鋼筋混凝土板動(dòng)靜態(tài)受力性能試驗(yàn)及非線性有限元分析

采用FORTRAN語言在個(gè)人電腦上自行編制了分子力學(xué)計(jì)算分子篩的生成熱的計(jì)算程序，對(duì)這一方法中關(guān)于鍵角項(xiàng)的計(jì)算方法進(jìn)行了。通過對(duì)一些已知物質(zhì)生成熱的計(jì)算表明計(jì)算程序是正確的。選擇力場函數(shù)和參數(shù)，驗(yàn)證了固定力場計(jì)算沸石分子篩生成熱的可靠性。性一些全硅沸石的生成熱。其中ZSM-5，ZSM-48，ZSM-22，ZSM-23-ZSM-18及一些新型磷鋁分子篩分子篩進(jìn)行了計(jì)算，發(fā)現(xiàn)隨著磷鋁分子篩骨架密度的裝置大，計(jì)算生成熱值呈減小趨勢(shì)。通過我們對(duì)設(shè)計(jì)的六十四種正交晶系的AIPO4-5分子篩骨架，經(jīng)過計(jì)算這一系列假設(shè)結(jié)構(gòu)的分子篩，發(fā)現(xiàn)一些假設(shè)結(jié)構(gòu)分子篩的能量較低。通過合成研究。其中一個(gè)設(shè)計(jì)的骨架結(jié)構(gòu)正交AIPO4-5新型物質(zhì)被我們合成成功。 2100433B

在繼承和發(fā)展國內(nèi)外鋼筋混凝土材料非線性理論及有限元分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)鋼筋混凝土非線性有限元實(shí)體單元提出具有銹蝕損傷的鋼筋混凝土材料本構(gòu)關(guān)系，研究新舊裂縫交叉擴(kuò)展機(jī)理及計(jì)算方法，開發(fā)在已有裂縫狀態(tài)下的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的非線性有限元計(jì)算方法，并通過三維加載試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。將已有的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)動(dòng)力非線性有限元分析軟件發(fā)展到可以計(jì)算帶損傷的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能，為現(xiàn)有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能評(píng)價(jià)和抗震加固設(shè)計(jì)提供簡便而準(zhǔn)確的分析手段，以適應(yīng)結(jié)構(gòu)生命周期費(fèi)用評(píng)測的要求。 2100433B

基于通用有限元系統(tǒng)，結(jié)合船體破損機(jī)理和初始缺陷處理方法，建立船體極限強(qiáng)度非線性有限元分析的完整框架。利用對(duì)水面艦船和雙殼油船極限強(qiáng)度模型試驗(yàn)的比較驗(yàn)證，合理解決非線性有限元分析的關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)完整和破損船體極限強(qiáng)度進(jìn)行非線性有限元法分析。然后，在模型試驗(yàn)和非線性有限元分析的基礎(chǔ)上提出面向設(shè)計(jì)的適合破損船體和雙向彎曲狀態(tài)的船體極限強(qiáng)度分析的改進(jìn)解析方法。

極限強(qiáng)度完整和破損船體極限強(qiáng)度非線性有限元分析

以帶上層建筑的某A船極限強(qiáng)度設(shè)計(jì)為例，基于建立的船體極限強(qiáng)度非線性有限元分析的完整框架，對(duì)A船中拱極限強(qiáng)度進(jìn)行分析。利用縱向和橫向?qū)ΨQ條件，選取船舯1/4艙段為分析對(duì)象，附加適當(dāng)長度的加載段，在加載段施加線性分布載荷，選取合理的邊界條件。此時(shí)上層建筑大部分已屈服，底部發(fā)生屈曲，而中和軸附近保持彈性狀態(tài)，彈性區(qū)域偏向受壓底部。A船中拱彎矩與縱向位移關(guān)系還給出了理想結(jié)構(gòu)單元法和解析方法的計(jì)算結(jié)果，三種方法的計(jì)算結(jié)果相當(dāng)吻合。

