A. 急求!!如何区分通用技术中的强度和稳定性
影响稳定性因素有:重心高低、支撑面大小、结构形状,影响强度有:材料、形状、连接方式。要看改变了什么?如果是重心,当然是稳定性受影响。
B. 怎么区分受弯曲和压力啊我觉得我每次做题都会弄混,选不出来啊谁有办法教教我啊。
在通用技术中的 怎么分辨 受压力 扭转力 剪切力 受弯曲 等。。。 ①受拉与受拉:由乱派滚大小相等、方向相反、作用线与杆件轴线重合的一对力所引起。 拉伸,是构件沿外力的作用方向伸长,哗余截面变细。压缩,是构件沿外羡州力的作用方 向缩短,截面变粗。 ②受剪切:由大小相等、方向相反、相互平行且非常靠近的一对力所引起,表现 为构件的相邻两截面沿外力的作用方向产生错位。如连接件中的螺栓受力后的变 形。 受剪切 ③受扭转:由大小相等、转向相反、作用面都垂直于杆轴的一对力偶所引起, 表现为杆件的任意两个横截面发生绕轴线的相对转动。 ④受弯曲:由垂直于杆件轴线的横向力,或由作用于包含杆轴的纵向平面内的一 对大小相等、方向相反的力偶所引起的,表现为杆件轴线由直线变为受力平面内 的曲线。 在结构中,载荷(即外力)、变形的关系是:载荷使结构变形,变形产生内力, 载荷是“因”,变形和内力是“果”。没有外载荷,结构就不会有变形,因而也就不 会有因变形而产生的附加内力。 所以,物理学与通用技术研究力的角度不同,物理学往往研究外力,把物体当质 点,哪怕是地球,在研究它绕太阳转动时,仍把它当作质点。而技术学则关注一 个物体内部受力情况。而且,不管构件受到什么外力,只根据它的变形结果的进 行受力分析。
C. 通用技术中系统分析的科学性原则 综合性原则 整体性原则的定义是什么
1,整体性原则:系统分析首先着眼于系统整体,要先分析整体,再分析部分;先看全局,后看局部;先看全过程,再看某一阶段;先看长远,再看当前。
2,综合性原则:
系统分析总是为实现系统目标服务的,应将目标排出优先次序,首先选取最优先的目标,然后尽可能在不损害第一目标的前提下完成下一个目标,这就需要综合分析、统筹兼顾、不可顾此失彼。
3,科学性原则:
指系统分析一方面要有严格的工作步骤,另一方面尽可能地运用科学方法和数学工具进行定量分析,使决策的过程和结果更具说服力。
1,通用技术简介:为了发挥系统的功能、实现系统的示运用科学的方法对系统加以周详的察、分析比较、试验,并在此基础上拟定一套有效的处理步骤和程序,或对原有的系统出改进方案的过程,就是系统分析。
2,系统分析的显着特点:完整地而不是零星地处理问题,考虑各种主要变化因素及其相互的影响,全面地思考和解决问题。
D. 受压 受剪切 受扭转 受弯曲 这些该如何区分
看物品表面的痕迹区分,基本上都可以判断出来的。
E. 通用技术的系统指什么
一、基础知识:
1、什么是系统:由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体,称为系统。
2、构成系统必须具备三个条件:
第一,至少要有两个或者两个以上的要素(部分)才能组成系统;
第二,要素(部分)之间相互联系、相互作用、按照一定方式形成一个整体;
第三,整体具有的功能是各个要素(部分)的功能中所没有的。
4、系统的类型:
(1)自然系统:是自然形成的系统。
(2)人造系统:是人制造加工而成的系统。
(3)实体系统:是实物形态。
(4)抽象系统:如哲学。
(5)动态系统:学校是一个动态系统,它不仅有建筑物还有教师、学生。动态是绝对的
(6)静态系统:例如:大桥、公路、房屋。静态是相对的
(7)封闭系统:是与外界无明显联系的系统,如密闭罐中的化学反应。
(8)开放系统:与外界有环境有信息、物质和能量交互作用,如生产系统,生态系统。
5、系统的基本特性:
1)整体性:整体性是系统最基本的特性,也是观察和分析系统最基本的思想和方法。系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和,这就是我们常说的2>1+1
2)相关性:相关性是指组成系统的各个要素之间或整体之间相互作用、相互联系。只有从他们的相关性出发,处理好各方面的关系,才能事半功倍,高质高效。
3)目的性:任何系统都具有某种目的,都要实现一定的功能,这也正是区别不同系统的标志。系统的目的一般通过更具体的目标来体现。当系统存在多个目标时,要从整体协调的角度出发寻求平,以获得整体上的最佳效果。
