剪切变形

摘要： 为科学合理地分析新型波形钢腹板组合箱梁桥的弯曲振动频率,综合考虑波形钢腹板的剪切变形效应和箱梁的剪力滞效应,运用Galerkin法和Hamilton原理推导该桥型的自由振动控制微分方程和自然边界条件。根据自然边界条件,求解出剪切变形效应和剪力滞效应影响下新型波形钢腹板组合箱梁桥的弯曲振动频率计算公式,将公式的计算结果与试验实测结果和ANSYS 3维有限元结果进行对比,并对弯曲振动频率的影响因素进行分析。结果表明:弯曲振动频率计算公式的计算结果与试验实测结果和ANSYS有限元结果吻合良好,验证了所推导的弯曲振动频率计算公式的正确性。弯曲振动频率随高跨比的增大而增大,当高跨比小于0.05时,弯曲振动频率的增幅较为平缓;当高跨比大于0.05时,弯曲振动频率的增幅较为显著。弯曲振动频率随宽跨比的增大而增大,但整体增幅不明显。弯曲振动频率随波形钢腹板厚度的增加而增大,频率阶数越高,增幅越显著。箱梁剪力滞效应对弯曲振动频率影响较小,前5阶弯曲振动频率的最大误差仅为6.73%;波形钢腹板的剪切变形对弯曲振动频率影响较大,前5阶弯曲振动频率的最大误差高达51.18%。

摘要： 钢–混凝土组合梁桥由于钢和混凝土热工参数的显著差异,使得该类结构在西北高寒、大温差地区受梯度温度影响较突出。以甘肃省某高速公路上一座组合桥面板–波形腹板钢箱简支组合梁为背景,考虑组合桥面板有效刚度、子梁微段内力平衡、子梁间变形协调和腹板剪切变形效应,建立组合箱梁桥温度效应解析计算方法;通过精细有限元数值模拟验证了其可靠性。研究结果表明:组合箱梁在竖向温度梯度作用下,子梁弯矩、应力和界面剪力沿梁轴向呈双曲余弦分布,层间相对滑移则呈双曲正弦分布;是否考虑腹板剪切变形对组合箱梁梁端温度响应影响较大,沿梁轴向的影响范围主要与层间滑移刚度相关;忽略波形钢腹板剪切变形效应易导致对梁中部层间相对滑移计算结果偏小、对梁端附近界面剪力和相对滑移值过大等问题,在结构设计中应予以重视;组合桥面板与腹板交界面温差和混凝土线膨胀系数对结构温度响应的影响不容忽视,设计中可通过优化布置剪力连接件来削弱或消除不利因素对结构的影响。

摘要： 基于超弹性材料结构稳定性差以及面外刚度低等缺陷,研究了一种适用于变后掠翼,能够实现剪切变形的柔性复合蒙皮.以连续梁理论为基础,对蒙皮结构开展了安装模块设计和承载挠度参数化分析.利用ABAQUS软件进行了多组蒙皮的三维建模和有限元分析,仿真结果与理论值对比发现,二者趋势一致,吻合程度高.进一步开展了蒙皮面外弯曲试验测试,结果表明:试验数据与理论值相对误差低于20%,可有效验证所推导理论模型的准确性.

摘要： 为分析波形钢腹板组合箱梁的应力及变形,提出了考虑轴向平衡条件、翼板剪力滞效应和腹板剪切变形的分析模型。在位移场中增加截面纵向位移考虑轴向平衡条件。分别引入剪力滞强度函数及截面转角,以俘获剪力滞效应及剪切变形。采用虚功原理建立组合箱梁分析的控制微分方程,进而推导位移变量的解析表达式。利用三维有限单元模型的结果验证文中提出模型的精度。此外,研究了轴向平衡条件对挠度及正应力分析的影响。结果表明提出的模型能较好地预测波形钢腹板组合箱梁的力学行为,且需考虑轴向平衡条件对正应力计算的影响。

