1 昆明理工大学材料科学与工程学院, 云南 昆明 650093
2 昆明理工大学机电工程学院, 云南 昆明 650500
3 昆明理工大学建筑工程学院, 云南 昆明 650500
为明确胞元尺寸对正六边形薄壁蜂窝结构的轴向承载与压缩性能的影响, 通过选区激光熔化制备了直径10 mm、高度15 mm、壁厚0.1 mm、填充胞元尺寸分别为1.75 mm、2.25 mm、2.75 mm和5 mm的正六边形18Ni300薄壁正六边形蜂窝试样, 通过轴向压缩分析了试样的承载能力和缓冲吸能性能。结果表明, 胞元尺寸2.25 mm以上的试样压缩时发生叠缩变形, 且随着胞元尺寸减小, 单位体积承载力和比吸能增加; 但当胞元尺寸减小到1.75 mm时, 试样压缩时发生外翻撕裂破坏, 单位体积承载力和比吸能显著下降。
选区激光熔化 薄壁正六边形蜂窝结构 静态轴向压缩 承载力 比吸能 selective laser melting thin-walled honeycomb structure static axial compression axial load capacity specific energy absorption
为探究玄武岩纤维对混凝土板抗冲切性能的增强效果, 基于我国现行规范对此类构件冲切承载力计算方法提出修正建议。以纤维体积掺量(0%、0.1%、0.2%、0.3%)与纤维长度(12 mm、18 mm)为变量, 对7个混凝土板试件进行冲切试验, 研究各参数对试件极限承载力的影响, 建立经试验验证的有限元模型并进行扩参数分析。结果表明: 玄武岩纤维混凝土板的极限承载力随体积掺量的增加呈先增大后减小的趋势, 掺入长度为12 mm、18 mm的玄武岩纤维的试件较对比试件冲切承载力提升显著, 最大提高幅度分别为40.9%和37.3%; 纤维长度为12 mm, 体积掺量为0.4%时, 对混凝土板的抗冲切性能改善效果最佳。我国《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)的冲切承载力计算值较试验结果偏于保守, 考虑玄武岩纤维阻裂作用对临界截面周长的影响, 对规范中的冲切承载力计算公式进行修正。
玄武岩纤维混凝土板 静力冲切试验 承载力计算 纤维长度 纤维体积掺量 有限元分析 basalt fiber concrete slab static punching shear test bearing capacity calculation fiber length fiber volume content finite element analysis
1 武汉科技大学理学院, 武汉 430070
2 深圳市三鑫科技发展有限公司, 深圳 518000
全玻幕墙具有较好的通透性, 被广泛应用于现代建筑。对于大尺寸玻璃肋通常采用拼接的方式制作, 拼接连接孔的承载能力对玻璃肋整体承载力影响很大, 本文通过有限元软件ANSYS Workbench对连接孔接触进行分析, 并与试验破坏荷载进行对比, 比较玻璃孔内采用弹性介质尼龙1010套环与喜利得RE-500植筋胶两种连接孔构造对玻璃孔承载力的影响, 然后分析玻璃孔尺寸对连接孔承载力的影响。结果表明: 满足玻璃连接孔构造前提下, 采用喜利得RE-500植筋胶的构造形式比采用弹性介质尼龙1010套环构造形式具有更高的承载能力; 连接孔承载力随着开孔尺寸增大而提高, 采用喜利得RE-500植筋胶构造形式下玻璃孔直径在54~56 mm最合适; 工程实际中需严格控制玻璃肋的精加工, 避免因玻璃表面缺陷影响玻璃肋的整体承载能力。
全玻幕墙 玻璃肋 节点承载力 玻璃连接孔 弹性介质 仿真模拟 all-glass curtain wall glass rib bearing capacity of connection glass connection hole elastic medium simulation
1 防灾减灾湖北省重点实验室, 宜昌 443002
2 三峡大学, 土木与建筑学院, 宜昌 443002