4)动态性:任何系统都是一个动态的系统,处于运动变化和发展之中。运用系统的动态观点,有助于使我们不仅看到系统的现状,而且看到系统的变化和发展,从而预测系统的将来,掌握系统的发展规律。
5)环境适应性:一个系统与其所处的环境之间通常都有物质、能量和信息的交换,外界环境的变化会引起系统特性的改变,并相应地引起系统功能和系统内部各部分相互关系的变化。系统必须适应外部环境的变化。只有能够适应外部环境的变化并保持最优适应状态的系统,才能发挥自身作用,实现可持续的发展,否则是没有生命力的。要不断完善系统,使系统能适应新的环境。
7、系统分析的涵义:为了发挥系统的功能,实现系统的目标,运用科学的方法对系统加以周祥的考察、分析、比较、试验,并在此基础上拟订一套有效的处理步骤和程序,或对原有的系统提出改进方案的过程。
8、系统分析的目的:为了减少设计决策的风险。
9、决策方法:经验决策、科学决策
经验决策:使人们惯用的方法,有时可能会导致失误。
科学决策:则可以最大限度地减少失误。
系统分析就是一种科学决策的方法。
10、系统分析的显着特点:完整地而不是零星地处理问题,考虑各种主要变化因素及其相互的影响,全面地思考和解决问题。
11、系统分析的一般步骤:
1)明确问题 设立目标
2)收集资料 制定方案
3)分析计算 评价比较
4)检验核实 作出决策
12、系统分析的主要原则:
(1)整体性原则:系统分析首先要着眼于系统整体,要先分析整体,再分析部分;先看全局,后看局部;先看全过程,再看某一阶段;先看长远,再看当前。
(2)科学性原则:系统分析一方面要有严格的工作步骤,另一方面应尽可能地运用科学方法和数学工具进行定量分析,使决策的过程和结果更具有说服力。
(3) 综合性原则:注重研究系统各部分之间的相互联系和相互作用,既注重研究各部分间的横向联系,也注重研究各部分间的纵向关系。要综合分析,统筹兼顾,不可顾此失彼,因小失大。
13、什么是系统的优化:是指在给定的条件(或约束条件)下,根据系统的优化目标,采取一等的手段和方法,使系统的目标值达到最大化(或最小化)。 14、系统优化的意义: 就是以最小的投入,获取系统的最佳效益或最佳功能。
15、系统优化的一般步骤:
① 提出需要优化的问题;
② 需要收集有关资料和数据,确定变量、建立定量计算方程(数学模型)和约束条件,选择合适的最优化方法;
16、影响系统优化的因素:是指对系统目标函数产生显着影响,并且可以认为调节的因素。
17、什么是最优化方法:为使系统达到最优的目标而提出的求解方法称为最优化方法。
18、系统优化的方法:运用数学模型求解、科学的估算、试验等。
19、系统设计:对需要设计的系统调查分析、筹划研究、评价实施、运行改善等,直到完成一个能协调工作的实际系统,这一过程就是系统设计。
20、系统设计应考虑的主要问题:
1)系统设计的目的与要求;
2)系统各部分之间的相互联系与相互作用;
3)系统设计方案的优化。
21、系统设计的一般步骤:
① 将系统分解为若干个小系统
② 确定各子系统的目标、功能及相互关系
③ 对子系统进行技术设计和评价
④ 对系统进行总体技术设计和评价
22、系统设计的主要过程:
1)提出设计问题;
2)收集与分析相关资料(包括外部环境及约束条件);提出设计要求
3)通过对系统进行设计分析,确定设计目的;
4)系统的设计(重点考虑:系统由哪些组分组成?系统各组分具有什么功能?各组分如何配合工作?如何解决矛盾冲突?);确定设计方案
5)系统的评价及优化:进行反复研究、征集意见、调整修改。
23、系统设计的原则:设计好系统中的每一个元素或子系统;
最终达到:运用系统设计的基本思想和方法,进行简单的系统设计。
二、书上主要案例:(要求:熟悉案例内容)
1、“自行车”:系统的概念
2、“巴尔扎克的塑像”:使人们注意塑像的整体,而不是部分(双手)。做任何事情,都要重视整体效应,必要的时候,要舍得抛弃部分而保留整体。因为系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和。
3、“厨具安装”:系统中的各要素之间存在着必然的联系,他们相互影响又相互制约。只有从他们的相关性出发,处理好各方面的关系,才能事半功倍,高质高效。
4、“汉字激光照排系统”:系统分析
5、“田忌赛马”:系统分析
6、“丁谓修复皇宫”:系统的整体性原则
7、照明同学家所在街道的人行道路在一年内进行了三次施工,结果重复施工,造成了人力和财力资源的浪费,同时也给市民带来了不变。请分析这一事件的问题所在,你认为怎样处理更为合适?