摘要： 为提高有限质点法分析结构弹塑性问题的精度,该文将纤维梁模型融入有限质点法的计算求解框架中,推导了考虑剪切变形和扭转变形的有限质点法纤维梁单元的质点内力求解公式。该单元采用Timoshenko梁理论描述梁截面变形状态,以单元纯变形分量表示截面上任一点的位移,并结合纤维材料的三维本构关系以考虑弯曲、剪切和扭转变形之间的耦合作用。数值算例的分析结果表明,该纤维梁单元能够有效地模拟结构弹塑性行为,相较于塑性铰法具有更高的精度。

摘要： 覆盖层中坝下防渗墙竖向应力变形在很大程度来源于覆盖层向混凝土防渗墙传递的负摩阻力。为解决覆盖层防渗墙应力计算值异于工程中实测值的问题,在非线性计算中引入变形黏滞特性,以Maxwell元件模型为基础,融合模拟瞬时变形的Duncan非线性模型和模拟黏性变形的Newton黏性定律,并推广到三维,建立了联合模拟非线性变形和流变(黏性变形)的计算模型。基于某规划中在超深厚覆盖层上修建150 m级心墙堆石坝的实际工程,建立了河谷段覆盖层和混凝土防渗墙的平面应变简化分析模型。深厚覆盖层表面坝体填筑过程被简化为逐级施加的均布荷载。模拟了填筑过程及填筑完成后短期内河谷段悬挂式防渗墙的竖向变形和竖向应力发展过程。考虑剪切变形的黏性时,覆盖层因附加应力作用下沉降变形而向防渗墙传递的负摩阻力会出现应力松弛。覆盖层变形对防渗墙整体向下拖曳、向位于墙体中下部的覆盖层-墙体沉降差中性点处挤压的作用减小,防渗墙较不考虑黏性时存在少量向上整体位移增量,内部沉降梯度减小,竖向应力减小。考虑黏性时,覆盖层顶面荷载施加结束不再提高后,防渗墙应力还会继续下降,直到稳定。假定墙体处于弹性状态,亦暂不考虑墙体混凝土徐变,采用恒定模量计算混凝土应力,河床段防渗墙内部最大竖向应力可从不考虑黏性时的64.8 MPa减小到26.6 MPa,减小幅度超过1/2;考虑黏性对混凝土防渗墙沉降影响较小,仅较不考虑黏性时略有减小。

摘要： 为了研究钢桁腹混凝土组合梁在竖向荷载下的变形性能,考虑钢桁腹杆的剪切变形,引入钢桁腹混凝土组合梁剪切变形位移函数,利用Timoshenko梁理论与能量变分原理,推导出钢桁腹混凝土组合梁在不同加载工况下的挠度计算方程。结合ABAQUS有限元分析算例,对比分析简支钢桁腹混凝土组合梁在不同加载工况下的挠度值。研究结果表明:钢桁腹混凝土组合梁挠度计算公式的结果与有限元分析值吻合良好;剪切变形和弯曲变形对钢桁腹混凝土组合梁的挠度影响在98%以上,剪力滞效应产生的附加挠度仅有1.2%左右。

摘要： 桥梁在修建完成投入使用一段时间后,往往会导致不同部位以及不同破坏形式的损坏。从而在一定程度上增加了桥梁工程的维修和保养频率和难度,如果对这些损坏不予理会,则会影响到行车舒适性,严重时可能会导致交通事故,造成重大生命财产损失。所以,必须重视对桥梁工程的加固维修。在实际工作中,桥梁支座的损坏往往是桥梁病害中最为常见的一种,主要包括支座损坏、支座脱空等病害。针对桥梁支座的病害,必须加强日常巡视,采取有针对性的维修加固措施,才能确保桥梁运营安全。本文以某特大桥支座维修加固为例,对桥梁支座维修加固施工技术稍作探讨。

