基于传力路径的接骨板结构拓扑优化设计 被引量：1

1

作者 蔡俊 丁晓红 +2 位作者 段朋云 熊敏 张横 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期442-449,共8页

目的 提出一种相对于传统拓扑优化方法能有效降低应力集中,并进一步提高断骨愈合效果的接骨板拓扑优化设计方法。方法 依据接骨板在断骨-接骨板系统中的载荷约束条件,采用改进的基于传力路径的拓扑优化方法对接骨板结构进行优化设计。... 目的 提出一种相对于传统拓扑优化方法能有效降低应力集中,并进一步提高断骨愈合效果的接骨板拓扑优化设计方法。方法 依据接骨板在断骨-接骨板系统中的载荷约束条件,采用改进的基于传力路径的拓扑优化方法对接骨板结构进行优化设计。随后采用基于偏应变的骨再生模拟模型,对胫骨骨干横向骨折情况进行骨再生模拟,依据骨再生过程数据对优化接骨板的受力状态、固定稳定性及愈合性能进行评估。结果 使用基于传力路径优化方法的优化接骨板在体积分数f=0.55、0.65时,接骨板最大应力分别为55.68、42.23 MPa,相较于传统拓扑优化方法优化接骨板分别降低32.96%、29.95%;骨愈合过程后骨痂平均弹性模量分别为1 439.47、1 355.71 MPa,相较于传统接骨板分别提升145.86%、131.06%。结论 提出的改进基于传力路径的拓扑优化方法,可以用于接骨板结构优化设计,优化后接骨板相比传统拓扑优化方法优化接骨板受力更加均匀,使用安全性更高,骨愈合性能相较传统接骨板有明显提升。研究结果为骨折内固定植入物的优化设计提供了一种新思路和方法。 展开更多

关键词 传力路径 接骨板 拓扑优化 结构设计

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基于传力路径下结构优化设计研究 被引量：9

2

作者 邓扬晨 邱克鹏 +1 位作者 张卫红 章怡宁 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2003年第4期622-626,共5页

为了探讨符合工程结构设计人员思维习惯的和便于理解与接受的优化设计方法 ,作者借鉴工程师的设计经验与直觉判断 ,在合理构件力学模型的基础上 ,通过一次 SAMCEF有限元分析获得结构的内力流 ,即传力路线 ,并由此确定结构布局的形式 ;利... 为了探讨符合工程结构设计人员思维习惯的和便于理解与接受的优化设计方法 ,作者借鉴工程师的设计经验与直觉判断 ,在合理构件力学模型的基础上 ,通过一次 SAMCEF有限元分析获得结构的内力流 ,即传力路线 ,并由此确定结构布局的形式 ;利用 MATL AB优化工具箱进行形状与尺寸优化 ,形成一种易于工程人员使用的新方法。从表 1、表 3、表 4和表 5 ,以及表 2、表 6和表 7的数据对比分析可知 :计算结果稳定可靠。本文方法具有思路清晰、力学概念明确、算法简单有效 。 展开更多

关键词 传力路径 结构布局 几何优化 尺寸优化 SAMCEF MATLAB

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基于渐进空间拓扑优化技术的白车身传力路径规划方法 被引量：11

3

作者 王国春 段利斌 +1 位作者 陈自凯 陈佶思 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第20期2827-2834,共8页

结合等效静态载荷的思想,提出了一种基于渐进空间拓扑优化技术的白车身传力路径规划方法,该方法引入专家系统,同时以车身造型和总布置参数为输入条件,从而使得到的拓扑优化结果尽可能满足工程实际要求。以某MPV的白车身传力路径规划为... 结合等效静态载荷的思想,提出了一种基于渐进空间拓扑优化技术的白车身传力路径规划方法,该方法引入专家系统,同时以车身造型和总布置参数为输入条件,从而使得到的拓扑优化结果尽可能满足工程实际要求。以某MPV的白车身传力路径规划为研究对象,对其进行考虑多种碰撞工况、顶压、多种刚度工况等的多学科拓扑优化方法研究,结果表明,基于渐进空间拓扑优化技术生成的车身拓扑优化结果能很好地满足工程设计要求,具有较高的工程实用价值。 展开更多