答:1)这是由于几个不同的部门各自为政,封闭工作造成的问题。各部门只根据自己的时间进行施工,没有从全局着眼,缺少整体统筹的观念,给市民带来了不便。
7、“孝襄高速公路”:系统的综合性原则
8、“农作物种植系统的优化——农业间作套种”:利用估算、试验的优化方法。
9、“利润问题”:利用数学模型的系统优化方法。
10、“装修施工的组织优化”:依次施工、平行施工、流水施工三者的特点,最合理的施工方式为流水施工。
11、“手电筒照明供电部分的设计”与“室内住宅电气系统的设计”:要熟悉系统设计的过程
20、运用系统的环境适应性谈谈“春捂秋冻”的道理。
答:这是环境适应性的体现:由于人自身就是一个系统,春天多穿一些是对冬天的一种适应和衔接,秋天穿少一些是对夏天气候的衔接和向冬天过渡的一种准备。两者都是为了使人的身体逐渐适应外界气温的变化而不至于生病。
19、家用电冰箱不能紧贴墙壁放置,汽车在雪地行走轮胎要加链条,这是都为什么?
答:冰箱放置与墙保持距离,目的是有一个适当的散热空间,从而保持正常工作。
一般汽车在雪地上会因为打滑而无法正常行走,因此在轮胎上加链条是起防滑作用。
结论:系统只有具有对环境的适应能力,才能保持和恢复原有的特性。
18、“台式计算机的CPU上安装的小风扇为什么有时转得快,有时转得慢?”
答:因为在CPU下方有一个温度传感器,当温度高时控制小风扇的转速加快,当温度低时,控制的小风扇的转速减慢,从而动态控制CPU的温度。
17、为了保护草原植被,当地政府颁布了禁止大量捕杀野狼的法令,这是什么道理?
答:狼捕杀羊、野兔等食草性动物,使其数量减少,从而起到保护植被的作用。系统的各个元素(部分)的变化会对其他的元素(部分)起影响。
16、某球队有的是球星,但他们各打各的,最终这个球队打不赢一支普通的球队。说明了什么?
答:在一个系统中,各要素好,则整体性能不一定好?说明在一个系统中,局部对整体的制约、部分的会影响整体变化,甚至还会对全局产生决定性的影响。
15、成语“丢卒保车” 说明了什么?
答:本是象棋术语。后比喻丢掉次要的,保住主要的。做任何事情都要重视整体效应,必要的时候要舍得抛弃部分而保留整体。说明在一个系统中,局部对整体的制约、部分的会影响整体变化,甚至还会对全局产生决定性的影响。
14、“一着不慎,全盘皆输” 说明了什么?
答:不管什么棋类比赛,关键的一着下错,都很有可能输掉整盘棋。说明在一个系统中,局部对整体的制约、部分的会影响整体变化,甚至还会对全局产生决定性的影响。系统的任何一个要素(部分)发生变化或出现故障时,都会影响其它要素(部分)或整体的功能发挥。
13、"三个和尚的故事说明了什么?
“三个臭皮匠顶个诸葛亮”又说明了什么?
三个人构成一个整体。系统不是各个元素(组分)的简单相加,如果将它们之间的相互联系和相互作用协调好,就能得到“2〉1+1” 的效果,也就是整体功能大于单独个体功能。反之亦然。
12、阿波罗计划中的飞船和运载火箭是由700多万个零件组成。这些零件都很普通,甚至没有一个是新研制的,为什么能实现把人送上太空呢?
