自復位結構的案例
【一點科研筆記】基于SMA的自復位結構的一點思考
當然SMA 自然也存在三大問題（個人認知的）;1) 成本問題，我始終認為這雖然是個現實個問題，但往往現實的問題才是bottleneck, 盡管很多學者做了傳統結構與自復位結構的全生命經濟的評估，試圖說服業主，但我相信這條路還很遠，也會很坎坷；2）奧氏體彈模低，需要通過預緊的方式彌補，如果無法施加預緊，剛度是個問題；3）材料的幾何變異性大，從SMA 絲，到棒，到板，到角鋼等等SMA的性能大不相同，說明SMA 的性能很敏感與加工工藝和構造，此外，對于同一種類型的SMA，如SMA 棒，隨著直徑的改變，性能的退化和變異性也很大，我們知道，在實際的工程中因為安裝空間的限制，我們勢必會優先使用大直徑的SMA，那么這種變異性如何考慮？我覺得同濟大學方成老師基于SMA cable 做的研究很有工程導向，避免的幾何變異性的問題。一句話，我們不可能說我們做的基于SMA 的構件或者節點所具備的性能，就一定是我們設計的真實結構所具備的性能。很簡單，就是你試驗得的節點性能是否可以推演到一個原型節點？當然我們存在一些研究，對一個自復位節點試驗或者模擬基礎上，然后自然順承原型結構，我覺得可能科研是可以的，但是真的要用在實際中，不知道作者是否對SMA 有信心？。筆者的研究經驗就是，如何構件的性能強依賴于SMA 的性能，可能這種順承是應該被質疑的。
那么如何合理的使用SMA 材料？這里，我想分享我個人的經驗。其實說到底使用SMA 的目的就是因為它的超彈和自帶耗能。而且上述的分析，也給出了如果使用不預緊的SMA ，剛度會是一個問題，所以使用SMA 的構造的大多數的情況就是帶預緊的一種使用狀態。那么這種狀態，所得到的力學性能，能否被現有的簡單的構造代替呢？我覺得有，現在很火很實用的一個裝置是新西蘭學者提出的基于變摩擦機制的韌性構造，如下圖。
展開 韌性結構概念之損傷控制結構
其實損傷控制的設計理念是一個非常寬泛術語，它包含了以下但不止于：1）基于后張拉技術的自復位結構；2）基于形狀合金材料的自復位結構；3）基于（楔形/平面）摩擦面的（自復位）結構；4）基于變摩擦環簧的自復位結構：5）基于碟簧等彈性元件的自復位結構；6）基于不同屈點服鋼的損傷控制結構；7）前六種的排列組合。
其實上述大致六種損傷控制結構類型從處理靜力殘余位移角的角度（靜力加載至峰值卸載的殘余的位移）可以為歸類兩類：A）完全自復位；B）允許有殘余。此外某些研究者也專門提出部分自復位的概念。部分自復位的概念，對于不研究結構動力的學者很難理解，為什么結構在靜力的角度已經存在較大的殘余位移角，比如可能在大震等同的靜態峰值位移處卸載的靜態殘余位移角顯著大于我們認為是可經濟修復的殘余位移角閾值限值，0.5%。但是很多研究發現，如果部分自復位結構設計合理，我們依然認為它是損傷控制結構的一種，甚至在某些情況下，尤其是在平衡復位和耗能元素的博弈下，部分自復位的損傷控制結構可能是更優解，可能更具有工程應用價值。那么今天我們的主角就是部分自復位的一種，也是我們上述損傷控制結構分類的第6種。
二、基于不同屈點服鋼的損傷控制結構
一種典型的基于不同屈服點鋼的損傷控制結構布置如下，一般而言此類結構有明顯的兩部分組成，學術圈稱之為：主次結構，顯然，主結構是我們需要保護的部分在中小震下（有時候包括大震）需要彈性設計，非線性滯回耗能由次要結構的耗能元件承擔。為方便起見，這樣圖1示的結構的中間的鋼框架部分我們以下稱之為主結構，配置兩側的帶有耗能元件的結構我們稱之為次結構或者耗能跨。
展開 【STKO助力OpenSEES系列】帶減震裝置（軟鋼阻尼器或者自復位阻尼器）混凝土框架結構的動力時程分析教程
文/心塵軒
網站/STKO OpenSees Software (asdeasoft.net）
視頻的主要內容（移步相應視頻教程）
1、帶金屬阻尼器的case
2、帶旗幟型阻尼器的case
【公眾號內容回顧】
關于STKO:
1.STKO for OpenSEES 安裝教程
2.STKO for OpenSEES 免費許可證申請指南（修改版）
3.研究生STKO免費許可證申請郵箱范例
4.導師STKO免費許可證申請郵箱范例
5.無需TCL編程能力，STKO帶你輕松玩轉OpenSEES
6.STKO助力OpenSEES系列：自復位支撐框架靜力循環pushover分析
7.STKO助力OpenSEES系列：平面多層多跨混凝土框架靜力循環pushover分析
8.STKO助力OpenSEES系列：結構模態分析以及動力特性（MDOF與等效SDOF驗證）
9.STKO助力OpenSEES系列：結果云圖后處理初瞥
10.從編程角度闡述有限元軟件最佳入門方法：以Abaqus 和OpenSEES 為例
11.STKO助力OpenSEES系列：STKO軟件操作基礎介紹
12.【第二屆OpenSEES歐亞會議】OpenSees Days Eurasia 2022
13.【STKO首席開發師massimo博士講座】歡迎報名
14.
