺纹锚固单边螺栓连接的研究主要集中在子节点研究,对单边螺栓连接足尺节点的研究尚不充分。梁柱节点是钢结构框架体系的关键受力部位,其力学性能与整体结构的安全性和可靠性密切相关。深入研究螺纹锚固单边螺栓端板连接钢梁-钢管柱节点的力学性能和抗震性能对促进该类单边螺栓在工程实践中的应用具有重要意义。本文对螺纹锚固单边螺栓端板连接钢梁-钢管柱节点以及设置两种新型加强组件的节点开展了试验研究和理论分析。主要研究内容和结论如下:(1)对4个螺纹锚固单边螺栓端板连接钢梁-钢管柱节点和1个高强螺栓端板连接钢梁-钢管柱节点进行滞回加载试验;研究了柱内填充混凝土、螺栓孔周围焊接贴板以及节点核心区焊接大贴板加强措施对节点力学性能的改善规律;试验结果表明,设置了加强组件的单边螺栓连接节点力学性能优于高强螺栓连接节点,适用于实际工程;但这几种加强措施虽然施工方便,却容易使节点发生脆性破坏。(2)针对现有加强措施的缺陷,提出了两种兼顾施工简便和性能可靠的新型加强组件;并对6个设置了新型加强组件的螺纹锚固单边螺栓端板连接钢梁-钢管柱节点进行静力加载试验;研究了加强件类型、加强件侧壁/翼缘厚度、端板厚度对节点力学性能的影响;试验结果表明,相较于多边形钢管加强件,组合H型加强件可以更好地提升节点核心区整体性,改善节点的屈服承载力;通过合理的设计加强组件侧壁/翼缘厚度,该类加强节点均可以实现全强度连接,符合“强柱弱梁”的要求。(3)针对6个设置新型加强组件的螺纹锚固单边螺栓外伸端板连接钢梁-钢管柱节点进行滞回加载试验;研究了加强件类型、加强件侧壁/翼缘厚度、端板厚度对节点抗震性能的影响和往复荷载作用下螺纹孔内螺纹强度的变化规律。试验结果表明,该类节点有出色的转动能力和耗能能力,满足抗震规范设计要求;但在往复荷载作用下,柱壁的反复变形产生的塑性损伤累积会降低螺纹孔内螺纹强度,影响节点承载力;通过合理的设计加强组件侧壁/翼缘厚度,可同时避免柱壁变形和螺纹破坏。(4)基于试验结果和理论分析,推导了设置新型加强组件的螺纹锚固单边螺栓外伸端板连接钢梁-钢管柱节点屈服承载力的计算方法,试验结果和公式计算结果吻合良好;并结合相应的工程设计规范和规程,提出了新型加强梁柱节点的工程设计建议,以期为此类节点在实际工程实践中应用提供参考。

关键词：螺纹锚固单边螺栓梁柱节点加强组件屈服承载力

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