文档介绍：,它具有实际结构的全部或部分特征。模型的性能在一定程度上可以代表或反映与它相似的更大物体的性能。结构模型试验中将与原型结构尺寸相同的模型称为足尺模型;将原型结构按比例缩小的模型称为缩尺模型。将要求满足几何相似、力学相似和材料相似的模型称为相似模型。优点:,以保证“试验过程与试验结果相似”几何相似材料相似物理相似荷载相似(一)模型的相似要求和相似常数􀀹相似常数的独立性􀀹几何相似􀀹要求模型和真型之间所有对应部分尺寸成比例。Sl(长度)、SA(面积)、Sw(抗弯模量),SI(惯性矩),Sx(位移)、Sε(应变)。􀀹质量相似􀀹Sm(质量)、Sρ(比重)。􀀹荷载相似􀀹SP(集中力)、Sw(面力)、Sq(体力)、SM(弯矩)。物理相似􀀹Sσ(应力)、Sτ(剪力)、Sγ(剪切角)、SE(弹性模量)。􀀹时间相似􀀹St,时间相似不是指时刻相似,而是指时刻的间隔相似。􀀹边界条件相似􀀹指模型的支承与约束条件相似。􀀹初始条件相似􀀹针对动力问题,包括初始位置、位移、速度、加速度等。相似原理是研究自然界相似现象的性质和鉴别相似现象的基本原理,由三个相似定理组成:♦第一相似定理:彼此相似的现象,单值条件相同,其相似准数也相同,由牛顿在1786年首先提出,它确定了相似现象的性质。♦第二相似定理:某一现象各物理量之间的关系方程式,都可表示为相似准数之间的函数关系。相似准数常用π表示。第二相似定理也称π定理,为模型设计提供了理论基础。♦第三相似定理:现象的单值条件相同,并且由单值条件导出的相似准数相等,是现象彼此相似的充要条件。按模型设计的相似理论确定相似条件的方法有:方程式分析法、量纲分析法。􀀹方程式分析法:已知各参数与物理量的函数关系,并有显式表达式时。适用于较简单的物理现象。􀀹量纲分析法:对较复杂的物理现象,不能用显式表达来描述各参数与物理量之间的函数关系。此时,物理参数的合理选择对模型设计具有决定性的作用。1、静力试验模型的相似条件可见,相似常数的数目多于相似条件的数目,模型设计时须预先假设几个相似常数,一般假设几何相似常数Sl和材料相似常数SE。、制作模型材料的要求♦相似要求:材料的基本性质相似。♦测量要求:为便于测量仪表有足够的读数,弹性模量应适当低一些。♦材料性能稳定,受环境温度、湿度的影响较小。♦加工制作方便模型材料的种类♦金属(一般钢材和铝合金):弹性好、变形量大、泊松比与钢筋砼相似。♦塑料和有机玻璃:强度大、弹性模量低、各向同性、加工方便、但徐变较大、热稳定性较差。♦石膏:加工容易、成本低、泊松比与砼十分接近、弹性模量可人为调整、但抗拉强度低、较脆。石膏被广泛用于制作弹性模型,也可大致模拟砼的塑性性能。♦水泥砂浆:相比上述三种材料,最接近混凝土,常用于制作砼薄壁结构,此时采用的钢筋为钢丝或铅丝。♦细石混凝土:非弹性性能较难模拟,缩尺比例不宜太小。主要缺点是粘结应力模拟不好,不适用于研究Wmax等。