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期刊信息/Journal information
工程力学
工程力学

袁驷

月刊

1000-4750

gclxbjb@tsinghua.edu.cn

010-62788648

100084

北京清华大学新水利馆114室

工程力学/Journal Engineering MechanicsCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>《工程力学》是中国科协主管、中国力学学会主办，清华大学土木工程系承办的以工程应用为特点的全国综合性学术刊物。美国国际刊名代码中心授予的国际刊名代码（CODEN）为GOLIEB，一般工业技术类核心期刊，O3力学类核心期刊，工程索引（Ei）全刊收录期刊。它主要报导力学在工程及结构中的应用，刊登力学在科研、设计、施工、教学和生产方面具有学术水平、创造性和实用价值的论文，包括力学在土木建筑、水工港工、公路铁路、桥梁隧道、航海造船、航空航天、矿山冶金、机械化工、国防军工、防灾减灾、能源环保等工程中的应用且具有一定学术水平的研究成果。《工程力学》聘请了6位英美德和2位港台编委会委员。
正式出版
收录年代

    高温下钢筋混凝土板抗冲击性能及其影响因素

    钱凯谭鑫宇李治于晓辉...
    132-143,154页
    查看更多>>摘要：钢筋混凝土(RC)结构在遭受火灾作用时,常会由于楼层坍塌而继发冲击作用,对楼板产生高温与冲击的耦合作用.该文同时考虑高温热力耦合效应和冲击荷载作用下的应变率效应,开展了高温下RC板抗冲击性能研究.通过分别将RC板抗火和抗冲击的试验结果与模拟结果进行对比,验证了该文所建立模型的正确性.分析获得了RC板在不同受火时间和不同能量冲击荷载作用下的动力响应,讨论了板厚和配筋率对高温下RC板抗冲击性能的影响.结果表明:火灾高温作用将显著影响RC板的抗冲击性能.随着受火时间的增加,RC板的冲切破坏损伤更加严重,RC板的跨中峰值位移也更大.板厚的增加能明显改善RC板的高温下的抗冲击性能,而配筋率的增加对RC板在高温下的抗冲击性能的影响有限.

    RC板冲击荷载高温作用受火时间应变率效应

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    聚脲材料动态压缩力学行为的数值模拟研究

    孙妮柳锦春王钰颖
    144-154页
    查看更多>>摘要：以聚脲材料动态压缩力学特性为研究对象,提出了考虑动态弹性模量、动态强度因子和动态切线模量的简化三直线弹塑性本构模型;基于ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,建立了低、中、高不同应变率下聚脲材料压缩有限元模型,并与实验结果进行对比分析.结果表明:动态弹性模量增大因子、动态强度因子和动态切线模量因子随应变率增加而有规律的增大,均和应变率的对数呈双线性关系.在中低应变率下,三者的线性关系斜率都比较平缓;在高应变率下,三者的线性关系斜率都比较陡,且弹性模量动态增大因子的斜率比动态强度因子的更大,而第二阶段动态切线模量因子的斜率与动态强度因子的基本一致,但第三阶段动态切线模量因子的斜率是动态强度因子的2.3倍左右,说明高应变率下聚脲材料的后期应力强化效应更加显著.聚脲材料的简化三直线弹塑性本构模型可以在ANSYS/LS-DYNA有限元软件中较好地实现.该文建立的有限元模型能较为准确地模拟聚脲材料压缩实验,进一步验证了简化弹塑性本构模型在不同应变率压缩加载下的有效性.该研究可以为聚脲涂覆加固防护结构有限元模型提供材料模型参数依据.

    聚脲材料弹塑性本构模型数值模拟动弹性模量动态强度因子动态切线模量

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    齿轮齿条式惯质粘滞阻尼器的拉索减振机理研究

    刘菁梁栋杨柳李英俊...
    155-167页
    查看更多>>摘要：针对一种新型的齿轮齿条式惯质粘滞阻尼器,利用归一化的复模态方法,讨论了该新型阻尼器的自身性能参数和耗能性能;建立了考虑垂度的拉索-惯质粘滞阻尼器振动体系,用归一化的方法研究了惯质系数和阻尼系数对拉索模态阻尼比的影响.模型试验与数值计算的分析表明:由负刚度产生的位移放大效应使惯质粘滞阻尼器具有良好的拉索减振效果;在考虑单阶振动时,为达到较高的单阶模态阻尼比,不同阶次所需惯质系数与阻尼系数有所不同;在惯质系数为优化值时,惯质粘滞阻尼器能够同时使得相邻的两阶振动的模态阻尼比达到最大.