关键词 渐进空间 拓扑优化 车身碰撞 传力路径

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超静定捆绑火箭传力路径的组合优化策略 被引量：5

4

作者 梅勇 雷勇军 +1 位作者 冯韶伟 唐霄汉 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期909-916,共8页

为了获得新一代大推力捆绑火箭捆绑方案的最优设计参数,针对超静定捆绑传力路径进行分析与优化设计。基于PATRAN的二次开发语言PCL对超静定捆绑火箭进行了参数化建模和仿真分析,并运用拉丁超立方试验方法对传力路径设计参数进行灵敏度... 为了获得新一代大推力捆绑火箭捆绑方案的最优设计参数,针对超静定捆绑传力路径进行分析与优化设计。基于PATRAN的二次开发语言PCL对超静定捆绑火箭进行了参数化建模和仿真分析,并运用拉丁超立方试验方法对传力路径设计参数进行灵敏度分析。在此基础上提出了一种多目标粒子群和序列二次规划算法的组合优化策略,确定了捆绑联接方案设计参数,实现了对捆绑联接装置和助推器结构载荷的高效优化。计算结果表明:组合优化策略能够将主捆绑联接结构的受力减少了30%左右,明显优于单独使用一种全局优化算法或局部优化算法的优化结果。本文研究成果将为新型捆绑火箭捆绑方案优化设计提供参考。 展开更多

关键词 捆绑火箭 捆绑联接装置 传力路径 灵敏度 组合优化策略

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基于传力路径的平面不规则RC框架结构减震设计 被引量：4

5

作者 杜永峰 张文丽 黄小宁 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期404-410,424,共8页

针对平面不规则RC框架结构,从构件安全层次出发提出基于传力路径的减震设计方法。首先根据广义结构刚度法的基本原理计算结构中所有构件的重要性系数,再假定消能支撑的截面参数,取每层最重要的构件位置布置支撑,经支撑在最不利地震组合... 针对平面不规则RC框架结构,从构件安全层次出发提出基于传力路径的减震设计方法。首先根据广义结构刚度法的基本原理计算结构中所有构件的重要性系数,再假定消能支撑的截面参数,取每层最重要的构件位置布置支撑,经支撑在最不利地震组合下的轴力验算后确定支撑的最终设计参数和数量,然后考虑远场、近场有脉冲以及近场无脉冲地震动从双向输入对结构响应的影响,对减震前、后结构分别进行动力时程分析。分析结果表明,利用此方法优化布置支撑能为结构中重要构件提供有效保护,且在小、中、大震下消能支撑均能运作良好,使整体结构响应得到很好地控制。 展开更多

关键词 不规则结构 传力路径 减震设计 构件重要性系数 广义结构刚度法

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减小车辆侧面碰撞侵入的B柱中部传力路径的概念设计(英文) 被引量：4

6

作者 周青 黄大明 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 2016年第2期196-201,共6页

为降低侧面碰撞中汽车侧面结构的侵入量,减少乘员伤害风险,提出了一种传力结构的概念设计,安放于B柱中部区域的内侧与座椅之间的空间,将来自汽车侧面的碰撞力传递给座椅和车身结构。由于该结构填充了B柱与座椅之间的空间,增加了一条侧... 为降低侧面碰撞中汽车侧面结构的侵入量,减少乘员伤害风险,提出了一种传力结构的概念设计,安放于B柱中部区域的内侧与座椅之间的空间,将来自汽车侧面的碰撞力传递给座椅和车身结构。由于该结构填充了B柱与座椅之间的空间,增加了一条侧面碰撞时的传力路径,因此可降低侧面碰撞时的结构侵入量。该结构同时用作座椅扶手,设计成可伸缩式的,与车门的开闭联动,自动到位或收回,因此不会影响乘员进出车辆。设计中还考虑了人体工程学方面的要求,针对不同的人体尺寸和座椅位置,该设计都能提供相应的碰撞传力和座椅扶手的功能。 展开更多

