基于薄膜压力试验测量的薄板接触应力分布模型的研究

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当输电铁塔、通信铁塔建立在江河湖泊旁比较柔软的土壤上时,柔性基础板是软土地基上常见的基础形式之一。相关基础设计规范基于接触应力线性分布假定,给出了基础薄板宽高比小于或等于2.5时的内力计算方法,当宽高比超过2.5时,规范中并未给出薄板内力的计算方法。本文基于薄膜压力分布测量系统直接测量薄板基底的接触应力,对不同宽高比和材料属性的薄板进行接触应力非线性分布形式的研究。本文根据薄板的经典理论和基本假定,以及文科勒模型原理,依照薄板的受力平衡方程,不同荷载形式下薄板几何特征、数值积分和最小二乘法拟合等方法,建立了在不同荷载形式下包含待定宽高比系数和材料系数的接触应力指数函数分布模型。基于薄膜压力分布测量系统,本文对薄板接触应力的非线性分布展开系统的试验研究。试验选用不同宽高比的玻璃薄板,材料属性差异较大的木质颗粒板和大理石板作为研究对象。薄膜压力传感器放置于薄板和基底之间可视为不改变接触环境,对实际接触应力分布没有影响。在不同分级荷载形式下,通过传感器上近两千个的压力感应单元可以表示每个感应单元的应力值,并得到基底真实的接触应力分布云图。通过薄膜压力试验所测的薄板中心和角点处的接触应力值,本文确定了指数函数分布模型的宽高比系数和材料系数,得出不同荷载形式下包含宽高比系数和材料系数的接触应力指数函数分布模型。进行了改变宽高比和材料属性的试验研究,将试验值与不同模型的理论值进行比较分析,验证了指数函数分布模型的正确性,为基础薄板的内力计算提供了更准确的非线性荷载输入,将改进基础薄板的强度、刚度的计算。
摘要第3-4页
abstract第4-5页
第1章 引言第8-13页
    1.1 研究背景第8-9页
    1.2 国内外研究水平综述第9-11页
    1.3 本文研究意义第11-12页
    1.4 本文主要研究内容第12-13页
第2章 薄板经典弯曲理论及接触应力求解模型第13-18页
    2.1 薄板弯曲理论的有关概念及计算假定第13页
    2.2 弹性基础上薄板接触应力模型第13-17页
        2.2.1 接触应力线性假定及模型第13-15页
        2.2.2 文科勒模型及计算第15-16页
        2.2.3 弹性连续介质模型第16-17页
    2.3 本章小结第17-18页
第3章 不同荷载形式下薄板接触应力分布模型的建立第18-31页
    3.1 集中荷载下薄板接触应力分布模型的建立第19-22页
        3.1.1 包含宽高比系数模型的建立第20-22页
        3.1.2 包含材料系数模型的建立第22页
    3.2 均布荷载下薄板接触应力分布模型的建立第22-25页
        3.2.1 包含宽高比系数模型的建立第23-25页
        3.2.2 包含材料系数模型的建立第25页
    3.3 偏心荷载下薄板接触应力分布模型的建立第25-29页
        3.3.1 包含宽高比系数模型的建立第27-28页
        3.3.2 包含材料系数模型的建立第28-29页
    3.4 本章小结第29-31页
第4章 基于薄膜压力分布测量系统的接触应力试验研究第31-56页
    4.1 薄膜压力分布测量系统及试验装置介绍第31-33页
    4.2 集中荷载下基于薄膜压力分布测量系统的接触应力分布试验第33-39页
        4.2.1 五种宽高比的玻璃薄板接触应力分布试验第33-36页
        4.2.2 不同材料属性的薄板接触应力分布测量第36-39页
    4.3 均布荷载下基于薄膜压力分布测量系统的接触应力分布试验第39-46页
        4.3.1 五种宽高比的玻璃薄板接触应力分布试验第39-43页
        4.3.2 不同材料属性的薄板接触应力分布试验第43-46页
    4.4 偏心荷载下基于薄膜压力分布测量系统的接触应力分布试验第46-54页
        4.4.1 五种宽高比的玻璃薄板接触应力分布试验第47-51页
        4.4.2 不同材料属性的薄板接触应力分布试验第51-54页
    4.5 本章小结第54-56页
第5章 接触应力分布模型与试验的对比研究第56-99页
    5.1 集中荷载下接触应力分布模型与试验的对比研究第56-72页
        5.1.1 不同宽高比薄板接触应力分布模型与小膜测量试验的对比研究第56-62页
        5.1.2 木质颗粒薄板接触应力分布模型与大膜测量试验的对比研究第62-67页
        5.1.3 大理石薄板接触应力分布模型与大膜测量试验对比研究第67-72页
    5.2 均布荷载下接触应力分布模型与试验的对比研究第72-85页
        5.2.1 不同宽高比薄板接触应力分布模型与小膜测量试验的对比研究第72-76页
        5.2.2 木质颗粒薄板接触应力分布模型与大膜测量试验的对比研究第76-80页
        5.2.3 大理石薄板接触应力分布模型与大膜测量试验的对比研究第80-85页
    5.3 偏心荷载下接触应力分布模型与试验的对比研究第85-97页
        5.3.1 不同宽高比薄板接触应力分布模型与小膜测量试验的对比研究第85-89页
        5.3.2 木质颗粒薄板接触应力分布模型与大膜测量试验对比研究第89-93页
        5.3.3 大理石薄板接触应力分布模型与大膜测量试验的对比研究第93-97页
    5.4 本章小结第97-99页
第6章 总结和展望第99-101页
    6.1 本文工作总结第99-100页
    6.2 后续工作展望第100-101页
致谢第101-102页
参考文献第102-105页
攻读学位期间的研究成果第105页
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论文编号ABS3531538,这篇论文共105页
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