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复合材料帽型加筋板等效弯曲刚度

复合材料学报 2022年第12期39卷 6088-6095页

作者：吴菁胡明勇章向明杨少红王安稳海军工程大学基础部武汉430033

复合材料船体结构主要由纵向或横向加筋板架构成,复合材料加筋板设计可以近似处理成正交异性板,需要定量计算复合材料加筋板的等效刚度。利用卡氏定理推导了复合材料帽型加筋层合板的纵向和横向弯曲刚度,给出了等效层合板弯曲刚度的解... 详细信息

复合材料船体结构主要由纵向或横向加筋板架构成,复合材料加筋板设计可以近似处理成正交异性板,需要定量计算复合材料加筋板的等效刚度。利用卡氏定理推导了复合材料帽型加筋层合板的纵向和横向弯曲刚度,给出了等效层合板弯曲刚度的解析表达式。通过复合材料帽型加筋层合板纵向和横向三点弯曲试验实测梁的跨中挠度并与等效弯曲刚度对应的解析解比较;用ABAQUS有限元软件计算三点弯曲纵向和横向复合材料帽型加筋梁和四边简支复合材料帽型加筋板中心点的挠度并与等效弯曲刚度对应的解析解比较。结果表明:解析解与数值计算及试验结果对比,吻合较好,验证了等效弯曲刚度解析表达式的正确性,且具有较好的计算精度,可作为复合材料帽型加筋板设计的计算依据。

关键词：复合材料船体帽型加筋板等效弯曲刚度解析解弯曲试验

复合材料加筋板铺层优化设计的等效弯曲刚度法

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计算力学学报 2011年第1期28卷 158-162页

作者：乔巍姚卫星南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室.南京210016

借助于等效弯曲刚度法和遗传算法,建立了一种复合材料加筋板铺层顺序优化设计算法。等效弯曲刚度法基于层合板的弯曲刚度与其失稳载荷一一对应的关系,将任意铺层顺序的层合板等效成一个只有8层的对称铺层的辅助层合板,通过优化辅助层合... 详细信息

借助于等效弯曲刚度法和遗传算法,建立了一种复合材料加筋板铺层顺序优化设计算法。等效弯曲刚度法基于层合板的弯曲刚度与其失稳载荷一一对应的关系,将任意铺层顺序的层合板等效成一个只有8层的对称铺层的辅助层合板,通过优化辅助层合板,得到层合板的最优弯曲刚度参数,最后以获得的最优弯曲刚度参数为约束应用遗传算法进行铺层顺序优化,获得接近最优解的解答。算例表明,通过引入等效弯曲刚度法,实现了复合材料加筋板的铺层顺序优化设计,并且效果明显。

关键词：复合材料加筋板稳定性等效弯曲刚度铺层顺序优化遗传算法

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复杂多边形蜂窝结构等效弯曲刚度研究

机械强度 2017年第1期39卷 122-129页

作者：郭瑜超王立凯段世慧中国飞机强度研究所西安710065

研究了一种复杂多边形蜂窝结构的等效弯曲刚度。将蜂窝结构简化为正交异性薄板,首先计算薄板在均布弯矩载荷下的变形能,同时利用载荷平衡条件计算蜂窝各胞壁变形能之和,然后利用能量等效原理得到蜂窝结构等效弯曲刚度的解析表达式。蜂... 详细信息

研究了一种复杂多边形蜂窝结构的等效弯曲刚度。将蜂窝结构简化为正交异性薄板,首先计算薄板在均布弯矩载荷下的变形能,同时利用载荷平衡条件计算蜂窝各胞壁变形能之和,然后利用能量等效原理得到蜂窝结构等效弯曲刚度的解析表达式。蜂窝结构等效弯曲刚度随胞壁夹角及长度的变化非常明显,两正交方向的耦合弯曲刚度会随着胞壁夹角及长度的变化出现反转,等效弯曲刚度的绝对值会随着胞壁高度及厚度的增大而增大。最后利用有限元分析结果反推了蜂窝结构的等效弯曲刚度,验证了理论分析方法的正确性。

关键词：多边形蜂窝结构能量法等效弯曲刚度

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新型零泊松比类蜂窝结构等效弯曲刚度研究

兵器装备工程学报 2022年第10期43卷 172-178页

作者：廖学知王洪波李宝玉赵晓宁中国运载火箭技术研究院北京100076 中国航天科技集团有限公司北京100048

通过融合正弦波纹结构与蜂窝结构,构建了一种具有零泊松比效应的类蜂窝结构,当波纹幅值为0时,退化为手风琴式蜂窝结构。基于能量法建立了其等效弯曲刚度理论模型,分析了结构参数对弯曲性能的影响规律。结果表明:正弦波纹壁板结构具有典... 详细信息

