承載剛度的案例
我幫武漢紅花會分析分析物資存儲的受力分析 ￥10000
翻出前些年接到的三個項目，都是有關承載剛度，約束加載計算等的。
1.項目一：該結構為某鋼結構節點，該鋼結構全部采用螺栓連接，需要計算該鋼結構節點在預緊力螺栓連接下的承載剛度。
2.項目二：某倉儲貨架，該結構由立柱、橫梁和貨架層板組成，其中立柱和橫梁均采用beam188單元建模，橫梁為異形截面，并且和層板耦合連接（相當于筋板），貨架層板采用shell181單元建模，計算貨架層板能夠承載的極限載荷。此結構通過ansys APDL進行建模計算。內容包括定義單元、設置材料參數、異形截面梁單元的設置、約束加載和計算結果查看等。
3.項目三：一個門型架，該門型架采用H型鋼焊接而成，H型鋼橫梁和立柱均為變截面梁，計算該門型架在上部承受一定載荷的變形及應力情況。內容包括定義單元、設置材料參數、變截面梁單元的設置、約束加載和計算結果查看等。
展開 一類高性能隔振器：準零剛度隔振技術
本文將介紹一類高性能新型隔振器——準零剛度隔振器的發展現狀和設計方案。
線性隔振理論表明，只有當激勵頻率大于√2倍固有頻率時，系統才有隔振效果。隔振系統中隔振器的壓縮量（平衡位置靜位移）受到安裝空間的約束和側向穩定性需求的限制，因此若要提高承載能力需要隔振器具有較高剛度，然而高剛度又勢必導致較高的固有頻率。高承載能力和低固有頻率之間的矛盾成為被動隔振技術發展的瓶頸，而低頻隔振尤其是重型設備的低頻隔振也一直是被動隔振的難點問題。
具有高靜低動剛度特性的隔振器具有隨壓縮量變化的剛度，在零負載時，隔振器具有大靜剛度（承載剛度）以確保高承載能力和小靜位移，當負載壓縮隔振器至靜平衡位置時，隔振器動剛度大幅降低，因此該類隔振器兼顧高承載能力和低固有頻率，有效解決了被動隔振的瓶頸問題。準零剛度隔振器即為一類非常有代表性的具有高靜低動剛度特性的隔振器。顧名思義，準零剛度隔振器即為動剛度接近于零的隔振器，目前常見如下三種設計形式：
一是將負剛度機構并聯到正剛度系統中實現準零剛度；
二是利用特定形狀的結構力-形變之間的非線性關系實現準零剛度；
三是采用全新的隔振機理。
展開 新型鋼網鏤空心樓板試驗、模擬及理論研究 (數值模擬部分)
由于框架柱僅頂底部出現一定范圍損傷，而中部較大區域的混凝土仍處于低應力狀態，從而將框架柱設計成啞鈴狀可能是有效提高承載力或降低材料使用量的手段。
圖5 空心樓蓋板計算結果
6. 結構優化
結合前述數值分析結果，制定如下優化步驟：
（1）優化鋼筋設計。將框架梁的鋼筋改為12C16，N2C14和6C20。將中肋梁的頂底部鋼筋改為2C12和2C8。將暗梁的頂部鋼筋改為2C14和2C12。（優化方案1）
（2）優化樓蓋板混凝土標號。在優化鋼筋配置的前提下，將樓蓋板混凝土改成C40混凝土。（優化方案2）
（3）優化框架柱混凝土標號。在優化步驟2下，將框架柱混凝土改成C40混凝土。
在這里需要說明的是，鑒于建筑空間設計的考慮，在這里不改變樓蓋板的跨度，也不將框架柱設計成啞鈴型。（優化方案3）
優化設計結果如圖6和表1所示。從圖6中可以看出，在加載初期，各方案剛度大小幾乎一樣。在荷載超過10kN后，曲線進入轉折階段時，各優化方案的剛度較原設計方案略有下降，但差異不大。其中，優化鋼筋的方案1剛度下降最顯著，優化方案2和方案3在提高試件混凝土標號后，試件剛度略有上升。此外，提高混凝土標號的作用僅在于減小樓蓋板及框架柱塑性區范圍，即減小試件的受損程度，而對提高剛度作用有限。結合圖5可推斷，影響試件剛度及承載力的關鍵因素在于框架柱與樓蓋板相連區域的剛度及承載力。由表1可知，在試件剛度下降不太大的情況下，優化方案的造價較原設計均有一定下降，降幅在10%左右。在此，建議選擇的是優化方案1，其造價降幅約12%，而其剛度較原設計亦下降不大。