展開 自復位橋墩（OpenSees、ABAQUS）
</p><p><br></p><p><strong>公眾號：結構工程師</strong></p><p><strong>如有問題，可加我微信YClarie</strong></p><p><br></p><p><br></p>
STKO助力OpenSEES系列：自復位支撐框架靜力循環pushover分析
圖3 hingebeam property
• 自復位支撐：
這里的自復位支撐可以通過很多方式去模擬，在這個模型中通過twonodeLink material 去實現，在STKO中如果使用twonodeLink 單元，需要首先創建點對點的相互作用，之后將自復位材料賦予給twonodeLink material, 最后在賦予給起初創建的點對點的相互作用，即可以實現自復位撐的設置。
圖4 TwonodeLink material 設置
• 結果輸出是STKO 的一大亮點，強大的輸出庫，和abaqus輸出設置一致，只需要勾選想要的結構即可。
圖5 輸出設置
最終，建好模型提交計算后，即可查看計算結果，可以通過友好的GUI查看我們所需要的結果，比如，變形云圖，應力應變云圖，滯回曲線，軸力云圖，彎矩云圖，并提取數據。如下圖所示，這就大大方便我們在論文中插入我們想要的云圖來佐證我們想要表達的觀點。
圖6 STKO-based OS 的后處理
結語：
由上可見，基于STKO的Opensees的使用潛力將被很大程度挖掘，我們將可以輕易使用它的強大的材料庫，單元庫，算法，以及高效的求解過程，所以，作者也希冀助力STKO 搭載Opensees 能夠擴大opensees 在中國的影響的進程。
展開 【科研分享】韌性概念之新型阻尼器研發及相應結構需求指標評估
在結構工程領域，樸素的韌性結構一開始僅用于描述結構的可恢復性，更為直接的，structural resilience 近似等于structural self-centring capacity. 在Angus 認知里，我更傾向于結構的韌性是更高的維度，不僅應該囊括結構的可恢復性，而應該間接等價于結構高性能屬性。在基于PT后張拉或者SMA 的材料并聯金屬屈服機制耗能裝置的自復位結構中，研究者經常會遇到一個結構性能的矛盾，自復位和耗能行為。進而，這類自復位結構為了優先確保自復位特征，其耗能行為大多數用modest 來描述。隨著研究的深入，很多學者也提出了這類結構的高階模態影響顯著，對主結構不利，樓層加速度較大，對非結構構件安全不利。因此，研究者逐漸意識到，追求復位的同時應該綜合的提高的結構的性能。
過去結構抗震相關研究已經說明，結構的地震響應是地震隨機性的，即依賴于輸入結構的地震的記錄，實際上這個結構響應隨機性的特征其實也隱含了結構本身對地震種類的敏感，而結構響應對地震種類的敏感則依賴于結構本身的力學屬性（常常研究中通過結構響應的離散性來描述）。在可恢復性結構被熱捧之前，大多數的結構都可以近似地等效為理想彈塑性系統（即結構滯回規則未豐富化，骨架曲線近似就是線性隨動模型）。因此上述地震隨機性的異同往往就被認為是地震的隨機性。現在學者已經意識到，呈現出不同滯回參數的等待結構體系（結構近似等效，如一階模態是近似的），在同一個地震激勵下，結構的地震響應也是差別很大的。例如，在同一組地震輸入下，對于僅屈服后剛度系數不同的結構體系，較大的屈服后剛度系數的結構可以有效的控制結構的高階振型的不利影響，進而降低結構響應的離散性。聽上去這類具有較大或者顯著屈服后剛度系數的結構體系較傳統理想彈塑性體系具備優勢。
展開 ansys自頂而下子結構
前篇已經簡單介紹了ansys自底向上的建模方法使用子結構，現在以前篇同樣的問題來計算，計算方法采用自頂向下，同樣包含一般單元和超級單元。
建模思路如下：
1.首先建立完整的模型。
2.選擇需要的部分，分別生成超級單元，此列分別建立中部和右部的超級單元。
3.建立使用模型，求解。（一般單元的解和超級單元的凝聚解）
4.分別將凝聚解擴展到全模型上。
5.在全模型中查看整體解。
!