关键词 汽车安全 侧面碰撞 侧面结构侵入 传力路径 人体工程学 座椅扶手

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结构传力路径的量化模型研究 被引量：4

7

作者 陈磊 金海波 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2012年第3期487-491,497,共6页

以结构的传力路径作为设计变量,通过在传力路径上对结构内力进行积分,得到相应的结构承载因子。由于结构的外形和内力都会变化,因此该承载因子是结构传力路径的泛函。用变分法导出了对应结构最短传力路径的微分方程,并用里兹法求解该微... 以结构的传力路径作为设计变量,通过在传力路径上对结构内力进行积分,得到相应的结构承载因子。由于结构的外形和内力都会变化,因此该承载因子是结构传力路径的泛函。用变分法导出了对应结构最短传力路径的微分方程,并用里兹法求解该微分方程,得出结构的最短传力路径。通过变分法优化得到结构的最短传力路径,然后应用结构尺寸优化方法,得到结构的最小质量。以平面悬臂梁结构的传力路径优化为例,分析了悬臂梁结构在不同外形下对应的最短传力路径,并和用Michell桁架理论得到的结果进行比较。最佳结构基于理论分析得到,整个过程不需要进行有限元分析,不存在拓扑优化中的数值不稳定性问题。另一方面,通过采用板杆结构模拟传力形式,将目前拓扑优化研究中通常采用的杆、板等单一单元结构推广到单元的组合结构。 展开更多

关键词 传力路径 Michell准则 拓扑优化 承载因子 变分法

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基于传力路径的减震设计方法研究 被引量：3

8

作者 杜永峰 张文丽 黄小宁 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2017年第1期64-70,共7页

从构件安全层次考虑,提出了基于传力路径优化配置消能支撑的减震设计方法。采用广义结构刚度法计算结构系统中所有构件的重要性系数,在假定支撑截面参数后,取每层构件重要性系数最大的位置布置消能支撑,经支撑的最不利地震组合轴力验算... 从构件安全层次考虑,提出了基于传力路径优化配置消能支撑的减震设计方法。采用广义结构刚度法计算结构系统中所有构件的重要性系数,在假定支撑截面参数后,取每层构件重要性系数最大的位置布置消能支撑,经支撑的最不利地震组合轴力验算确定支撑的最终参数和数目,并考虑远场、近场有脉冲、近场无脉冲地震动对结构的影响,对结构进行双向地震输入下的动力时程分析。计算结果表明,利用此方法布置支撑能有效保护在传力路径中占重要位置的构件,使消能支撑在小、中、大震下均能发挥良好性能,并能很好地控制整体结构响应。 展开更多

关键词 传力路径 减震设计 广义结构刚度法 构件重要性系数

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多层模板支撑体系传力路径分析 被引量：1

9

作者 高洋 唐啸宇 +2 位作者 刘京红 杨跃飞 李扬 《河北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期106-110,115,共6页

通过对河北农业大学东校区工程实验实训中心的多层模板支撑体系进行实测,以监测的实际数据为基础,运用SAP2000有限元软件进行模拟,分析了多层模板支撑体系的传力路径。结果表明:当浇筑第三层楼板混凝土时,该层支撑的内力增量为浇筑该层... 通过对河北农业大学东校区工程实验实训中心的多层模板支撑体系进行实测,以监测的实际数据为基础,运用SAP2000有限元软件进行模拟,分析了多层模板支撑体系的传力路径。结果表明:当浇筑第三层楼板混凝土时,该层支撑的内力增量为浇筑该层楼板混凝土自重的75%~90%;第二层支撑的内力增量为所浇筑混凝土自重的20%~30%;首层支撑的内力增量不超过所浇筑混凝土自重的5%,基本上可以忽略。研究结果对优化施工方案,缩短施工周期,优化施工成本具有重要意义和工程应用价值。 展开更多