圖6 優化方案對比結果
注：數字表示方案編號，0表示原始設計方案，1表示優化方案1，依此類推。
展開 空心板橋加固技術解析
三、橫向粘貼鋼板加固
橫向粘貼鋼板加固是用粘結劑及錨栓把鋼板粘貼錨固在混凝土結構的薄弱部位，將鋼板與被加固的混凝土結構形成整體，可以提高結構承載力、剛度及延性。
工程上較為成熟的粘貼方式有兩種，一種是橫橋向通長整體粘貼，一種是將鋼板橫橋向垂直粘貼錨固在空心板鉸縫處，使相鄰空心板共同受力。
橫向粘貼鋼板加固法對交通影響小、不改變原結構尺寸、技術可靠、工藝成熟且短期加固效果好。同時也存在以下缺陷：
1.在短期內本加固方法鋼板粘結較為牢固，鋼板通過粘鋼膠與板梁共同受力。在汽車荷載的長期反復作用下，鉸縫兩側板梁容易發生豎向變位，進而引起鋼板的錯動，造成鋼板的剪切破壞、錨固失效及脫落。若鉸縫存在滲漏水現象，鋼板的剝離脫落速度將更快。
2.采用本加固方法增加了加固后的鉸縫傳遞橫向彎矩的能力，但在荷載反復作用下容易導致板梁出現新的底板縱向裂縫或加劇原有縱向裂縫病害。
3.為了加強鋼板與空心板的連接，一般需要在空心板表面鉆孔，因而會造成空心板的損傷。
4.由于橋梁加固通常是在不卸載的情況進行，故鋼板在受力過程中存在著應力滯后現象。加固前原結構已存在一定應力，而所粘貼的鋼板僅在加荷載后才產生應力。
5.另外，粘貼鋼板錨固結點的處理比較困難，鋼板防腐的成本高，施工工藝亦較為復雜。
四、去梁增肋加固
去梁增肋加固法是針對多梁式橋梁提出的一種新穎的體系加固法，加固思路是：去掉個別損傷較嚴重的空心板，剩余空心板維修后在原橋梁寬度范圍內重新間隔排列，利用舊板之間的空間新增預應力混凝土梁肋，新增梁肋內布設鋼鉸線和普通鋼筋，與舊板共同承擔荷載。
1.去梁增肋加固法由于增加了材料用量，施工時要起吊梁板，工程量稍大。
2.施工技術難度小，改善了舊梁板的橫向分布，新增的預應力混凝土梁肋對原結構整體剛度和承載力都有明顯提升。
展開 
四倍強勁動力新型并聯機器人嶄露鋒芒
串聯式結構相當于我們單手操作，工作范圍大但承載能力小；而并聯式可視作雙手或多手并用，承載能力大、剛度高，精度高，但工作范圍小。混聯機床由并聯部分和串聯部分組成，兼具工作范圍大和精度高的優勢，是開發高端機床的合適方案。
李秦川，浙江理工大學教授，畢業于燕山大學，博士師從我國并聯機器人機構學的開拓者黃真教授，博士課題主要研究少自由度并聯機器人構型綜合，即根據并聯機器人的運動要求即自由度，發明新的機構構型，并研究設計方法。2003年，李秦川博士畢業后加盟浙江理工大學。李秦川教授近年來主持國家杰出青年科學基金、浙江省杰出青年科學基金等項目，入選國家和浙江省萬人計劃科技創新領軍人才，是浙江理工大學機器人研究團隊的帶頭人。團隊目前有教授二人、副教授一人，講師六人，研究方向包括機器人結構創新與優化技術、機器人精密測量與驅動技術、機器人先進控制技術、機器人感知與智能認知技術。
并聯機器人：高速、高剛度、大承載能力
長期研究表明，混聯機床最合適的并聯部分是可輸出兩個轉動和一個平動的并聯機器人。并聯機器人具有許多無法替代的優勢，如高速、高剛度、承載能力大、動態響應好等。