CANbus數據幀結構解析（轉自電液愛好者）
實例：仲裁段
三、控制段
控制段一共有6位，由擴展幀標志位IDE、保留位r、數據長度代碼DLC組成，解釋如下：
實例：控制段
四、數據段
一個數據幀傳輸的數據為0-8個字節，這種短幀結構使得CANbus的數據量小，發送和接收時間短，實時性高；同時被干擾的概率小，抗干擾能力強。
實例：數據段
五、CRC段
CRC校驗用于CANbus的數據檢錯，CRC校驗值存放于CRC段，CRC校驗段由15位CRC值和1位CRC界定符構成。
實例：CRC段
六、ACK段
當一個節點接收到的幀起始到CRC段之間的內容沒有錯誤時，將在ACK段發送一個顯性電平。
實例：ACK段
文中從幀起始、仲裁段、控制段、數據段、CRC段、ACK段、幀結束來展示了CANbus數據幀的結構，為了方便理解，插入了很多實例圖片，也借用了很多網絡的資料，希望有助于理解。
下一篇將會介紹，CAN通信幀的分類及CANbus上的錯誤類型。
展開 有限元技術在某自卸車結構改進中的應用
作者：蘇峰，王永飛，陳建強
（中國包頭北奔重型汽車有限公司，包頭 041032）
摘 要：本文以現有北奔重型自卸車車架為基礎上，通過更改車架上的局部結構，對更改后的局部結構及車架建立了有限元模型，利用NASTRAN軟件進行求解計算。根據此類車型實際使用情況，對車架的彎曲、扭轉及急轉彎等工況進行了車架的強度分析，得到新設計結構改進前后相應工況下應力分布云圖。
關鍵詞：車架；整體結構橫梁；NASTRAN；有限元分析
引言
北奔6X4某類型自卸車經常在礦區使用，平衡懸掛處的背靠背橫梁經常發生斷裂，嚴重影響客戶的使用，為了滿足此地區的客戶要求，北奔設計人員針對此類問題，將原來的鍛件橫梁改為整體鑄造橫梁。
針對這種新結構，在試驗過程中，發生了整體鑄造橫梁斷裂現象，如下圖1.1所示。針對斷裂現象，北奔設計人員提出了很多解決方案，例如加大斷裂處的鑄造圓角，移動鑄造橫梁附件的橫梁，在鑄造橫梁附近添加橫梁等方案，通過仿真計算，發現這幾種方案對于整體鑄造橫梁的受力幾乎沒有影響。最終北奔設計人員將整體鑄造橫梁重新做了設計。改進后的新結構橫梁，仿真計算時都能滿足設計指標，而且在實際路試中沒有再出現斷裂現象。圖1.2為新設計的結構改進后的結構示意圖。
圖1.1 新設計整體鑄造橫梁斷裂圖
（a）改進前新結
（b）改進后新結
圖1.2 整體鑄造橫梁新結構改進前后示意圖
2.車架有限元模型
圖2計算時的有限元模型
車架的有限元模型包括：車架總成，副車架總成，簡化的懸架、橋、輪胎。車架總成主要是由縱梁、襯梁、橫梁總成、整體鑄造橫梁等零部件構成。車架縱梁、襯梁、橫梁，筋板等鈑金件都是等壁厚的，采用殼單元對這些部件劃分，整體鑄造橫梁采用詳細的四面體十節點實體單元劃分。
展開 基于SimSolid的燃料電池自卸車結構性能分析
基于SimSolid的燃料電池自卸車結構性能分析.pdf
壁騎機器人自旋碳纖維結構
典型的例子是一個項目從Stuggart研究所的計算設計（ICD）稱的大學“為燈絲結構的移動機器人制造系統。” 創建于研究生瑪麗亞Yablonina，它使用抓取墻壁碳纖維細絲編織成萬花尺狀形式的機器人。“它的主要優點是，你可以建立全新的結構，這是不可能的，否則實現，”ICD主任阿齊姆·杰斯告訴Dezeen。
兩個機器人通過碳纖維線來回織紋，然后附加它墻錨，如下圖所示。該幅狀結構可以簡單地通過添加更多的漫游建立在多達四個壁。強大的真空風扇需要外部電源，所以該球隊的下一步驟是擴展范圍和可以使用的機器人的數目。
在“群建設”是一個好方法比創建真正強大的吊床更多。ICD已建成建筑的屋頂和高科技建筑圍護出碳纖維使用傳統方法和工業機器人。然而，杰斯認為越小，倫巴類設備將擴大的可能性。“人們可以設想超出了工作區和典型的工業機械的范圍的限制更復雜，差異化和大型建筑系統，”他說。
樹脂價格表https://www.hongyantu.com/index.php?r=landing/index&id=szjgb
展開 
南郵《AFM》：首次采用自模板法合成這種穩定的微結構！