    新型惯质粘滞阻尼器归一化复模态方法数值研究拉索试验振动控制

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    结构面抗剪强度各向异性研究中试样获取方法有效性分析

    王述红侯钦宽雍睿钟祯...
    168-179页
    查看更多>>摘要：结构面抗剪强度的各向异性特征对工程岩体的力学性质、变形特性和稳定性分析都具有重要意义.结构面试样获取方法对抗剪强度各向异性特征的研究具有重要影响.为了对比不同试样获取方法在结构面抗剪强度各向异性研究中的有效性,分别对直接截取的圆形、方形和旋转截取的方形试样进行抗剪强度各向异性特征的对比分析.选取1 m×1 m的天然板岩结构面作为研究对象,采用三维激光扫描法获取结构面三维形貌特征,截取研究位置处圆形、方形和旋转方形试样进行对比评价.研究表明:直接截取的方形试样沿不同剪切方向产生的剪切面积不同,选用圆形试样更能反映结构面抗剪强度的各向异性特征;旋转方形与圆形试样的抗剪强度统计误差小于直接截取的方形与圆形试样的统计误差值,且旋转方形与等面积圆试样的抗剪强度各向异性特征最接近,两者统计误差最小、相似度最大,大于0.9987,当圆形试样不具备实验条件时,可选用旋转截取的等面积方形试样进行结构面抗剪强度的各向异性研究.该研究可为选取结构面试样获取方法提供参考和借鉴,为准确开展抗剪强度各向异性研究提供依据.

    岩石力学结构面抗剪强度各向异性试样获取方法

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    3D混凝土打印进程中柱壳结构的力学性能研究

    刘轩廷孙博华
    180-189,200页
    查看更多>>摘要：3D混凝土打印(3DCP)技术由于其快速制造的优势,在过去几十年里得到了迅速的发展.然而,在印刷过程中仍有许多问题需要解决,例如:目前的相关研究尚未建立能准确预测与分析3DCP圆柱壳的力学模型.该文利用Goldenveizer-Novozhilov壳体理论,加入打印进程参数,包括打印速率、打印材料固化特征、柱壳几何特征、以及自重作用影响,对3DCP圆柱壳的两种破坏机理:弹性屈曲和塑性破坏进行了分析,并在此基础上描述了柱壳形直立墙弹性屈曲与塑性坍塌间的竞争关系.参数模型、有限元模拟与已有相关试验的对比结果表明:该文提出的模型可以较好地预测3DCP圆柱壳的失效高度与失效形式,并为找寻最佳打印参数集给予理论指导.

    3D混凝土打印柱壳塑性坍塌弹性屈曲竞争关系

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    自钻自攻螺钉与不同基材连接节点抗拉拔承载力试验与理论研究

    汪大洋辛志勇区彤潘步新...
    190-200页
    查看更多>>摘要：螺钉与基材连接节点的力学性能是大跨金属屋面研究的关键问题之一,可靠的连接节点是确保屋面抗风安全的重要组件之一.开展了碳钢螺钉与铝基材(CSA节点)、不锈钢复合螺钉与铝基材(SSA节点)、不锈钢复合螺钉与钢基材(SSS节点)三类节点共360组样本试验研究,分析了三类节点的损伤失效模式,揭示了抗拉拔承载力的参数影响规律,建立了节点承载力设计计算公式.结果表明:两种钻入方式下三类节点均呈现螺钉与基材共同承载、到二者咬合处产生损伤变形行为、再到螺钉被拔出基材的失效模式,节点抗拉拔能力依次为SSS节点、CSA节点、SSA节点;基材厚度、螺钉直径和螺距均对节点承载力产生影响,尤以基材厚度和螺距最为显著,同等条件下改变螺距对三类节点承载力的影响最高达94.54％;所提三类节点承载力设计计算公式与试验结果吻合度良好.

    自钻自攻螺钉型钢基材铝基材拉拔承载力性能试验

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    预应力钢-竹组合梁受弯挠度计算方法与试验研究

    张孝存茅鸣李玉顺
    201-211,228页
    查看更多>>摘要：为分析预应力钢-竹组合梁的受弯挠度,以加载方式、张弦位置、预应力度为变量,对12根组合梁试件进行了设计与试验研究.在此基础上,假定梁变形分布符合正弦半波曲线,并考虑梁加载过程中几何关系变化与预应力反拱的影响,采用弹性理论建立了组合梁中预应力筋应力增量的计算方法,推导得出一点或两点加载、一点或两点张弦时,组合梁受弯挠度计算的统一公式.试验与理论计算结果的对比表明:该文提出的挠度计算方法可较好的预测组合梁在正常使用阶段的挠度;随着预应力度的增加,组合梁的等效抗弯刚度不断提高,且两点张弦时可获得更高的等效抗弯刚度.此外,对于初始预应力为零的试件,需采用可靠预紧措施,以保证体外预应力筋能够有效发挥作用.