通过融合正弦波纹结构与蜂窝结构,构建了一种具有零泊松比效应的类蜂窝结构,当波纹幅值为0时,退化为手风琴式蜂窝结构。基于能量法建立了其等效弯曲刚度理论模型,分析了结构参数对弯曲性能的影响规律。结果表明:正弦波纹壁板结构具有典型的正交异性特征,两正交方向弯曲刚度随蜂窝角的增大呈相反的变化规律,随着壁高及壁厚的增大而增大,在一定条件下对波纹幅值不敏感。最后结合有限元仿真,验证了理论分析方法的正确性。

关键词：零泊松比蜂窝结构波纹结构等效弯曲刚度

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盾构隧道等效弯曲刚度的简化计算

上海大学学报（自然科学版） 2015年第1期21卷 106-116页

作者：黄艳香张孟喜李磊上海大学土木工程系上海200072

在传统刚度有效率研究的基础上,采用弹性力学的变刚度梁计算方法进行了隧道位移和变形的计算,由此得到了简化的纵向刚度有效率计算表达式.实例分析表明:随着螺栓个数的增加和半径的增大,隧道纵向刚度有效率和纵向等效刚度均增大;但是随... 详细信息

在传统刚度有效率研究的基础上,采用弹性力学的变刚度梁计算方法进行了隧道位移和变形的计算,由此得到了简化的纵向刚度有效率计算表达式.实例分析表明:随着螺栓个数的增加和半径的增大,隧道纵向刚度有效率和纵向等效刚度均增大;但是随着螺栓个数的增加,纵向刚度有效率表现为同方向、近线性关系;同时随着螺栓半径的增大,纵向刚度有效率表现为同方向、近抛物线关系;而随着管片厚度和管片混凝土模量的增大,纵向刚度有效率降低.在此基础上考虑由管片刚度改变引起的应力集中,研究了埋深对刚度有效率的影响,结果表明,随着埋深的增加刚度有效率呈线性降低,即隧道纵向等效抗弯刚度减小.研究结果对盾构隧道设计具有一定的指导意义.

关键词：刚度有效率变刚度应力集中等效弯曲刚度

基于电热耦合的耐张塔悬挂点导线等效弯曲刚度分析研究

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基于电热耦合的耐张塔悬挂点导线等效弯曲刚度分析研究

作者：齐东河北建筑工程学院

学位级别：硕士

架空输电线路长期承受振动载荷,极易发生裂纹和断股,影响电网的安全运行。钢芯铝绞线是架空输电线路常用导线,线股结构复杂,因此,需要以“名义”上的弯曲刚度来表征其抗弯能力,即架空输电导线的等效弯曲刚度。当导线悬挂点和金具出口附... 详细信息

架空输电线路长期承受振动载荷,极易发生裂纹和断股,影响电网的安全运行。钢芯铝绞线是架空输电线路常用导线,线股结构复杂,因此,需要以“名义”上的弯曲刚度来表征其抗弯能力,即架空输电导线的等效弯曲刚度。当导线悬挂点和金具出口附近的等效弯曲刚度因疲劳发生变化时,将会放大该处的振动水平,进而影响导线的弧垂和空气间隙等。该文针对输电线路微风振动的发生特点,分析了耐张塔导线悬挂点附近的等效弯曲刚度,建立导线3D模型,采用大型稀疏求解矩阵作为计算方法,计算得到不同约束长度下导线的等效弯曲刚度,在此基础上,进一步分析了断股数和断股位移量对等效刚度的影响。计算结果表明:在弹性范围内,导线的等效弯曲刚度随约束长度增加而下降,随张力的增大而增大,随断股数的增加而下降,随断股位移量的增加呈先下降后增加的趋势。以常温下耐张塔悬挂点导线的等效弯曲刚度作为设计值,并以此为切入点,根据IEEE现行标准规范要求,设计导线等效弯曲刚度实验台,以LGJ-70/10为实验导线,通过实验测试,得到常温下该导线在耐张塔悬挂点的等效弯曲刚度。在ANSYS环境下进行电热耦合计算,得到-40℃～20℃温度范围内,耐张塔导线悬挂点的等效弯曲刚度随载流量变化规律,并与设计值做出比较,通过导线电热耦合仿真计算,计算不同载流量情况下,在-40～20℃范围内,每10℃为一个温度间隔,得到导线温度随其载流量的变化特性。通过设定不同载流量,通过对导线周围流场和温度场的仿真计算分析,进一步得到-40～20℃范围内,载流量-导线温度-等效弯曲刚度之间的量化关系。根据实验和仿真数据表明在常温环境下导线的等效弯曲刚度随约束长度增加而下降,随张力的增大而增大,随断股数的增加而下降,随断股位移量的增加呈先下降后增加的趋势。环境温度产生变化时,在其弹性范围内导线等效弯曲刚度随温度的增加而增加,导线温度随载流量的增加而增加,进一步说明导线等效弯曲刚度随载流量的增加而减小。