答:整体功能是各部分孤立状态下所没有的。不能离开整体去分析系统中的任何一个组成部分。一个系统组织的好不好,就看它的整体功能实现的怎么样。各部分按照一定的结构组成了系统,从而实现了整体的功能。
2)路面是一整体系统,在其基础上进行的施工要从全局出发,几个施工部门应同时协商,一次性完成工作。
F. 如何做桥梁的简单受力分析图
1、斜拉桥的结构特点
斜拉桥是由梁、塔、索三部分组成的一种组合体系结构。斜拉桥利用从桥塔上伸出的许多斜拉索作为梁的弹性支撑点,就象多跨连续梁那样工作,使跨距显着减小,这样可以大大减小梁的弯矩。斜拉索对梁的弹性支撑作用只有在拉索始终处于张紧状态时,才能得到充分的发挥,因此在受荷前必须对索进行预张拉。一般说来,斜拉索的支撑对恒载最有效,对车辆载荷次之,对风载最差。而对大跨桥梁结构来说恒载内力所占比重最大,恒载弯矩小了,主梁断面可以小一些,自重减轻,从而增大了桥梁的跨越能力。
斜拉桥主梁建筑高度与桥塔刚度、索型、索距以及索的刚度等密切相关,不像其他体系的桥梁,梁高随跨径的增大成线性的加高。在一般情况下,主梁做成等高的,一方面,可以满足桥下净空,方便船只的通行。就是因为历史上修建桥梁不注意净空,包括武汉长江大桥在内的一些桥梁致使长江的通航吨位减少了一半以上,这不能不说是一个巨大的损失。另一方面,减小了引桥接坡长度,简化了施工,节约了投资。另外,也使得桥梁显得结构轻巧,纤细美观。
借助斜拉索的预拉力,可以对主梁进行内力调整。对于混凝土梁来说,在全桥合龙后宏睁拆进行一次索力调整,可以根据需要调整恒载索力消除由于混凝土收缩及大部分徐变产生的附加内力,使结构在最终状态具有最优的弯矩包络图。
2、 研究对象
我们要研究的斜拉桥是位于湖北省荆州市的荆沙长江公路大桥的南汊通航孔主桥(如图1),主跨布置成160+300+97米,桥梁全长557米该斜拉桥为双索面漂浮体系斜拉桥结构,42、43号主塔墩设置横向减震限位支座,41号墩设竖向承压支座,44号墩设竖向拉压支座。本桥桥塔为H型结构,混凝土标号C40。42号主塔墩(如图2)H型高塔承台以上塔高124.8米,塔顶标高150.2米(黄海高程,下同)。43号主塔墩H低塔承台以上塔高89.4米,塔顶标高125.2米。
主梁为等高度双肋板式(即型)预应力混凝土(C60混凝土)结构,如图3。桥梁纵轴线处梁高2.465米,主梁顶面设双向2.0%的横坡,即主梁边缘处梁高2.2米。主梁顶面宽26.5米,底面宽27.0米。将南汊通航孔主桥主梁从41号墩位处开始至44墩位处共划分成75个梁段。荆沙长江公路大桥南汊通航孔主桥主梁为高标号C60混凝土,即高强度混凝土。C60混早迹凝土标准强度=42.0MPa、=3.40MPa;设计强度=32.5MPa、=2.65MPa。
采用低松弛镀锌高强度钢丝(直径7毫米,强度级别1570MPa),热挤黑色聚乙烯(PE)及彩色聚乙烯(PE)索套防护的斜拉索。全桥斜拉索由1217、1517、1877、2117、2537共五种规格组成。南汊通航孔主桥高塔墩(42号塔墩)最长斜拉索为M21(PES7—253)号拉索长188.75米,重15.29吨;最短斜拉索为S01(PES7-187)号斜拉索,长51.73米,重3.10吨。低塔最长斜拉索为M22(PES7-253)号拉索,长134.75米,重10.91吨;最短斜拉索为M36(PES7-187)号拉索,长38.65米,重2.32吨。
本课题用ABAQUS有限元软件完成了全三维仿真,进行了结构体系的静力、动力和钢筋混凝土预应力数值模拟分析。
3、静力学分析
按一次性加载和分段加载两种方式讨论斜拉桥结构的静力学行为。
3.1、 一次性加载
静载荷只包括了桥梁的自重。采用ABAQUS/Standard,桥塔用箱梁单元;拉索用杆单元,拉索的连接用铰接;主梁和桥面板用减缩积分的20节点六面体单元;预应力筋用Rebar单元模拟,其预应力值根据规范进行折减;在边墩底部用杆单元模拟简支边界条件。
从计算的位移情况看来,如图4,桥面体系的最大挠度出现在中跨的第37号梁段上,向下的位移,梁段中心为11.4cm,边缘为9.5cm。这一位移相对本桥的跨度而言是很小的,表明在设计成桥索力之下桥梁接近刚性支撑连续梁状态,设计索力是蔽枣合理的。