摘要： 倒流河水库拱坝受倾角、错落带、断层以及岩体发育程度的影响,导致拱坝开挖应力集中及变形较大的问题。该研究通过分析现场监测以及数值模拟结果,分析拱坝开挖过程中层间错动带、断层、层内错动带的变形应力特征,主要得到以下成果:边坡竖直方向变形主要发生在开挖高程1043m~1040m时,最大值约为30mm,水平位移主要发生在开挖高程1040m~1000m时,最大值约为20mm;开挖至1040m~1000m时,LS_(3319)主要以上盘岩体卸荷松弛变形为主导,开挖至1000m以下时主要以下盘岩体水平应力卸荷松弛变形为主;层内错动带LS_(3319)的剪切变形主要发生在开挖高程1030m~1010m,最大剪切变形为25mm,排水洞位置处的最大剪切变形约为12.0mm。该研究的研究成果可以为其他拱坝应力及变形特征分析提供参考。

摘要： 蝶形腹板箱梁是一种全新的箱梁结构形式,与传统混凝土箱梁桥相比,具有自重轻、养护费用低、施工周期短等特点。基于Timoshenko梁理论以及能量变分原理,建立了剪力滞翘曲微分方程。结合箱梁截面轴力为零的条件得到剪力滞控制微分方程,推导出剪力滞控制微分方程,并根据等效截面原理将蝶形腹板箱梁空腹处进行等效。将剪力滞效应及剪切变形下结构的挠度变形分为初等梁理论下引起的挠度变形ω_(1),剪切变形引起的挠度变形ω_(2),剪力滞效应引起的挠度变形ω_(3),分别推导出各自状态下的挠度变形公式并相加得到蝶形腹板箱梁剪力滞效应及剪切变形下的挠度公式。将截面特性值、荷载值代入公式中,所得结果与试验值、有限元值及不考虑剪力滞效应及剪切变形值进行比较,结果表明:研究计算方法与试验结果更为接近,拟合程度较好,与不考虑剪力滞效应及剪切变形下的挠度计算相比精度提高。研究结论对空腹式箱梁具有一定的适用性,可以为此类结构的设计提供参考。

摘要： 基于煤层开采条件下上覆岩层的运动规律,采用Ansys软件建立了钻井套管剪切变形数值模拟模型,研究了轴向拉应力对套管剪切变形时的应力特征的影响规律,结果表明随着套管承受拉应力的增大,剪切面上Mises应力最大值和套管上承受较大Mises应力的区域面积均增大,说明拉应力越大,套管越易发生剪切破坏,且套管易发生剪切破坏的区域也越大.研究结论解释了工程中套管剪切破断的区域主要位于软硬岩层交界处(上硬下软组合)和关键层区域的原因.

摘要： 本文采用Liu等开发的镶嵌原子势来描述原子间的相互作用力,应用分子动力学方法模拟纳米孪晶镁在剪切作用下的力学性能和微观结构演化过程.结果表明纳米孪晶镁在剪切作用下孪晶位错的形核和沿孪晶界的移动是其主要变形机制,导致了晶界的迁移和去孪生现象的产生.此外本文还分析了不同孪晶界间距对剪切变形的影响.

摘要： 在发电机设计阶段需对定子铁心的固有频率进行分析,以确保铁心的固有频率远离激振力的频率,从而避免共振发生.传统的铁心固有频率计算公式基于Bernoulli-Euler梁理论,忽略了剪切变形和转动惯量影响,造成固有频率的计算值偏大.本文在铁心固有频率的计算中引入了剪切变形和转动惯量的影响,得到改进后的频率计算公式.通过与有限元和试验数据比较表明,考虑了剪切变形和转动惯量后计算出的铁心固有频率更加接近于实际情况.