关键词：架空输电线路耐张塔电热耦合等效弯曲刚度载流量环境温度

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钢芯铝绞线等效弯曲刚度研究

钢芯铝绞线等效弯曲刚度研究

作者：杨光甫华北电力大学

学位级别：硕士

钢芯铝绞线的等效弯曲刚度与其自身的静力和动力特性息息相关,为研究钢芯铝绞线的等效弯曲刚度特性,本文分别采用弯曲实验的方法和基于有限元的简化仿真分析方法对典型的LGJ-300/25型钢芯铝绞线的等效弯曲刚度特性进行了研究。为对典型L... 详细信息

钢芯铝绞线的等效弯曲刚度与其自身的静力和动力特性息息相关,为研究钢芯铝绞线的等效弯曲刚度特性,本文分别采用弯曲实验的方法和基于有限元的简化仿真分析方法对典型的LGJ-300/25型钢芯铝绞线的等效弯曲刚度特性进行了研究。为对典型LGJ-300/25型钢芯铝绞线的等效弯曲刚度进行实验,根据力学模型设计并加工钢芯铝绞线等效弯曲刚度测量实验平台;利用梁单元BEAM188及弹簧单元COMBIN39,建立钢芯铝绞线等效弯曲刚度分析简化有限元模型;实验与数值仿真计算进行对比分析。对比分析表明:(1)垂向载荷较小时,股线间接触区域未发生滑移或滑移较弱,其等效弯曲钢度较大;垂向载荷增大,股线间接触区域进入滑移状态且发生滑移的区域增多,绞线结构整体性变弱,钢芯铝绞线等效弯曲刚度逐渐减小;垂向载荷较大时,股线间接触区域大部分都发生滑移,股线间离散性增强,钢芯铝绞线等效弯曲刚度减至最小并趋于定值(钢芯铝绞线跨距及轴向载荷固定)。(2)垂向载荷相同时,轴向载荷越大,股线间的接触挤压越严重,该位置发生滑移现象越不明显,钢芯铝绞线等效弯曲刚度越大(钢芯铝绞线跨距固定)。

关键词：钢芯铝绞线等效弯曲刚度实验研究数值仿真有限元模型

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手风琴式蜂窝材料等效弯曲和扭转刚度分析

机械科学与技术 2014年第10期33卷 1579-1584页

作者：高珂孙秦董文俊西北工业大学航空学院西安710072

手风琴式蜂窝材料因其零泊松比和大应变特性,日益受到航空界的关注。将手风琴蜂窝材料等效为均质正交各向异性薄板,提出了基于能量等效原理的手风琴蜂窝材料等效弯曲刚度和等效扭转刚度的理论分析方法,得到了等效刚度系数的解析表达式,... 详细信息

手风琴式蜂窝材料因其零泊松比和大应变特性,日益受到航空界的关注。将手风琴蜂窝材料等效为均质正交各向异性薄板,提出了基于能量等效原理的手风琴蜂窝材料等效弯曲刚度和等效扭转刚度的理论分析方法,得到了等效刚度系数的解析表达式,并分析了其对胞元结构参数的敏感性。建立了手风琴蜂窝板的参数化模型,并运用数值仿真反演技术,得到了手风琴蜂窝材料的等效刚度系数。通过对比等效刚度系数的理论解与反演解,表明了该理论分析方法的可行性和正确性。

关键词：手风琴蜂窝材料能量等效原理等效弯曲刚度等效扭转刚度

考虑收敛变形的通缝拼装盾构隧道纵向等效抗弯刚度计算分析

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隧道建设 2015年第2期35卷 108-114页

作者：李成强郭冰李明宇王志良中铁工程设计咨询集团有限公司交通分院河南郑州450000 河南东龙控股有限公司河南郑州450046 郑州大学土木工程学院河南郑州450001 昆明理工大学土木工程学院云南昆明650500

为了研究运营地铁通缝拼装盾构隧道长期沉降过程中衬砌结构横向变形对其纵向变形和受力的影响,基于上海轨道交通8号线西藏北路站—中兴路站运营盾构隧道现场试验监测数据,对等效连续化模型进行修正,考虑隧道收敛变形对结构纵向变形的影... 详细信息

为了研究运营地铁通缝拼装盾构隧道长期沉降过程中衬砌结构横向变形对其纵向变形和受力的影响,基于上海轨道交通8号线西藏北路站—中兴路站运营盾构隧道现场试验监测数据,对等效连续化模型进行修正,考虑隧道收敛变形对结构纵向变形的影响,并将该计算方法与现有计算方法进行对比分析。结果表明:1)弯曲状态下,环缝位置不考虑剪切作用时,随着隧道收敛变形的增加,拱底环缝张开量最大值、管片拉压应力和螺栓拉应力均略有减小。2)结构纵向变形曲率半径越小,隧道收敛变形对其影响越显著。3)在大曲率半径隧道结构纵向变形状态下,隧道收敛变形对结构纵向变形的影响可以忽略;不考虑轴向拉伸导致结构纵向变形条件下,结构弯曲导致的拱底环缝张开量较小。

关键词：盾构隧道收敛变形纵向变形等效弯曲刚度椭圆方程