所有拉索中垂度最大者为M21,垂度为69cm,相应的垂跨比为4.0%。这说明了我们用30个拉杆单元模拟一根拉索能提供足够的精确度。
图1 荆沙公路大桥南汊通航主桥桥型布置图
整个桥面体系的纵向位移如图5所示,两个边跨均有向中间的位移,其中高塔边最大纵向位移6.0cm ,低塔边最大位移为5.0cm。同时,高低塔也不同程度地向中跨倾斜,位移分别为6.1cm和4.0cm。桥塔的内倾也跟拉索体系的初张力有关,通过加配重,桥面体系的平衡状况改善之后,桥塔的倾斜明显减小,相应的,桥塔的受力状况也将好转。桥面体系的最大压应力出现在第20、23号梁段的主梁下表面,如图6所示,压应力值-15MPa。主梁的材料为C60高标号混凝土,其标准强度MPa, 设计强度MPa,该压应力小于标准强度的一半,满足规范要求。在主梁上表面与拉索连接的位置及预应力筋的锚固点均有明显的应力集中,出现较大的拉压应力,这主要源于我们将连接面简化为单点,拉索及预应力筋对主梁的作用力为集中力。在实际情况下,该位置有锚板将拉索及预应力筋对主梁的作用力转化为分布力并布有密集的钢筋,还有护罩板等措施,因此,不会产生较大的拉压应力。
图2 全桥竖向位移分布
同其它很多斜拉桥一样,该斜拉桥的桥面体系自身是很不平衡的,两个边跨共长257m,比中跨长300m短约14%。为了体系的平衡,除了截面形状的变化外,边跨的最末几块桥面梁段配有较大的配重,且由于剪力滞后效应,加于边主梁上的预应力不能有效传递到底板上, 另外由于加于底板本身的预应力较小,使在低塔一侧,几块加有配重的梁的下底板压应力储备通常在-1MPa左右,个别位置仅-0.5MPa。合龙处的主梁上、下表面的应力均在-6MPa左右,由于合龙预应力筋偏于内侧,致使该处中部外侧下缘压应力储备较小,为-2MPa。
从计算得到的索力看来,整个拉索体系的受力是比较均匀的。最大索应力在S14上,大小为607.6MPa,拉索采用的是低松弛镀锌高强度钢丝强度级别1570MPa,因此有约2.5倍的安全裕度。满足规范要求。
3.2 逐段加载
在下面的工作中,我们用逐段加载的方式来模拟施工过程。尽管在分析过程中不能生产单元,但可以通过下面的方式取得同样的效果:在模型定义时生成单元,在第一个分析步开始时让这些单元“死亡”,以后再逐步“激活”它们,形成结构。ABAQUS提供的MODEL CHANGE模块就有这个功能,我们用它来实现逐段加载。在一个分析步中,可以用MODEL CHANGE将模型的一部分移出,在后继的分析中,可以再将它们引入到模型中。我们就是利用了它的这一功能,建立起整个模型,先将拉索和梁段从模型中移去(REMOVE),再逐个激活,这就模拟了斜拉桥的施工过程。
图3 合龙前桥面体系的竖向位移
4、总结
本文用一次性加载和逐段加载两种方式分析了斜拉桥的静力学行为,并针对ABAQUS提供的两种激活方式进行了讨论。逐段加载可以弥补一次性加载的一些缺点。如果我们能够逐步的调整配重,维持结构的平衡,MODEL CHANGE 可以工作得很好。主要结论如下:
传统的斜拉桥的数值模拟大都采用简单的梁单元模拟桥面系,用Ernst公式等效模拟拉索非线性,建立起简单的框架模型,完成静态或动态的分析。在静态分析中,考虑一次加载或者分几期加恒载求解体系的平衡。这种模型对桥梁的总体受力情况可进行分析,但对桥梁的局部受力分析却无能为力,它必然会丢掉很多重要的信息。我们利用功能强大的有限元软件ABAQUS完成模拟。采用20节点的六面体单元模拟琶嫣逑担�罅扛嗽�D饫�鞯男形�N颐遣捎玫哪P头浅=咏�媸到峁固逑担��治鼋峁�梢杂梦灰萍坝αν夹我苑浅V惫鄣男问郊右韵允尽?BR>
在斜拉桥成桥过程中,体系的内力有很大的变化,为施工方便,往往还借助临时墩改善结构受力。一次性加载将主要注意力放到了成桥之后的分析中,而根本不能涉及成桥过程中存在的这些问题。现在兴起的分期加载虽在这方面有所努力,但仍旧没有注意成桥的整个过程。我们的施工全过程仿真工作正是弥补了这方面分析的缺陷。运用了ABAQUS提供的MODEL CHANGE功能模块,通过逐步激活模型的方式,再现了斜拉桥的成桥过程。运用两种不同激活方式研究了模型改变过程,并结合实际作出了讨论。两种方式就有自己的不足,但如果初始索力给的合理,二者都能给出满意的结果。