摘要： 通过计算机有限元模拟,研究汽车用AA6016铝合金蛇形轧制过程中,异速比、错位量和压下量对板材曲率、厚度方向上切应变分布均匀性以及剪切变形强度的影响.通过多晶体塑性变形自洽模型VPSC模拟,研究蛇形轧制引入强剪切变形后形变织构的演变规律.结果表明:所研究异速比范围内(1.0～1.6),异速比从1.0增大到1.2时板材弯曲方向翻转且曲率增大,大于1.2后异速比对曲率影响并不明显,而错位量增大曲率明显增大,异速比超过1.2后压下量增大板材曲率显著增大.异速比、错位量和压下量变化对板材厚度方向切应变分布均匀性影响不明显;压下量增大板材的切应变、正应变均增大,剪正比增大;蛇形轧制过程中引入与正应变相当的剪切应变,有利于获得强{111}//ND面织构.

摘要： 以在拱顶径向集中力作用下T型截面两端铰接圆弧拱为研究对象,考虑了剪切变形的影响,推导了适用于单轴对称截面的应变与位移函数关系.求解了拱屈曲前精确的内力.再根据势能驻值原理和Rayleigh-Ritz法推导了T型截面圆弧拱平面外失稳临界荷载解析解,并与有限元数值解进行了比较,二者吻合较好,证明了理论解的正确性.研究发现与双轴对称截面相比,单轴对称参数βx对弯扭屈曲荷载的影响明显,如果不考虑单轴对称参数的影响则所求得的临界屈曲荷载将会小于实际值.

摘要： 实验过程中形成的高压压力流体引起局部脆性破裂与流体中的矿物质在裂隙中沉淀，这些脆性破裂的裂隙为矿物质沉淀和金属元素富集提供了特殊的场所，类似于白然条件下的形成的类似矿脉现象。实验样品中加入的水与角闪石-黑云母脱水形成的流体，与矿物发生了显著的反应。在实验变形过程中，应变局部化现象非常显著，脱水反应形成了新矿物相。实验变形中，在花岗岩与辉长岩的接触带，矿物反应主要受岩石中的辉石、石英、黑云母及钾长石的之间的反应所控制。这些矿物之间的反应，一方面引起矿物化学成分变化，局部出现金属元素或矿物富集，另一方面，矿物反应边出现复杂的化学成分。流体与岩石相互作用导致成分变化，在剪切作用下，化学成分发生了显著的分异，为金属元素富集和形成新的矿物提供了实验基础。

摘要： 将双排扣件式脚手架简化为格构式轴心受压柱,考虑连接件半刚性连接的特点,运用力法联合逐段刚化法得出半刚性节点梁单元的刚度方程,运用位移法联合力矩分配法求解半刚性框架剪切变形,从而得到一个实用的双排扣件式脚手架整体稳定极限承载力计算方法,并通过与原型试验的对比验证方法的有效性.

摘要： 本文利用Reddy高阶理论的解法求解大变形电磁弹复合材料,这种方法基于高阶剪切变形理论(HSDT),由等效的单层板的变形叠加求解多层正交各向异性的复合材料层合板.首先定义电磁弹复合材料层合板的本构方程和位移假设,然后由虚功原理方程推导复合材料层合板的平衡方程,最后求解在不同边界条件下的正交各向异性的层合板的解析解.

摘要： 为准确计算波形钢腹板组合箱梁考虑剪切变形的挠度,将波形钢腹板等效为剪切刚度不变、轴向刚度为零的平腹板,根据薄壁杆件理论计算剪力作用下箱梁剪力流分布的解析解,用能量法计算剪切变形产生的挠度,提出了单箱单室波形钢腹板组合箱梁考虑剪切变形的挠度计算公式.运用MIDAS FEA建立了波形钢腹板简支梁空间有限元模型,采用本文方法计算的挠度值与有限元计算值误差基本吻合,计算证明随着跨高比减小,由剪切变形产生的挠度值占总挠度值的比例不断增大.

摘要： 为了提高镁合金的强韧性提出了一种新型的镁合金复合挤压方法,将正挤压(Extrusion)和剪切(Shear)结合起来(简称ES).建立了ES挤压的三维有限元热力耦合模型及条件,并进行了ES 挤压试验;模拟了ES挤压的过程不同阶段镁料的累积应变演化,数值模拟结果表明ES挤压可以显著提高镁合金变形过程的累积应变;试验结果表明ES挤压可以逐步细化晶粒,并得到尺寸很小的动态再结晶晶粒,可改善了组织均匀性.