“就好比一只手端水和兩只手端水，一只手端水的話，總會有些顫抖，但是兩只手的話，就會穩定很多。”對于并聯機器人，李秦川教授打了一個生動鮮活的比喻，“而我們的并聯機器人有四條支臂，這樣一來，穩定性就很高了。”
近 10 年來，以并聯機器人機構作為主機構的并/混聯構型裝備已獲得廣泛應用。對于很多不需要空間六個自由度的操作(如對準、姿態定位、軸對稱的機加工)，此時使用合適的少自由度(自由度數小于6)并聯機器人可以降低加工制造、標定、控制和維護等方面成本，少自由度并聯機器人已成為國際并聯機構學術界和工業界關注的熱點和前沿。
展開 基于型鋼-鋼絞線的新型預制裝配式梁柱節點抗震性能研究
骨架曲線是每級循環加載的荷載—位移曲線達到最大峰值點的軌跡，可以反映構件在不同階段受力與變形的關系，也可反映構件的強度、剛度、延性、耗能及抗倒塌能力等。滯回曲線和骨架曲線也是確定恢復力模型特征點的重要依據。
梁柱節點的滯回曲線和骨架曲線對比分別見圖9、10。由圖可知，正向加載時，傳統節點的承載力在梁端豎向位移為72mm時達到最大值，該值為729.4kN；強化節點的承載力在梁端位移為45mm時達到最大值，該值為763.4kN，強化節點的承載力比傳統節點的高5%。負向加載時，傳統節點的承載力在梁端豎向位移為58mm時達到最大值，該值為706kN；強化節點的承載力在梁端位移為39mm時達到最大值，該值為1227.8kN，強化節點的承載力比傳統節點的高74%。正向加載時，傳統節點的初始剛度為52kN/mm，強化節點的初始剛度為55kN/mm，強化節點的初始剛度比傳統節點的高6%。負向加載時，傳統節點的初始剛度為52kN/mm，強化節點的初始剛度為80kN/mm，強化節點的初始剛度比傳統節點的高54%。因此，正向加載時，強化節點的初始剛度和承載力略大于傳統節點的，而在負向加載時，強化節點的初始剛度和承載力明顯大于傳統節點的。由圖還可看出，強化節點曲線的包絡的面積大于傳統節點的，說明強化節點的耗能能力更好。綜上，強化節點的剛度、承載力和耗能能力均優于傳統節點的。
展開 基于型鋼-鋼絞線的新型預制裝配式梁柱節點抗震性能研究
骨架曲線是每級循環加載的荷載—位移曲線達到最大峰值點的軌跡，可以反映構件在不同階段受力與變形的關系，也可反映構件的強度、剛度、延性、耗能及抗倒塌能力等。滯回曲線和骨架曲線也是確定恢復力模型特征點的重要依據。
梁柱節點的滯回曲線和骨架曲線對比分別見圖9、10。由圖可知，正向加載時，傳統節點的承載力在梁端豎向位移為72mm時達到最大值，該值為729.4kN；強化節點的承載力在梁端位移為45mm時達到最大值，該值為763.4kN，強化節點的承載力比傳統節點的高5%。負向加載時，傳統節點的承載力在梁端豎向位移為58mm時達到最大值，該值為706kN；強化節點的承載力在梁端位移為39mm時達到最大值，該值為1227.8kN，強化節點的承載力比傳統節點的高74%。正向加載時，傳統節點的初始剛度為52kN/mm，強化節點的初始剛度為55kN/mm，強化節點的初始剛度比傳統節點的高6%。負向加載時，傳統節點的初始剛度為52kN/mm，強化節點的初始剛度為80kN/mm，強化節點的初始剛度比傳統節點的高54%。因此，正向加載時，強化節點的初始剛度和承載力略大于傳統節點的，而在負向加載時，強化節點的初始剛度和承載力明顯大于傳統節點的。由圖還可看出，強化節點曲線的包絡的面積大于傳統節點的，說明強化節點的耗能能力更好。綜上，強化節點的剛度、承載力和耗能能力均優于傳統節點的。
