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面芯脱粘缺陷对复合材料夹芯圆柱壳屈曲特性影响分析

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材料导报 2024年第5期38卷 46-51页

作者：陈悦黄静朱子旭李华东中国人民解放军海军勤务学院天津300450 中国人民解放军海军工程大学武汉430033

面芯脱粘是复合材料夹芯结构常见的损伤形式。本工作综合考虑面芯界面损伤演化、分层屈曲以及分层扩展的耦合作用,建立了深水静压载荷下复合材料夹芯圆柱壳极限承载能力预报方法。基于非线性极限载荷计算方法,通过预制初始缺陷,开展了... 详细信息

面芯脱粘是复合材料夹芯结构常见的损伤形式。本工作综合考虑面芯界面损伤演化、分层屈曲以及分层扩展的耦合作用,建立了深水静压载荷下复合材料夹芯圆柱壳极限承载能力预报方法。基于非线性极限载荷计算方法,通过预制初始缺陷,开展了含面芯脱粘缺陷复合材料夹芯圆柱壳屈曲特性分析,揭示了典型面芯脱粘缺陷对复合材料夹芯圆柱壳失效模式及极限承载的影响机理,得到不同面芯脱粘形式、脱粘尺寸、脱粘位置的影响规律。研究发现,随贯穿面芯脱粘长度增加,结构失效模式发生整体屈曲→混合屈曲→局部屈曲演化;外蒙皮/芯层面芯脱粘对含环向贯穿面芯脱粘复合材料夹芯圆柱壳极限承载敏感度更高,内蒙皮/芯层界面脱粘对含纵向贯穿面芯脱粘缺陷复合材料夹芯圆柱壳极限承载敏感度更高;对于多个局部圆形面芯脱粘,沿纵向分布越集中、沿环向分布越离散,结构极限承载损失率越高。研究成果对面芯脱粘缺陷复合材料夹芯圆柱壳的优化设计与可靠性评估具有很好的指导意义。

关键词：复合材料面芯脱粘圆柱壳屈曲极限承载

FRP/钢嵌入式T型接头工艺性能优化及失效机理研究

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复合材料科学与工程 2024年

作者：夏奕张二孟田珍陈国涛 92728部队海军工程大学舰船与海洋学院

在文献【1】给出的FRP/钢嵌入式T型连接方案基础上，设计两端面对称的内嵌式T型连接方案。在制备工艺上，提出了钢质槽体内密封芯材处不含U型卡槽（I型）、含U型卡槽（II型）以及U型卡槽与平铺层织物缝合（III型）三种工艺方案，并对上... 详细信息

在文献【1】给出的FRP/钢嵌入式T型连接方案基础上，设计两端面对称的内嵌式T型连接方案。在制备工艺上，提出了钢质槽体内密封芯材处不含U型卡槽（I型）、含U型卡槽（II型）以及U型卡槽与平铺层织物缝合（III型）三种工艺方案，并对上述三种工艺方案制作内嵌式T型连接接头，分别开展了拉伸、压缩弯曲承载特性试验研究，对比分析了三种接头分别在拉伸弯曲和压缩弯曲载荷作用下的初始损伤特性、损伤演变规律以及连接失效机理。研究结果表明：内嵌式T型连接方案有效降低了压缩弯曲载荷作用下钢质槽体两侧端面与层合板应力集中水平；无论是在拉伸弯曲还是压缩弯曲载荷作用下，III型接头初始损伤载荷均高于I型、II型，且在极限承载状态下，III型接头结构连接可靠性更高。

关键词：复合材料内嵌式T型接头制备工艺初始损伤特性损伤演变失效机理极限承载

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均布压力下T型连接极限承载特性试验研究

国防科技大学学报 2018年第2期40卷 161-167页

作者：刘令李华东梅志远周晓松中国人民解放军92942部队海军工程大学舰船工程系

针对复合材料舵翼骨架与蒙皮连接,设计了两种T型连接结构,并对其在波浪砰击载荷作用下的极限承载特性进行了试验研究。根据结构承载特点,提取典型局部试验缩比模型,给出了均布压力下T型连接试验载荷等效方法。试验比较了两种T型连接的... 详细信息