关键词 支撑立杆 楼板钢筋应变 传力路径

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地铁车辆底架前端传力路径及结构优化方法 被引量：3

10

作者 许平 胡正维 +3 位作者 姜士鸿 邢杰 陈凯 尚昱煌 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1252-1262,共11页

根据力流路径分配最优原则设计出不同的底架前端吸能区结构布置方案;基于Beam梁单元简化的有限元模型进行仿真计算,比选得到最优的传力路径方案;对该最优传力路径方案进行实体化建模,以设计方案仿真计算得到的关键参数作为目标,设计出2... 根据力流路径分配最优原则设计出不同的底架前端吸能区结构布置方案;基于Beam梁单元简化的有限元模型进行仿真计算,比选得到最优的传力路径方案;对该最优传力路径方案进行实体化建模,以设计方案仿真计算得到的关键参数作为目标,设计出2种不同构型的承载式吸能结构;对整个底架前端结构进行参数优化,对优化前后的底架前端结构进行碰撞仿真计算对比分析。研究结果表明:优化后的底架前端结构能够满足能量吸收的约束条件,并且碰撞过程响应稳定。 展开更多

关键词 地铁车辆 传力路径 薄壁结构 数值仿真 耐撞性优化

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复合喷管传力路径及热结构分析 被引量：1

11

作者 郑晓亚 王卫祥 卲明玉 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期618-622,706,共5页

合理的传力路径是保证固体火箭发动机喷管设计成功的关键因素。本文针对某型号复合喷管,建立了流固域一体化的数值计算模型;采用燃气流动/固体导热强耦合与结构应力弱耦合的流/固/热耦合分析方法,结合热试车试验现象,基于有限元分析技术... 合理的传力路径是保证固体火箭发动机喷管设计成功的关键因素。本文针对某型号复合喷管,建立了流固域一体化的数值计算模型;采用燃气流动/固体导热强耦合与结构应力弱耦合的流/固/热耦合分析方法,结合热试车试验现象,基于有限元分析技术,着重研究了轴向传力路径以及应力场特征。数值计算结果表明:复合喷管轴向传力路径太过曲折,导致双层结构型式的扩张段呈现出严重的局部承载特征,并且调整间隙配合量不能从根本上缓解扩张段内外壳间限位凹槽处的挤压程度。在传力路径和热结构分析基础上,总结出热试车试验现象的成因,给出了结构设计改型的建议,可供设计单位参考。 展开更多

关键词 复合喷管 传力路径 热结构 间隙配合量 承载特征

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基于传力路径分析的结构承载性能评价与优化 被引量：2

12

作者 王朝华 吴凤和 郭保苏 《制造技术与机床》 北大核心 2021年第9期38-42,共5页

承载结构的高刚度、高强度和低质量设计是结构工程师长期追求的目标,现有结构优化设计方法通常是基于黑箱模型迭代搜索得到优化结果,无法为其提供合理的力学解释。基于相对刚度理论,给出了传力路径可视化计算思路;在此基础上建立了结构... 承载结构的高刚度、高强度和低质量设计是结构工程师长期追求的目标,现有结构优化设计方法通常是基于黑箱模型迭代搜索得到优化结果,无法为其提供合理的力学解释。基于相对刚度理论,给出了传力路径可视化计算思路;在此基础上建立了结构承载性能的评价方法,可为结构局部区域的承载性能评估及优化提供理论指导;进一步提出将材料沿传力路径布置的设计思路,实现承载结构的高刚度设计。将该方法应用在控制臂的承载性能评价和优化中,结果表明:优化后控制臂的承载性能得到改善,刚度、强度分别提高了75.41%、8.61%,质量减轻了8.91%。 展开更多