展開 3D打印飛機蒙皮的散熱或除冰組件
飛機蒙皮與骨架所構成的蒙皮結構具有較大承載力及剛度，而自重卻很輕，起到承受和傳遞氣動載荷的作用。蒙皮承受空氣動力作用后將作用力傳遞到相連的機身機翼骨架上，受力復雜，加之蒙皮直接與外界接觸，所以不僅要求蒙皮材料強度高、塑性好，還要求表面光滑，有較高的抗蝕能力。
目前的飛機常見的蒙皮有金屬蒙皮，復合材料層壓蒙皮、夾層蒙皮和整體壁板等。在飛機蒙皮的散熱方面，根據3D科學谷的市場研究，國內中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所在應用3D打印技術方面，做了一些研究和探索工作。
3D打印實現一體化結構
目前國、內外飛機環境控制系統中主要有以下兩種：
空氣-液體熱交換器
(簡稱：空-液熱交換器)——采用沖壓進氣道、利用沖壓空氣對來自電子設備的熱流體進行冷卻降溫，目前國、內外多數飛機采用這種形式。
缺點：空-液熱交換器體積較大、高度較高(通常大于100㎜)，沖壓進氣道和沖壓空氣對飛機產生較大的氣動阻力，沖壓進氣道內的空氣對飛機有較大的燃油代償損。
空氣-空氣蒙皮熱交換器
(簡稱：空氣蒙皮熱交換器)——熱空氣在飛機外蒙皮和機身結構之間的夾層中流動時，利用飛機與環境空氣的相對速度對熱空氣進行冷卻降溫。
缺點：空氣-空氣蒙皮熱交換器的換熱能力、制冷效果遠不如空氣-液體蒙皮熱交換器(簡稱：液體蒙皮熱交換器)。
西安飛機設計研究所研究的蒙皮熱交換器的外層散熱單元與內層散熱單元采用3D打印整體成型。其中，外層散熱單元外表面、外層散熱單元內表面及多個外層散熱隔板采用3D打印整體成型。內層散熱單元外表面、內層散熱單元內表面及多個內層散熱隔板采用3D打印整體成型，通過3D打印實現一體化的結構，提高了整體強度。
展開 論文建模復現-超高性能混凝土組合梁抗剪性能視頻教學 ￥99.99
該結構通過拉結筋和栓釘實現鋼板與混凝土的連接，在剪力作用下易產生界面滑移，導致試件剛度與承載力下降。本案例聚焦于論文第 4 章雙鋼板 - 混凝土組合梁的建模復現，旨在通過 ABAQUS 有限元分析軟件，對組合梁抗剪性能進行數值模擬。需特別說明的是，本次復現僅涵蓋建模過程教學，不涉及曲線擬合內容。</p><p>2、 幾何模型與材料參數</p><p>（1） 模型構建：</p><p>本案例采用減縮積分三維實體單元 C3D8R 模擬雙鋼板-混凝土組合梁試件的混凝土、栓釘和鋼板部分，該單元對位移的求解結果較精確，在網格發生扭曲變形時分析精度不會受到大的影響。拉結筋采用T3D2三維二節點線性桁架單元進行模擬，墊塊和支座采用離散剛體殼單元進行模擬。混凝土六面體網格邊長 40mm，鋼筋鋼板網格邊長 20mm，栓釘網格邊長 5mm，因為網格尺寸過大導致模型不收斂，尺寸過小明顯減慢計算速度，此種網格尺寸可以很好的模擬實際試件的受力性能。雙鋼板-混凝土組合梁數值模擬幾何模型如圖所示。
展開 ABAQUS任意單元表面加入膜單元或加入復合材料纖維層
用碳纖維和玻璃纖維混合制成的復合材料片彈簧，其剛度和承載能力與重量大5倍多的鋼片彈簧相當。
以上內容來自360百科
本期是教大家如何在ABAQUS有限元模型中在任意實體單元表面加入殼單元作為纖維增強材料來模擬復合材料：
孔眼壁上的膜單元來模擬壁面加固材料
內加入纖維增強材料
轉自公眾號——ABAQUS大世界
旨在分享，若侵即刪.