针对复合材料舵翼骨架与蒙皮连接,设计了两种T型连接结构,并对其在波浪砰击载荷作用下的极限承载特性进行了试验研究。根据结构承载特点,提取典型局部试验缩比模型,给出了均布压力下T型连接试验载荷等效方法。试验比较了两种T型连接的承载特性差异,研究了跨距对T型连接初始刚度、极限破坏载荷以及极限承载弯矩的影响规律。试验结果表明:构型A存在明显的初始破坏,但极限破坏载荷大于构型B;极限承载弯矩基本不随跨距改变,可作为不同跨距、不同构型T型连接优劣衡量标准。最后,基于试验结果、载荷等效与缩比原则,提出了T型连接承载特性评价方法。

关键词： T型连接极限承载载荷等效评价方法

基于三维有限差分法的小湾拱坝施工步模拟及极限承载分析

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岩石力学与工程学报 2013年第S2期32卷 3918-3927页

作者：甘海阔赖国伟李业盛武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072 北京矿冶研究总院北京100070 中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院贵州贵阳550081

为深入研究高拱坝的破坏机制及安全度,有必要对小湾拱坝这一典型工程的极限承载能力进行重点分析。基于FLAC3D显式有限差分算法,精确模拟小湾拱坝分步施工的全过程;在此基础上利用超载法和强度储备系数法,基于带拉破坏Drucker-Prager和M... 详细信息

为深入研究高拱坝的破坏机制及安全度,有必要对小湾拱坝这一典型工程的极限承载能力进行重点分析。基于FLAC3D显式有限差分算法,精确模拟小湾拱坝分步施工的全过程;在此基础上利用超载法和强度储备系数法,基于带拉破坏Drucker-Prager和Mohr-Coulomb两种准则,对比分析探讨高拱坝在极限承载过程中破坏机制及其渐进破坏模式;结合破坏区的具体形态,联合采用塑性区贯通、位移突变等方法,评价其整体安全度;分析两准则下高拱坝安全度存在显著差异的原因,指出在评价拱坝的极限承载力方面Mohr-Coulomb准则要优于Drucker-Prager准则;最后,还对材料参数剪胀角、抗拉强度进行了敏感性分析,从中得到一些有益的结论。

关键词：水利工程高拱坝分步施工破坏模式极限承载

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结构极限承载与微观金相特征的关系

北京工业大学学报 2010年第2期36卷 145-151页

作者：张亦良姜公锋孙亮李济民北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124 中国特种设备检测研究院北京100013

针对承压设备寿命评估和挖潜的重要工程意义,以压力容器典型材料16MnR为研究对象,采用宏观实验、不同变形阶段的微观及磁记忆跟踪检测、有限元数值模拟相结合的方法,从多角度评估结构塑性极限载荷.采用夏比冲击试样,测定0、5%、10%、15%... 详细信息

针对承压设备寿命评估和挖潜的重要工程意义,以压力容器典型材料16MnR为研究对象,采用宏观实验、不同变形阶段的微观及磁记忆跟踪检测、有限元数值模拟相结合的方法,从多角度评估结构塑性极限载荷.采用夏比冲击试样,测定0、5%、10%、15%、20%预应变状态下的时效冲击敏感性;对带双边孔缺陷试件进行拉伸试验,实时观察拉伸过程中缺陷处表面金相及磁记忆信号变化,应用有限元进行数值模拟.结果表明:该材料具有优良的延展性,在预应变15%的强化中期,KV2降低了23.1%;结构极限承载与微观金相特征有密切关系,当表面金相出现'沟壑'时,结构局部承受载荷接近材料的抗拉强度,与有限元模拟结果基本吻合;该材料在压力容器实际应用中,承载极限还有很大的挖掘潜力.

关键词： 16MnR 极限承载冲击微观金相有限元

含损伤缺陷的大型钢结构架极限承载预测方法研究

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计量学报 2007年第4期28卷 370-374页

作者：韩东颖周国强李子丰燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004 大庆石油学院秦皇岛分院井架检测国家计量认证重点实验室河北秦皇岛066004

为了能够准确预报出大型钢结构架的极限承载,提高大型承载钢结构架的安全性,提出基于双重非线性理论和测试应力为基准的大型钢结构架极限承载预测方法。推导出以测试应力为参考真实反映钢结构架损伤缺陷的修正模型,实现了对大型钢结构... 详细信息