摘要： 本发明涉及一种具有强烈剪切变稀和剪切变稠行为凝胶的制备方法，该凝胶以具有一定离子特性的聚合物为骨架，基体中溶胀一定浓度的聚乙二醇水溶液，水溶液中分散表面羧基改性纳米SiO2微球，凝胶体系内的pH值被调节至酸性。该凝胶内由于组分之间在特定pH值下的解聚作用在低剪切速率下呈显著变稀特性，而由于微球及分散介质中形成具有高摩擦系数的网络而呈现强烈剪切变稠特征。

摘要： 本发明涉及一种具有强烈剪切变稀和剪切变稠行为凝胶的制备方法，该凝胶以具有一定离子特性的聚合物为骨架，基体中溶胀一定浓度的聚乙二醇水溶液，水溶液中分散表面羧基改性纳米SiO2微球，凝胶体系内的pH值被调节至酸性。该凝胶内由于组分之间在特定pH值下的解聚作用在低剪切速率下呈显著变稀特性，而由于微球及分散介质中形成具有高摩擦系数的网络而呈现强烈剪切变稠特征。

摘要： 本发明提供一种翼面剪切变后掠形式设计方法、变形翼、翼及飞行器。其中，设计方法包括：在剪切变后掠过程中，设计翼面顺来流方向稍弦长和根弦长始终保持不变；设计任意第n次变后掠后，翼面上任意点的坐标通过下述方式确定：根据翼根前缘点坐标、第n次变后掠对应的变形翼面前缘旋转角度χn、第n次变后掠前翼面上任意点的坐标确定该翼面上任意点剪切变后掠χn角度后对应的新的坐标，其中，所述任意点包括翼稍前缘点。翼面采用此种剪切变后掠形式设计后，使得翼肋在旋转过程中保持流向不变，维持良好的气动外形，使得结构在变形过程中具有较好的稳定性。

摘要： 本发明公开了属于力学特性试验设备的一种可适应自由剪切变形的活动板叠环剪切仪，包括支架、下剪切盒、叠环组剪切盒、竖向加载单元、水平加载单元、测量单元，支架由底板与立柱组成，下剪切盒和叠环组剪切盒依次叠放于底板与竖向加载单元之间，竖向加载单元固定于立柱上，水平加载单元固定于底板上。本发明采用了可适应自由剪切变形的活动板剪切框，可进行单剪试验、直剪试验，亦可开展土工格栅、土工布等的拉拔试验。在进行单剪试验时，竖向加载单元可提供常位移、常刚度、常应力等三种法向边界条件，水平加载单元可提供水平剪切力。本发明设计精巧，操作方便，易于组装和拆卸，可精确地进行岩土材料与结构物接触面之间剪切变形特性的研究。

摘要： 本发明属于地下工程技术领域，具体涉及考虑剪切变形和轴力的盾构隧道纵向变形的计算方法，用于计算盾构隧道沿纵向的弯曲变形、剪切变形和内力。根据盾构隧道的长短、端部条件，以及荷载的大小、作用位置和分布范围，推导出盾构隧道纵向变形和内力的计算公式，包括在土层位移荷载、轴向装配力、集中力、满布分布荷载、局部均布荷载作用下有限长盾构隧道和无限长盾构隧道之弯曲挠度、剪切挠度、弯矩和剪力的计算公式。本发明所述方法能够计算无限长盾构隧道和在不同支承条件下有限长盾构隧道的弯曲挠度、剪切挠度和内力；由此可对盾构隧道沉降、环缝张开和错台进行定量计算，进而对盾构隧道的稳定性和抗渗性做出合理评价。