鋼管混凝土柱軸壓受力及分析結果處理 ￥20
附件包括6個文件：
1.鋼管混凝土CAE模型1個文件（包含1個分析初始缺陷，1個為軸壓全過程分析兩個模型，均為設置對稱邊界的1/8模型，計算速度很快）；
2.鋼管本構和混凝土本構計算程序（2個文件）；
（小程序計算出來數據很多，可以挑十幾個數據輸入，不影響精度，但是會很好收斂）
3.接觸設置方法及引入鋼管焊接殘余應力方法1個文件；
（文件中說的很詳細，按照設置即可，殘余應力對其承載力和初始剛度有不同程度的影響）
4.引入初始缺陷方法1個文件；
（計算1模態方法，形成位移文件，引入，文件中有詳細說明）
5.來源參考文獻及其中的鋼管混凝土結果處理曲線1個文件；
展開 
鋼管混凝土(CFST)受壓構件的承載力計算
這個筆記僅簡要討論了CFST受壓構件承載力的設計計算方法, 分析方法可以使用通用的有限元軟件,例如Abaqus來計算, 這將在以后的筆記中進行討論.
2 CFST軸心受壓短柱的承載力分析
(1) 軸心受壓短柱的應變場呈軸對稱分布；
(2) 在極限狀態時，對于 D/t≥20 的薄壁鋼管，鋼管的應力狀態可簡化為縱向受壓、環向受拉的雙向應力狀態，并沿鋼管壁厚均勻分布；
(3) 混凝土達到極限壓應變后為理想塑性材料；
(4) 鋼管為理想彈塑性體，且其縱向壓應力和環向拉應力在塑性階段始終滿足Von Mises屈服條件
鋼管混凝土軸心受壓短柱的承載力表達式為：
3 CFST受壓構件的承載力
《公路鋼管混凝土拱橋設計規范規程》 JTGD65-06建議了鋼管為圓形截面的鋼管混凝土受壓構件承載力方法。將鋼管混凝土受壓構件的承載力按照具有鋼管混凝土組合軸心抗壓強度fsc的單一材料受壓構件，考慮了連接方式和影響構件承載力主要因素，給出鋼管為圓形截面的鋼管混凝土構件承載力計算公式。
3.1 單管CFST軸心受壓構件承載力計算
(1) 鋼管初應力折減系數Kp
鋼管混凝土構件內混凝土達到設計強度前空鋼管的應力稱為鋼管初應力。為了反映鋼管初應力對鋼管混凝土受壓構件承載力的影響，承載力計算中采用了鋼管初應力折減系數Kp.
(2) 鋼管內混凝土脫空折減系數Kd
鋼管內混凝土脫空是鋼管內壁與鋼管內混凝土出現局部脫離的現象，鋼管混凝土拱橋主拱等受壓構件多出現球冠形的鋼管內混凝土脫空現象。產生鋼管內混凝土脫空現象的主要原因是過大的鋼管內混凝土收縮和向鋼管內壓筑混凝土的現場施工環節銜接出現問題。鋼管內混凝土脫空對鋼管混凝土構件承載力和剛度有一定影響，在鋼管混凝土受壓構件承載力計算中要考慮。
展開 后澆帶模板支設怎么做？這套標準做法堪稱完美！
模板及支架應具有足夠的承載力、剛度和 穩定性，應能可靠地承受施工過程中所產生的各類荷載。所以，這個樣板只是做法，其中立桿、水平桿的間距因工程而異，不可以照搬照抄。支架設計時還需注意：模板支架的高寬比不宜大于 3；當高寬比大于 3 時，應增設穩定性措施，并應進行支架的抗傾覆驗算。立桿的步距不應大于 1.8m；頂層立桿步距應適當減小，且不應大于 1.5m。
2、立桿上應每步設置雙向水平桿，水平桿應與立桿扣接。
3、立桿底部應設置墊板。
4、可調托座距頂部水平桿的高度不應大于 600mm，可調托座螺桿外徑不應小于 36mm，插入深度不應小于 180mm。