艦船在戰(zhàn)爭環(huán)境中面臨著來自空中、水面和水下的各種常規(guī)武器 (如反艦導(dǎo)彈、激光炸彈、魚雷和水雷等) 的攻擊，爆炸破損在艦船船體橫剖面上的位置是全方位的?；诮⒌拇w極限強(qiáng)度非線性有限元分析的完整框架，模擬某B船上舷側(cè)爆炸破損典型工況，利用縱向?qū)ΨQ條件，選取船舯1/2艙段為分析對(duì)象，附加適當(dāng)長度的加載段，在加載段施加線性分布載荷，選取合理的邊界條件。由于剩余有效剖面的非對(duì)稱性，剖面極限中和軸不再與基線平行，極限中和軸相對(duì)于彈性中和軸發(fā)生平移和轉(zhuǎn)動(dòng)；受拉邊緣屈服，受壓邊緣屈曲，而極限中和軸附近保持彈性。

極限強(qiáng)度船體極限強(qiáng)度分析的改進(jìn)解析方法

在船體極限強(qiáng)度研究的理論方法中，直接方法和簡化方法是面向設(shè)計(jì)的方法。對(duì)于破損船體結(jié)構(gòu)非對(duì)稱的情況，彎矩與曲率方向在非彈性階段不再存在固定的關(guān)系，簡化方法需由插值計(jì)算得到破損船體極限強(qiáng)度。直接方法中的線彈性方法十分簡單，但計(jì)算精度可能不好，因?yàn)樵趬嚎s邊緣屈曲后船體性能不再是線性，剖面中和軸的位置將發(fā)生變化；使用經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)于常規(guī)船型可以得到合理的解，但人們?cè)谟媒?jīng)驗(yàn)公式計(jì)算新的或通用船型時(shí)必須小心，因?yàn)樗鼈冇捎邢薜臄?shù)據(jù)導(dǎo)出；而解析方法通過假設(shè)船體剖面在極限狀態(tài)下的應(yīng)力分布，考慮壓縮邊緣屈曲和拉伸邊緣屈服由理論計(jì)算得到船體極限強(qiáng)度，可以更精確地包括不同剖面和材料的影響。Paik和Mansour (1995) 基于極限狀態(tài)時(shí)中和軸附近材料保持彈性狀態(tài)和彈性區(qū)域偏向受拉一側(cè)的假設(shè)，推導(dǎo)了完整船體極限強(qiáng)度的解析公式，比較研結(jié)果表明，雖然解析方法沒有顯式地包含結(jié)構(gòu)構(gòu)件的卸載效應(yīng)，但只要假設(shè)的剖面應(yīng)力分布合理，還是可以得到準(zhǔn)確的結(jié)果。

大量的模型試驗(yàn)和有限元分析結(jié)果驗(yàn)證了Paik極限強(qiáng)度模型中關(guān)于在船體梁達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)中和軸附近材料保持彈性狀態(tài)的假設(shè)，但同時(shí)也質(zhì)疑Paik極限強(qiáng)度模型中關(guān)于彈性區(qū)域偏向受拉一側(cè)的假設(shè)?；诖w極限強(qiáng)度模型試驗(yàn)和實(shí)船有限元分析，結(jié)合板和加筋板格極限強(qiáng)度分析的彈塑性法，提出面向設(shè)計(jì)的船體極限強(qiáng)度分析的改進(jìn)解析方法。該改進(jìn)解析方法的基本步驟是：

1、將船體剖面離散化為加筋板格，利用EPM法計(jì)算其屈曲極限強(qiáng)度；

2、極限狀態(tài)時(shí)船體剖面拉伸邊緣屈服，壓縮邊緣屈曲，而在剖面中和軸附近保持線彈性狀態(tài)；

3、剖面彈性區(qū)域由完全屈服和屈曲應(yīng)力分布模型中拉伸力心和壓縮力心在垂直于中和軸方向的位置確定；

4、極限狀態(tài)剖面中和軸的位置和方向由平衡條件確定；

5、船體極限彎矩可表示為彈塑性應(yīng)力分布模型中拉伸力與拉伸力心和壓縮力心之間的距離的乘積。