关键词 传力路径 承载性能 结构优化 轻量化 控制臂

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大推力捆绑运载火箭传力路径优化设计 被引量：10

13

作者 梅勇 冯韶伟 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2017年第4期6-9,29,共5页

以新一代大推力捆绑火箭捆绑装置设计为研究背景,开展助推器传力路径优化设计研究。在方案初步优选的基础上,基于i SIGHT建立大推力捆绑火箭传力路径优化平台,针对现有优化方法的不足,选用多岛遗传(Multi-Island Genetic Algorithm,MIG... 以新一代大推力捆绑火箭捆绑装置设计为研究背景,开展助推器传力路径优化设计研究。在方案初步优选的基础上,基于i SIGHT建立大推力捆绑火箭传力路径优化平台,针对现有优化方法的不足,选用多岛遗传(Multi-Island Genetic Algorithm,MIGA)+二次规划(Sequential Quadratic Programming,SQP)组合优化算法进行传力路径优化设计,从而大幅优化了捆绑联接结构载荷。该方法可为大推力捆绑运载火箭方案设计提供参考和依据。 展开更多

关键词 大推力捆绑运载火箭 传力路径 遗传算法 组合优化策略

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无人机翼梁接头的传力路径分析与多目标遗传算法优化 被引量：2

14

作者 邢宝峰 徐文 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第23期10127-10132,共6页

在构建的精细有限元模型基础上,开展了某型垂直起降固定翼无人机的关键连接件--翼梁接头的结构优化设计。为了外机翼拆装方便可靠,中央翼和外翼的前后梁采用耳片接头形式连接。通过对翼梁接头构建精细化的有限元模型,仿真计算时真实保... 在构建的精细有限元模型基础上,开展了某型垂直起降固定翼无人机的关键连接件--翼梁接头的结构优化设计。为了外机翼拆装方便可靠,中央翼和外翼的前后梁采用耳片接头形式连接。通过对翼梁接头构建精细化的有限元模型,仿真计算时真实保留了结构的全部细节特征。利用有限元仿真软件对前梁接头进行了强度计算分析,找到了高应力危险区域。根据强度分析结果,结合传力路径分析和多目标遗传优化算法中的非支配排序遗传算法-Ⅱ(non-dominated sorting genetic algo-rithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ),对结构进行了优化设计。分析结果表明,优化后的前梁接头最大应力显著降低,满足安全使用要求,前梁接头的刚度提高至原来1.5倍,优化效果显著。 展开更多

关键词 翼梁接头 精细有限元模型 传力路径 NSGA-Ⅱ

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开槽预应力闸墩应力集中特性研究 被引量：4

15

作者 王志良 申林方 姚激 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2012年第9期46-49,共4页

为了较好地分析开槽预应力闸墩槽附近的应力集中问题,采用有限元结构分析软件模拟了某大型水电站在施工期和运行期不同荷载组合作用下的受力情况。通过改变预留槽的位置及大小,分析闸墩的应力分布状况。最后,从弹性力学的角度,应用复变... 为了较好地分析开槽预应力闸墩槽附近的应力集中问题,采用有限元结构分析软件模拟了某大型水电站在施工期和运行期不同荷载组合作用下的受力情况。通过改变预留槽的位置及大小,分析闸墩的应力分布状况。最后,从弹性力学的角度,应用复变函数法对孔口附近的应力分布情况进行计算,并将变化规律与开槽预应力闸墩的应力集中情况进行了分析对比。研究结果表明,预应力闸墩因开槽而引起应力集中可以被充分利用,不仅可以提高预应力锚索的预压效果,还可以通过改善预压应力的传力路径,使其传到更为有效的部位。 展开更多