5、在立桿底部的水平方向上應按縱下橫上的次序設置掃地桿。
6、相鄰鋼管接頭不能在同一步之內，相互錯開應大于500mm。
后澆帶模板支設標準做法
一、操作要點
1、后澆帶模板支設必須采用獨立設計系統，與滿堂腳手架安拆互不影響，且上下層立桿放置同軸心，后澆帶砼未澆筑不得拆除；樓層通道應按方案中明確位置預留架體開口，后澆帶板面應作防護，并在實施過程中嚴格執行。
展開 無縫預制混凝土橋梁的好處和抗震設計要求
上部結構的設計中通常可以這些力矩，因為上部結構通常比隔板剛度大得多。于背墻之前澆筑端跨橋面板，可以最大限度地減小主梁旋轉。然而，在某些情況下，特別是在較大跨度的無縫橋梁中，設計橋臺時都需考慮上部結構旋轉引起的力矩。
針對不同抗震設計類別的橋臺縱向響應
針對抗震設計類別B或C中橋梁設計的橋臺，預計能夠承受地震荷載，并且最大限度地減少損傷。對于座式橋臺，預計動態被動壓力狀態下的橋臺運動最小。然而，橋梁上部結構位移要求可以是100毫米或以上，并可能增加土壤移動性。
對于抗震設計類別D，由于較大縱向上部結構位移與慣性荷載相關，因此通常會調動無縫橋臺墻以及座式橋臺背墻后方土壤中的被動壓力阻力。以下兩種方案可供選擇：
方案1：沒有橋臺貢獻的抗震系統（ERS）。橋梁抗震系統應設計成能夠承受所有地震荷載，而不需要橋臺的任何貢獻。橋臺可能有助于限制位移，提供額外的承載力和更好的性能，這在分析模型中沒有直接解釋。為確保梁柱能夠承受橫向載荷，應假設橋臺的剛度和承載力為零。這種情況下，應考慮結合地震加速度引起的嚴重位移影響，對橋臺進行評估。在適當的情況下，該評估應涵蓋橋臺傾覆。
方案2：有橋臺貢獻的抗震系統（ERS）。這種情況中，橋梁應設計成以橋臺作為抗震系統的關鍵元件。通過橋臺設計和分析，證實設計地震位移。如果設計中包括了橋臺剛度和承載力，則應該意識到，通過橋臺位移調動的被動壓力區，會延伸到通常用于工作靜載設計的主動壓力區之外。
展開 【專業知識】什么是空氣軸承，跟空氣有關系嗎？與普通軸承有啥區別
④ 承載能力低動壓軸承的承載能力與粘度成正比，氣體動壓軸承的承載能力只有相同尺寸液體動壓軸承的千分之幾。由于氣體的可壓縮性，氣體動壓軸承的承載能力有極限值，一般單位投影面積上的載荷只能加到0.36兆帕。
⑤ 加工精度要求高為提高氣體軸承的承載能力和氣膜剛度,通常采用比液體潤滑軸承小的軸承間隙(小于0.015毫米)，需要相應地提高零件精度。
空氣軸承是利用空氣彈性勢能來起支承作用的一種新型軸承。唯一使用的潤滑劑是空氣；因此，對于必須要求無污染的工件、或者工作環境來說，空氣軸承技術是理想的。
在空氣軸承中，滾珠由氣墊代替。空氣軸承最為人熟知的應用之一或許是氣墊船。巨大的風扇在氣墊船下方吹動空氣，通過彈性橡膠 “裙邊” 阻止空氣的逸出。氣墊船下方所產生的高氣壓能夠支撐船體重量，因而使其漂浮在氣墊上。
50年代以來，氣體軸承的應用越來越廣泛，并且受到廣泛和深入的研究。目前氣體軸承可用于紡織機械、電纜機械、儀表機床、陀螺儀、高速離心分離機、牙鉆、低溫運轉的制冷機、氫膨脹機和高溫運轉的氣體循環器等。
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