近年來，花形空心微納米結構由于具有高比表面積、低密度、高負載量等優點而備受關注，在催化、光電、儲能、轉換、傳感器、藥物輸送等領域得到了廣泛的應用。另一方面，共價有機骨架(COF)在功能電子器件方面顯示出巨大的應用潛力。然而，目前還沒有基于COFs的三維一體化空心微納米結構的精確制作的報道。
來自南京郵電大學，西北工業大學等單位的研究人員，首次通過自模板法合成了尺寸為5-7μm、空心花瓣相互連接的二惡英COF-316一體式結構。其中的生長機制包括納米顆粒的自組裝、由內而外的奧斯特瓦爾德生長和外延生長的協同過程。由于COF-316固有的孔隙率和相互連接的中空結構，通過“內”和“外”功能化，COF-316可以均勻地與聚吡咯(PPy)復合，其中氫鍵相互作用提高了充放電過程中的電荷轉移效率和結構穩定性。COF-316@PPy柔性透明超級電容器在3μA cm-2時的面比電容(CA)為783.6μF cm-2，并且其具有長期循環穩定性。這項工作將促進儲能裝置利用三維空心COF材料設計理念的研究。相關論文發表在Advanced Functional Materials。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/adfm.202010306
圖1.三維空心花形COF-316微結構的合成與表征
圖2.空心花形COF-316微結構的形成機理和隨時間變化的結構特征。
展開 平面連桿機構自調結構分析與綜合（重慶大學碩士論文）
平面連桿機構自調結構分析與綜合.part1.rar
平面連桿機構自調結構分析與綜合.part2.rar
一文看懂金屬顯微結構分析（轉自材易通）
目的：
通過對材料進行X射線衍射，分析其衍射圖譜，獲得材料的成分、材料內部原子或分子的結構或形態等信息的研究手段。
X射線衍射分析法是研究物質的物相和晶體結構的主要方法。當某物質(晶體或非晶體)進行衍射分析時，該物質被X射線照射產生不同程度的衍射現象，物質組成、晶型、分子內成鍵方式、分子的構型、構象等決定該物質產生特有的衍射圖譜。X射線衍射方法具有不損傷樣品、無污染、快捷、測量精度高、能得到有關晶體完整性的大量信息等優點。因此，X射線衍射分析法作為材料結構和成分分析的一種現代科學方法，已逐步在各學科研究和生產中廣泛應用。
主要應用：
物相定性分析、物相定量分析、點陣常數測定、微觀應力測定、結晶度測定、單晶取向和多晶織構測定等
顯微金相組織分析
目的：
主要用于檢查金屬材料微觀的組織構成、評判熱處理質量。
應用范圍：
鑄鐵、鋼、銅合金、鋁合金、鎂合金、鎳合金、鈦合金等。
展開 基于Materials Studio（MS）軟件對金表面自組裝膜的結構進行優化
此法收斂性較好，但對分子起始結構要求較高，因此常與最陡下降法聯合使用，先用最陡下降法優化，再用共軛梯度法優化至收斂。
3）牛頓方法（Newton），以二階導數方法求得極小值。此法的收斂很迅速，也常與最陡下降法聯合使用。
4）綜合法（Smart Minimizer），該方法可以混合最陡下降法，共軛梯度法和牛頓法進行結構優化，在MS中是可選擇的。
點開各種方法后面的More，可設定收斂精度（Convergence），算法（Algorithm）和一維搜索（Line search，指每一次迭代中的精度）等。
Smart Minimizer中，只有共軛梯度法和牛頓法才可以選擇不同的算法：
Smart Minimizer中，牛頓法可以設定最大的原子數，如果體系的原子數大于所設定的值，則計算是會自動地轉為前面設定的收斂法（共軛梯度法或最陡下降法），收斂精度會改為共軛梯度法的默認收斂精度值。
Au（111）表面磺酸甜菜堿封端封端癸烷基硫醇自組裝單層膜MS結構優化過程
盒子尺寸：34.609×29.970×91.91874?
水層：20 ?，水密度為1g/cm3
真空層：40 ?（以避免鏡像重疊，更好地模擬表面）
分子力學模擬設置
分子力場采用COMPASS，截斷半徑為12.5 ?，計算范德華作用和庫侖力作用的加和方法采用Atom Based，迭代方法采用Smart Minimizer。
計算結果
展開 