关键词 预应力闸墩 拉锚系数 应力集中 复变函数法 有限元法 锚块 预留槽 传力路径

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低温贮箱被动在轨非连接支撑结构力热特性仿真分析 被引量：4

16

作者 郑正路 高子涵 +2 位作者 吴胜宝 吴琼 陈龙 《载人航天》 CSCD 北大核心 2020年第2期185-189,共5页

针对低温贮箱连接支撑结构的承载及漏热问题,分析新型在轨非连接支撑结构(PODS)的原理,并对该结构不同工作状态进行了力、热特性仿真分析。力学特性分析结果表明:载荷小于700 N时,PODS为非接触状态,依靠在轨管传递载荷;载荷大于700 N时,... 针对低温贮箱连接支撑结构的承载及漏热问题,分析新型在轨非连接支撑结构(PODS)的原理,并对该结构不同工作状态进行了力、热特性仿真分析。力学特性分析结果表明:载荷小于700 N时,PODS为非接触状态,依靠在轨管传递载荷;载荷大于700 N时,PODS变为接触状态,依靠发射管传递载荷,接触状态下结构整体刚度和模态频率显著提升。热传导分析结果表明:热流传递路径与传力路径基本相同,非接触状态主要由在轨管传递热量,接触状态主要由发射管传递热量,非接触状态漏热量比接触状态减少约20%。 展开更多

关键词 PODS 变传力路径 模态频率 热传导路径

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钢筋套筒灌浆对接与搭接接头力学性能对比 被引量：17

17

作者 余琼 张远明 +2 位作者 宫鑫 白少华 范宝秀 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期140-150,共11页

为研究套筒灌浆对接和搭接接头力学性能差异,进行了24个对接和12个搭接接头单向拉伸试验,对比研究了接头的破坏形态、承载力、延性、力-位移曲线、套筒应变等.对接接头在加载过程中套筒中部灌浆料出现全截面开裂现象,加载结束发生了灌... 为研究套筒灌浆对接和搭接接头力学性能差异,进行了24个对接和12个搭接接头单向拉伸试验,对比研究了接头的破坏形态、承载力、延性、力-位移曲线、套筒应变等.对接接头在加载过程中套筒中部灌浆料出现全截面开裂现象,加载结束发生了灌浆料从套筒中拔出破坏,搭接接头无以上现象.试验结果表明在套筒长度相同时,搭接接头承载力、总伸长率、刚度分别是对接接头的5~7倍、3~5倍、2~3倍,位移延性系数大于对接接头;在锚固长度相同时,搭接接头承载力、位移延性略大于对接接头,两者初始刚度差别不大,而搭接接头中后期刚度高于对接接头.对接接头套筒中部截面纵向受拉,而搭接接头加载前期受拉,后期受压,反映搭接接头对套筒抗拉强度要求较低;对接接头套筒中部截面环向受压,而搭接接头加载前期受压,后期受拉,说明搭接接头套筒中部对灌浆料约束作用大于对接接头.搭接接头力学性能优于对接接头,可运用于预制装配式结构钢筋连接. 展开更多

关键词 套筒灌浆 对接接头 搭接接头 传力路径 套筒应变

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套筒灌浆搭接接头拉伸试验及受力机理分析 被引量：18

18

作者 余琼 王子沁 +5 位作者 白少华 范宝秀 张志 董经民 陈振海 宫鑫 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期96-110,共15页

