基于非线性摄动的随机有限元分析

摄动随机有限元是一种考虑可靠度随机性的有限元方法，它可以考虑岩土工程中存在着的很多的不确定因素，并对岩土工程各种边界条件和非线性应力应变土体本构关系有着较强的适应性，文中探讨了这一方法，并结合某一土坝进行了非线性摄动随机有限元分析。     

连杆有限元分析的边界条件的研究

通过大量的数值试验，对连杆有限元分析的边界条件的处理方法进行了探讨。连杆的边界条件主要包括力边界条件和位移边界条件。结果表明，边界条件处理得正确与否，对计算结果的准确性起举足轻重的作用。文中给出了连杆有限元分析的一系列结论。     

船舶结构强度直接计算分析中应力的选取

：在对船舶结构进行有限元直接计算分析和评估中，一般采用舱段板梁模型，不可避免地要面临应力的选取问题．对于弯曲板单元，有限元计算输出的应力包括上下表面的应力，是否选取上下表面的应力作为强度评估的依据，这与有限元网格和边界条件有关．在船舶结构有限元分析评估中一般采用中面应力作为工作应力，它是上下表面应力的平均，文中对在船舶结构有限元分析评估中采用中面应力作为工作应力的原理、方法做了分析与探讨．     

鼓式制动器循环制动瞬态温度场仿真

依据鼓式制动器结构特点和传热学理论,分析了鼓式制动器生热散热过程,运用有限元软件ANSYS建立某鼓式制动器瞬态温度场仿真模型,得出在重复制动工况下制动鼓的温升过程,分析了瞬态温度场的变化情况。根据国家标准进行热衰退试验,通过修改仿真模型的热边界条件,使仿真温度曲线与试验曲线相吻合,确定了鼓式制动器瞬态温度场分析的边界条件及模拟方法。     

连杆强度和刚度的三维有限元分析

以某型号的连杆为例。首次采用了在Pro／E 2000i^2中完成三维实体建模，施加载荷和约束、定义材料的特性和网格剖分等有限元前处理工作；然后导入ANSYS 6.1版本中进行分析，得出连杆应力和变形的计算结果，为连杆的设计制造提供了理论依据。同时也为复杂结构有限元分析，提供了一个既能节省时间，又能准确地反映结构特点和边界条件的建模方法。     

利用有限元对6200柴油机功率提升前后缸盖强度的对比分析

建立了6200柴油机缸盖的实体模型和有限元模型，利用发动机热力仿真软件、CFD软件与有限元软件的交叉计算为气缸盖的强度计算提供了温度场和传热系数分布等边界条件。在此基础上，对柴油机功率提升前后气缸盖在预紧工况、热-机械耦合作用及爆发-热-机械耦合作用下承受的最大拉应力情况进行了计算分析，确定了各影响因素在缸盖上产生最大拉应力的主要位置。对气缸盖的疲劳强度安全系数进行了计算分析，为生产部门进行柴油机功率的提升提供了理论参考。1000h的可靠性实验证明了计算结果的合理性。     

齿轮温度场的有限元方法

介绍了一种能在ＰＣ机上实现的计算齿轮三维本体温度场的有限元方法，包括物理模型的建立、有限元方程组、边界条件的处理等，最后给出了计算实例。     

均匀火焰包围下液化气容器的瞬态温度场分析

针对均匀火焰包围下的球型液化气容器的热响应问题，根据传热学原理确定了液化气容器的热边界条件，并结合PLGS99对该边界条件进行了计算，根据求得的边界条件运用ANSYS软件计算了该边界条件下的温度场分布并进行了分析．结果表明对于均匀火焰包围下的球形液化气容器，容器的最大温度梯度出现在最高液面附近，液面的波动是导致温度梯度很大的原因．     

混凝土箱形梁水化热温度场分析

利用有限元分析模型，模拟了箱形梁水泥水化生热和对流边界条件，进行混凝土水化热温度场仿真计算，与试验数据进行了对比分析，结果表明，此方法可为类似的工程借鉴．     

基于NASTRAN的船舶振动特性及整体强度分析

文章以某船舶为对象,采用有限元方法,通过建立三维有限元模型、施加工况载荷和边界条件,进行了有限元模态振型分析、线性静力分析、频率响应分析,并探讨了船舶在设计过程中的振动特性及整体强度校核方面的问题,为船舶生产设计提供了参考。     

航天热控制系统关键受力部件结构分析与优化研究

以阿尔法磁谱仪(AMS-02)热控制系统中支架为对象,运用有限元方法对其关键受力部件进行了结构分析和优化设计.分析了中支架板单元的最大Mises应力和梁单元最大复合应力并进行了强度校验.计算了中支架支撑梁的屈曲临界应力,与极限工况下梁的最小主应力进行了对比.结果表明,目前设计的中支架不存在强度破坏和失稳问题,并有很高的安全裕度.在进一步的优化设计中,以减轻质量为目标函数,发现目前中支架在安全裕度范围内仍可以减轻质量16.6%.     