    组合结构预应力钢-竹组合梁受弯挠度计算张弦方式加载方式

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    螺旋筋约束增强钢-混凝土组合方柱偏压性能及承载力计算

    周济陈宗平周春恒经承贵...
    212-228页
    查看更多>>摘要：为研究复合约束效应对螺旋筋约束增强钢-混凝土组合方柱偏压性能的影响,设计并完成了30个螺旋筋约束增强钢-混凝土组合方柱(15个角钢试件、15个钢管试件)的偏心受压试验,观察了试件的破坏过程及模式,获取了荷载-跨中挠度曲线和荷载-应变曲线,对比分析了各变化参数对试件偏压性能指标的影响,并讨论了复合约束下2类组合柱的刚度退化规律.结果表明:组合柱偏压破坏模式分为大、小偏压破坏;内置螺旋筋可显著提升钢-混凝土柱的偏压承载力和变形性能,抗弯刚度也有所改善,但过密布置螺旋筋将导致组合柱的承载力和抗弯刚度提升程度下降;增大螺旋筋径宽比和角钢/钢管纵向配钢率能显著增大组合柱的承载力和抗弯刚度,但纵向配钢率对变形性能的影响远小于螺旋筋配箍率;螺旋筋间距减小及径宽比增大可减缓组合柱的刚度退化速率;此外,复合约束效应对角钢混凝土柱偏压性能的改善显著优于钢管混凝土柱;基于压溃理论推导的组合柱偏压承载力解析公式的计算结果与试验结果吻合较好.

    钢-混凝土组合方柱螺旋筋偏压性能抗弯刚度承载力计算

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    考虑研磨子—车轮和轮轨作用的城际动车组车轮磨耗预测

    赵长雨赵鑫王鹏沈正行...
    229-237页
    查看更多>>摘要：针对站间距短、研磨子频繁作用的城际铁路,建立了集车辆系统动力学、研磨子—车轮接触和车轮磨耗等模型于一体的动车组车轮磨耗预测模型,车轮磨耗采用Archard模型计算,实现了研磨子—车轮和轮轨接触对车轮磨耗贡献的定量预测.以中国南方某城际线路上运行的某型城际动车组为例,模拟了动车组车轮LM廓形在一个车轮镟修周期内的演化,通过对比跟踪测试结果,确定研磨子所致车轮磨耗的磨耗系数取1.45×10-4,并完成了模型验证.上述城际铁路的模拟结果显示,该模型的车轮磨耗预测误差仅为5.00％.以0.30 MPa工作气压下的高硬度研磨子为例,发现其最佳工作模式为"工作20 s—停止工作25 s"的间歇式工作模式.为动车组研磨子系统的优化设计提供有效模拟工具.

    载运工具运用工程车轮磨耗磨耗预测城际动车组研磨子研磨子作用模式

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    基于DT-Ⅲ型扣件安装的e型弹条静力学分析

    刘艳刘欢李秋彤姜秀杰...
    238-248页
    查看更多>>摘要：扣件系统的安装状态直接影响弹条疲劳寿命的预测结果.目前,e型弹条失效及疲劳性能的现有研究大多基于简化加载方式(先将弹条插入插孔,后抬升趾端位移)模拟扣件安装过程,忽略了扳手对弹条中肢的约束,弹条跟端和后拱的逐步抬升及弹条跟端与铁垫板承台之间摩擦的影响.以DT-Ⅲ型扣件系统为例,提出了基于扣件现场安装,拉拔e型弹条中肢的加载方式,建立精细化分析模型,与简化加载工况对比分析,并通过现场安装及简化安装测试验证.结果表明:现场安装应变测试的实测表面最大主应变值与简化加载试验结果相近,但方向角与后者相差约5°.现场安装加载工况的弹条最大主应变全局最大值位置,随弹条插入深度增加而发生显著变化;当弹条处于过安装状态时,应变全局最大值阶跃式增长,位置跳变至弹条中肢与铁垫板插孔挤压处.为准确评估与预测e型弹条疲劳寿命,仅可采用现场安装加载工况进行疲劳分析;若对弹条进行强度大小分析,为节约计算时间,也可采用简化加载工况近似模拟.

    轨道交通扣件系统e型弹条有限元应变测试加载方式

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