本文设计出一种新型的超高性能混凝土(UHPC)装配式电缆沟, 并对其承载力和适用性进行了研究。首先对侧板的抗弯性能进行了试验研究, 并将试验结果与现行三种规范的计算结果进行对比分析, 结果表明基于《纤维混凝土结构技术规程》(CECS 38-2004)求得的承载力、刚度及裂缝宽度的计算值与试验值均较为接近, 此规范可作为UHPC装配式电缆沟构件设计的依据。进一步研究了底板与侧板连接方式的可靠性, 通过对现浇、接头设在底板采用螺栓约束、杯口节点三种连接方式构件进行试验研究, 发现杯口节点试件受力后侧板变形明显, 承载力仅为6.7 kN; 底板螺栓连接与现浇节点试件相比, 破坏截面相同, 刚度略低, 极限承载力相近, 约为杯口节点试件的 2倍, 能保证UHPC装配式电缆沟的整体抗力性能。
装配式电缆沟 超高性能混凝土 承载力计算 短期刚度 节点设计 破坏形态 prefabricated cable trench ultra-high performance concrete bearing capacity calculation short-term rigidity joint design failure form
1 长江师范学院土木工程学院, 重庆 408100
2 南京航空航天大学土木工程系, 南京 210016
碱式硫酸镁混凝土有具有快凝、早强、高抗拉强度、抗腐蚀等优点, 但对其生成的梁的斜拉破坏尚缺乏研究。为了探索两种材料混凝土斜拉破坏梁力学性能差异, 本文进行了碱式硫酸镁混凝土和普通混凝土梁斜拉破坏对比试验。试验结果表明, 碱式硫酸镁混凝土梁在开裂荷载、极限承载力等方面具有一定优势, 此外, 两种材料梁的破坏模式有一定差异。对比同配筋同混凝土强度等级的普通混凝土梁, 碱式硫酸镁混凝土梁开裂荷载和承载力提高20%以上, 故对现行的普通混凝土梁承载力和开裂荷载计算公式进行了修正。本文对碱式硫酸镁混凝土在土木工程中的应用有一定的意义。
碱式硫酸镁混凝土 普通混凝土 梁 斜拉破坏 开裂荷载 承载力 basic magnesium sulfate cement concrete Portland cement concrete beam diagonal-tension failure cracking load bearing capacity
大连交通大学 机械工程学院, 辽宁 大连 116028
为研究超声悬浮轴承的静、动态承载特性, 设计了一种压电陶瓷驱动的全包围结构超声悬浮轴承。分析了气体挤压膜润滑承载机理,在等温隔热条件下, 根据牛顿流体的气体动力学理论, 建立了描述轴承启动阶段及支撑回转体稳定旋转阶段气膜压力的静、动态雷诺方程。采用有限差分法并利用MATLAB自定义函数的功能, 对超声悬浮轴承的静态及动态承载力进行了数值计算。为验证理论计算的正确性, 通过轴承样机自悬浮实验验证轴承悬浮特性的理论计算结果, 得出在其谐振频率下, 相同结构尺寸及悬浮参数的轴承静态承载力理论计算值与测量值之间的误差为8.33%; 在挤压数为100, 2~5 μm合理初始间隙下, 动态悬浮力理论计算值与实验测量值相吻合。考虑样机结构特性引起的能量转换误差及实验环境因素影响, 误差在合理允许范围之内, 验证了理论分析及计算的正确性,对超声悬浮轴承的理论研究及设计具有一定的指导意义。
超声悬浮轴承 压电陶瓷 挤压气膜 承载力 ultrasonic levitation bearing piezoceramics squeezed film bearing capacity
哈尔滨工业大学 机电工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001
提出了一种新的径推一体式静压主轴支撑方式来优化机床主轴系统性能，以满足超精密飞切机床对气体静压轴承高刚度的要求。采用计算流体力学和有限体积法对气体静压轴承气膜内部的流场与压力场进行仿真，并研究其静态特性。为提高计算精度，完成了轴承宏观尺寸与气膜厚度相差几个数量级时气膜厚度方向2 μm间距的网格划分。仿真结果表明，在偏心状态下由于气膜压力的变化使节流孔气体流速在1 ~200 m/s内变化，机床所采用径推一体式轴承静态刚度达到3 508 N/μm。研究表明，通过增大轴承的供气压强和减小节流孔的直径可改善轴承的静态性能进而提升机床性能。
空气静压轴承 径推一体轴承 承载力 轴承刚度 超精密机床 计算流体力学 aerostatic bearing radial-thrust bearing loading capacity bearing stiffness ultra-precision machine tool computational fluid dynamics