为了能够准确预报出大型钢结构架的极限承载,提高大型承载钢结构架的安全性,提出基于双重非线性理论和测试应力为基准的大型钢结构架极限承载预测方法。推导出以测试应力为参考真实反映钢结构架损伤缺陷的修正模型,实现了对大型钢结构架极限承载的预测。以实验室大型钢结构架模型为例,进行了极限承载实验研究,模型压溃实验所得数据与理论预测值进行了对比,比较结果十分接近,验证了该方法的正确性。

关键词：计量学极限承载双重非线性大型钢结构架损伤缺陷

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桶形基础稳定性与地基极限承载特性分析

施工技术（中英文） 2022年第6期51卷 123-128页

作者：张旭中葡新能源技术中心(上海)有限公司上海200335 上海勘测设计研究院有限公司上海200335

海上风电大尺度宽浅式新型桶形基础具有特有的桶顶承载模式,在桶形基础内设置分舱板,整体具有更大承载性能。通过数值方法建立桶体、肋板连接件、分舱板等的实体与结构单元,以及桶-土接触单元,精细化构建桶形基础与地基土的真实三维复... 详细信息

海上风电大尺度宽浅式新型桶形基础具有特有的桶顶承载模式,在桶形基础内设置分舱板,整体具有更大承载性能。通过数值方法建立桶体、肋板连接件、分舱板等的实体与结构单元,以及桶-土接触单元,精细化构建桶形基础与地基土的真实三维复杂模型,模拟桶形基础在正常服役状态下,承受水平荷载、波浪力、竖向荷载、弯矩等复合加载模式下的非线性接触计算,分析了吸力桶的变形、承载特性与安全性。通过FLAC3D有限差分法计算复合加载模式下地基在水平荷载、竖向荷载和弯矩作用下的极限承载力,为海上风电场项目的基础结构选型,桶形基础设计、实施,以及安全评价提供参考。

关键词：基础桶形基础海上风电变形稳定性极限承载

地铁盾构隧道足尺整环结构极限承载能力试验研究

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结构工程师 2012年第6期28卷 134-139,180页

作者：鲁亮孙越峰柳献王秀志王维朋同济大学结构工程与防灾研究所上海200092 上海申通地铁集团有限公司技术中心上海201103

为研究地铁隧道衬砌在侧向荷载作用下的极限承载力和变形能力,上海申通地铁集团有限公司和同济大学近期完成了基于地铁隧道变形治理的衬砌整环极限承载能力试验研究。介绍了地铁衬砌结构整环试验的研究内容,包括加载装置、荷载设计、测... 详细信息

为研究地铁隧道衬砌在侧向荷载作用下的极限承载力和变形能力,上海申通地铁集团有限公司和同济大学近期完成了基于地铁隧道变形治理的衬砌整环极限承载能力试验研究。介绍了地铁衬砌结构整环试验的研究内容,包括加载装置、荷载设计、测试内容以及部分试验结果等。

关键词：地铁盾构隧道足尺试验衬砌结构极限承载加载装置

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压缩载荷下钢质Ⅰ型夹层梁极限承载能力分析

舰船科学技术 2021年第12期43卷 83-87页

作者：王海洋王云霆贺远松王福花张攀中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011 华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074

钢质Ⅰ型夹层结构作为一种潜在广泛应用于船舶工程的结构,其极限承载能力备受关注。本文研究压缩载荷下钢质Ⅰ型夹层梁的极限承载能力,设计并开展缩比模型试验,掌握了钢质Ⅰ型夹层梁结构的极限承载特性。同时,建立了分析压缩载荷下钢质... 详细信息

钢质Ⅰ型夹层结构作为一种潜在广泛应用于船舶工程的结构,其极限承载能力备受关注。本文研究压缩载荷下钢质Ⅰ型夹层梁的极限承载能力,设计并开展缩比模型试验,掌握了钢质Ⅰ型夹层梁结构的极限承载特性。同时,建立了分析压缩载荷下钢质Ⅰ型夹层梁极限承载能力的有限元模型,通过与试验数据对比,验证了数值预报结果的有效性。利用数值模型,探讨了钢质Ⅰ型夹层梁模型各部件厚度对其极限承载能力的影响规律。结果表明,改变下面板厚度对极限承载能力的影响最为敏感,芯层壁厚次之,而上面板厚度最为不敏感,相关研究结果对钢质Ⅰ型夹层结构的工程应用具有一定的指导意义。

关键词：钢质Ⅰ型夹层梁轴向压缩载荷极限承载试验有限元