摘要： 本发明公开了属于力学特性试验设备的一种可适应自由剪切变形的活动板叠环剪切仪，包括支架、下剪切盒、叠环组剪切盒、竖向加载单元、水平加载单元、测量单元，支架由底板与立柱组成，下剪切盒和叠环组剪切盒依次叠放于底板与竖向加载单元之间，竖向加载单元固定于立柱上，水平加载单元固定于底板上。本发明采用了可适应自由剪切变形的活动板剪切框，可进行单剪试验、直剪试验，亦可开展土工格栅、土工布等的拉拔试验。在进行单剪试验时，竖向加载单元可提供常位移、常刚度、常应力等三种法向边界条件，水平加载单元可提供水平剪切力。本发明设计精巧，操作方便，易于组装和拆卸，可精确地进行岩土材料与结构物接触面之间剪切变形特性的研究。

摘要： 本发明公开了一种采用三阶剪切变形板理论的地连墙侧向变形计算方法，包括以下步骤：结合实际工况，获取计算对象的参数，参数包括土层、地连墙、支撑体系的几何与物理力学参数；根据三阶剪切变形板理论确定地下连续墙的变形函数；根据里茨法，最小势能原理和土压力理论确定系数矩阵；根据最小势能原理得到矩阵方程；将系数矩阵带入矩阵方程，求解地下连续墙侧向变形函数；本发明的优点是：计算结果的精度高，计算速度快，为实际施工中的内支撑布置方式、开挖步、地连墙厚度和插入比提供优化设计指导。

摘要： 本发明提出了一种用压电元件剪切变形产生簧丝扭转变形的弹簧状致动器。主要包括：剪切型压电元件和框架。框架可以与剪切型压电元件固定，框架使得剪切型压电元件与框架连接后结构整体轮廓是弹簧状的。剪切型压电元件产生剪切变形后，弹簧状的形状导致变形累加放大，导致弹簧状压电致动器出现大的变形。能保证最终的致动器是弹簧形状的前提下，压电元件的形状可以任意，相应地框架形状也任意。最终的弹簧的形状也可以任意，只要可称之为弹簧即可。上述方案剪切型压电元件有50％及以上体积上的剪切变形方向与本弹簧不加电时发生变形后在该处的主应变的方向的夹角小于40°时，即为本专利所述致动器。

摘要： 本发明属于地下工程技术领域，具体涉及考虑剪切变形和轴力的盾构隧道纵向变形的计算方法，用于计算盾构隧道沿纵向的弯曲变形、剪切变形和内力。根据盾构隧道的长短、端部条件，以及荷载的大小、作用位置和分布范围，推导出盾构隧道纵向变形和内力的计算公式，包括在土层位移荷载、轴向装配力、集中力、满布分布荷载、局部均布荷载作用下有限长盾构隧道和无限长盾构隧道之弯曲挠度、剪切挠度、弯矩和剪力的计算公式。本发明所述方法能够计算无限长盾构隧道和在不同支承条件下有限长盾构隧道的弯曲挠度、剪切挠度和内力；由此可对盾构隧道沉降、环缝张开和错台进行定量计算，进而对盾构隧道的稳定性和抗渗性做出合理评价。

摘要： 本实用新型涉及桥梁施工监控、检测领域，具体涉及一种支座转角变形和剪切变形测量装置，三脚架与定位凸台套筒连接，定位凸台套筒顶面固定有水准气泡；定位凸台套筒套设于伸缩杆上，当水准气泡显示水平时，伸缩杆的轴线呈水平状态；定位凸台套筒与伸缩杆可转动连接；伸缩杆上相邻的两节之间设有防止相邻两节相对转动的防转结构；伸缩杆上设有能随伸缩杆同步转动的指针，定位凸台套筒上设有显示指针转动角度的刻度盘；伸缩杆的前端固定设有垂直标尺，垂直标尺的两个边均与伸缩杆轴线垂直。本实用新型能够在桥梁检测过程中精确、快速测量支座的剪切变形量和转角变形量，成本较低，结构简单，携带简便和操作方便，具有普遍的实用价值和推广意义。