FRP加固钢筋混凝土梁非线性有限元分析

在GFRP布加固钢筋混凝土梁受弯试验的基础上,考虑钢筋、混凝土的材料非线性行为,采用有限元法对FRP加固钢筋混凝土梁的受弯力学性能进行了数值模拟和分析,并与试验结果进行了比较.根据计算结果,分析了FRP加固钢筋混凝土梁的极限荷载、剥离荷载、FRP的应变分布、FRP端部区应力分布情况及受力机理.分析结果表明,非线性有限元法可以很好地模拟FRP加固钢筋混凝土梁的受力性能,并能预测FRP加固钢筋混凝土梁发生剥离破坏的荷载.     

桥梁结构非线性实体有限元建模

桥梁研究中有一些特殊的分析,不仅需要考虑结构的非线性问题,而且要用实体单元模型计算关键点处的应力-应变状态。鉴于考虑非线性的实体有限元模型在桥梁工程中应用较少,为了提高计算模型的可靠性,分析和讨论了这种有限元模型构建过程中应该注意的若干问题,包括几何模型的选择、非线性本构关系的选择、边界条件的处理、荷载的施加、单元类型的选择和网格划分、非线性算法选择等。最后基于这些探讨,以一个钢-混组合梁为例,用非线性实体有限元法对其进行了承载能力极限状态的模拟,软件的输出数据与实验实测结果吻合较好,这证明了在一些特殊的桥梁结构分析中,采用考虑非线性的实体单元模拟是可行的。     

基于验证模型的枕梁疲劳寿命预测虚拟实验

为了研究地铁车辆枕梁服役安全性问题,考虑到大量疲劳实验耗时长且成本高,利用虚拟实验方法对枕梁结构疲劳寿命进行评估,根据EN12663-1标准设计枕梁静力实验,获得枕梁表面特征点的应力值和位移值;然后对枕梁进行有限元建模并仿真,对比静力实验结果,调整后获得与枕梁实际结构相符的有限元模型;最后利用Monte Carlo方法,进行地铁车辆枕梁在恒幅载荷与变幅载荷作用下的虚拟疲劳实验. 研究结果表明:在标准规定的恒幅载荷作用下,该地铁车辆枕梁寿命大于1 000万次载荷循环的可靠度约为0.73;在变幅载荷作用下,寿命大于1 000万次载荷作用的可靠度约为0.81;因此,该地铁车辆枕梁完全满足设计与使用要求.      

双连拱隧道洞顶坍方对二次衬砌稳定影响评价

笔者在对一双连拱隧道洞顶坍方原因分析的基础上,借助有限元手段分析了此种坍方产生的坍方荷载等不利因素对隧道已施工的二次衬砌结构可能的各种不利影响,据此对连拱隧道的施工、设计等提出了一些有益的建议.     

混合动力轿车后舱热分析

热管理影响混合动力电动轿车的性能、安全和寿命,热分析为热管理提高了基础和依据.根据后舱关键部件的热特性以及车用环境,采用有限元方法对一混合动力电动轿车后舱的温度场进行了分析计算.通过试验验证了仿真的正确性,为热管理系统集成和优化提供了依据.     

沥青层底裂缝几何函数和权函数分析

为了更好分析沥青路面的裂缝开裂问题，以裂缝面受均匀拉应力为参考荷载，利用有限元方法计算出不同沥青层底裂缝长度的应力强度因子，从而得到不同裂缝长度的离散几何函数值，再根据这些离散几何函数值，为沥青层底裂缝拟合出了3个几何函数F(a/b）。并利用另外两种荷载对这3个几何函分别进行了检验，用3个数根据汉函数理论计算出的应力强度因子和有限元计算出的应力强度因子在所有计算范围内都吻合得很好。利用这几何函数得到了裂缝所有计算范围的权函数，并绘图进行了对比分析。     

沉入式大圆筒防波堤稳定性分析的有限元强度折减法

沉入式大圆筒结构的抗滑、抗倾稳定性是靠地基土的嵌固作用来维持的,可通过弱化土体强度来实现对结构极限破坏状态的模拟.在该假设的基础上,建立了沉入式大圆筒防波堤稳定性分析的有限元强度折减法.结合某工程实例,利用有限元强度折减法,分析了沉入式大圆筒防波堤结构的稳定性,并与加载系数法计算结果进行了比较.分析结果表明:用强度折减...     

混凝土桥梁结构温度自应力计算方法探讨

为了更准确地计算混凝土桥梁结构的温度应力,提出了一种基于弹性理论求解温度自应力的新方法.该方法按平面应变问题求解横向温度应力,在此基础上用解析公式计算纵向温度应力.为了验证了该方法的正确性,给出了一个算例.算例表明,该方法与三维有限元法的计算结果基本相同,而基于结构力学的传统方法,计算误差最大可达30%以上.     

Numerical analysis of braking discs for a Taurus class locomotive

This paper shows the thermal and stress analysis of the worn brake disc for a Taurus class locomotive. The numerical analyses are carried out under the experimental testing program, Prüfprogramm No. 5, which is adjusted for this type of locomotives by UIC CODE 541-3. The simulations results under mentioned program show the most unfavorable case of braking. The numerical analysis is done with the finite element method (FEM), using ABAQUS software.