为研究钢筋套筒灌浆搭接接头的受力机理,进行了36个该接头拉伸试验,考察了其破坏形态、承载力、延性、套筒纵向及环向应变等。试验结果表明,当相对搭接长度相同时,试件的屈服、极限荷载随钢筋直径增大而提高;搭接长度越长,试件初始刚度... 为研究钢筋套筒灌浆搭接接头的受力机理,进行了36个该接头拉伸试验,考察了其破坏形态、承载力、延性、套筒纵向及环向应变等。试验结果表明,当相对搭接长度相同时,试件的屈服、极限荷载随钢筋直径增大而提高;搭接长度越长,试件初始刚度、延性越好;加载前期套筒为纵向受拉、加载后期套筒纵向受压;随着搭接长度的增大,套筒纵向由拉变压的转换荷载逐渐增大;加载过程中近钢筋侧套筒纵向拉应变随着搭接长度增大而增大,极限荷载时远钢筋侧套筒纵向压应变随着搭接长度增大而变小;加载前期,套筒中部环向应变值大于边缘截面环向应变值;极限荷载时,由于端部灌浆料脱落,套筒边缘截面环向应变值小于中部截面环向应变值;细观分析了搭接接头的传力路径、力学机理,基于钢筋-混凝土黏结应力分布曲线,分析套筒纵向应力分布及发展过程,得出套筒加载前期为纵向受拉、加载后期为纵向受压,与试验结果吻合;基于试验数据,拟合出了接头极限黏结强度公式,提出套筒临界搭接长度公式。研究成果可为接头应用奠定理论基础。 展开更多

关键词 套筒约束 套筒纵向应变 拉-压转变 传力路径 临界搭接长度

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基于子结构的内力约束连续体拓扑优化 被引量：3

19

作者 杜家政 马笑辉 KIM Namho 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1818-1821,共4页

通过拓扑优化可以得到传力路径,不同传力路径对应不同内力载荷.如果将内力载荷作为目标或约束进行拓扑优化,可以得到满足不同需求的传力路径,为拓扑优化的发展提供新思路和新方法.为了得到不同内力载荷需求的传力路径,基于子结构法将结... 通过拓扑优化可以得到传力路径,不同传力路径对应不同内力载荷.如果将内力载荷作为目标或约束进行拓扑优化,可以得到满足不同需求的传力路径,为拓扑优化的发展提供新思路和新方法.为了得到不同内力载荷需求的传力路径,基于子结构法将结构分开使内力暴露出来.以结构质量最小为目标,以内力为约束建立拓扑优化模型,基于独立、连续、映射(independent,continuous,mapping,ICM)方法和单位载荷法将内力显式化,通过累加获得需要控制的传力路径上的内力,通过迭代调整2个路径上的内力使其比值达到一个稳定的值,从而获得满足内力约束的传力路径.算例表明:不同的内力约束可以得到不同的传力路径. 展开更多

关键词 拓扑优化 灵敏度分析 传力路径 内力约束 连续体结构

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大型薄壁贮箱焊接区等应力优化设计 被引量：4

20

作者 章凌 黄诚 +3 位作者 方岱宁 王斌 张希 艾士刚 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期593-596,704-705,共4页

在内压载荷作用下,大型薄壁贮箱结构圆筒壳与半球壳的变形不协调,导致焊接区有较大弯曲应力,然而采用传统方法难以实现等应力设计。从应力传递的角度来说,消除弯曲应力,就是实现整个截面均匀传力。基于此,本文首先对传统方法设计出的薄... 在内压载荷作用下,大型薄壁贮箱结构圆筒壳与半球壳的变形不协调,导致焊接区有较大弯曲应力,然而采用传统方法难以实现等应力设计。从应力传递的角度来说,消除弯曲应力,就是实现整个截面均匀传力。基于此,本文首先对传统方法设计出的薄壁贮箱焊接区进行有限元分析,获得应力分布规律,发现焊缝附近横向应力的传力路径在焊接区附近完成了从内壁向外壁的改变;然后基于控制传力路径的思想,在焊接区两侧的过渡环和圆筒壳厚区构造削弱槽,以实现焊接区均匀传力;最后采用非支配排序遗传算法进行参数优化,在焊接区获得了较均匀的应力分布。与传统设计方案相比,本文优化设计后的应力梯度降低了80%,应力峰值降低了40%。 展开更多

关键词 大型薄壁贮箱 焊接区 等应力优化 控制传力路径

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