GPR电磁波在层状路面中传播的正演模拟

系统阐述了电磁场有限单元法的基本原理,然后采用四节点等参单元分别对三层路面系统进行了静态场和时变场的有限元分析,初步建立了路用探地雷达GPR电磁波在三层路面中传播的正演模型,同实测波形相比,模拟效果较好,并用Fortran90语言编制了相应的三维、二维有限元程序,具有较好的可读性和可移植性.     

CRCP加 HMA加铺层应力及弯沉分析

连续配筋路面(CRCP)以其良好的整体性、耐久性和行车舒适性，在道路铺装中得到了广泛的应用。但是由于有钢筋和连续配筋路面中特有的横向裂缝的存在，使得对这种路面结构的应力计算困难重重。采用有限元方法，对连续配筋路面加沥青加铺层这种形式的路面结构简化成平面应变情况进行分析，用等参八结点四边形单元作为基本的单元对路面结构进行离散化，用组合单元法模拟钢筋的加劲单向作用，用裂缝单元模拟裂缝的传荷作用。通过计算，分析了裂缝间距和配筋率对路面结构应力和面层弯沉的影响。这些结果对连续配筋路面的设计有指导性意义。     

基于有限元理论的路面加铺层结构设计方法研究

我国沥青路面已逐渐进入大修补强期,因此研究合理的路面补强设计方法意义重大.采用有限元方法对路面加铺结构设计进行研究,结果表明:有限元方法能较好地模拟车辆荷载作用下的沥青加铺层内以及下卧层中的荷载响应.     

层间结合状态对搭板法处治旧水泥路面的影响

采用Goodman接触单元模拟层间结合状态，运用线弹性有限元方法分析了从完全光滑到完全连续等各种层间结合状态对搭板法处治旧水泥混凝土路面效果的影响。     

水平荷载对沥青路面表面裂缝的影响

路面裂缝前缘应力强度因子是判断裂缝开裂扩展的重要指标,水平荷载对于表面裂缝的扩展有重要影响。应用有限元软件ANSYS,建立了20节点等参单元有限元模型,采用奇异单元,表面效应单元及断裂力学理论,对路面表面裂缝进行了数值分析,分析了考虑水平荷载与垂直荷载共同作用的情况下对于表面裂缝扩展的影响。计算结果能反映路面破坏的现象和规律,为分析荷载作用下路面表面裂缝的扩展提供依据。     

水泥混凝土路面荷载应力有限元分析建模初探

用大型有限元分析设计软件ANSYS进行刚性路面体系力学分析,采用实体建模的形式,介绍了模拟地基和刚性路面板力学行为所用到的单元及其使用方法;路面板与地基之间、层状地基的各层之间不同接触条件时在ANSYS中应该如何处理,边界约束的处理方法和加载求解的设置以及建模过程应该注意的问题。     

典型复合式结构路面的建模分析

有限元方法应用于公路工程路面分析已经由来已久,通过对典型的复合式结构路面应用有限元分析方法,从对路面结构建模、到利用单元法对模型进行整体的网格划分,以及合理的选配合适的边界条件和模型参数,以及最后通过计算机系统的处理器对模型结构进行应力及变形分析、整理。系统地阐述了有限元方法在典型的复合式结构路面上的应用。     

设CA砂浆功能层水泥混凝土路面荷载应力的影响参数分析

水泥混凝土路面面层和基层接触不良是导致路面损害的主要原因,在面层与基层间设置功能层是一种行之有效的方法。提出了一种新的功能层—水泥乳化沥青砂浆(简称CA砂浆)功能层,拟借助CA砂浆这种半柔性材料,改善层间接触状态,延长水泥混凝土路面的使用寿命。通过有限元软件建立设CA砂浆功能层的水泥混凝土路面结构三维有限元模型,对不同结构层参数下的路面结构进行荷载应力分析,进而对路面结构层主要参数的取值提出合理性建议,优化路面结构组合。     

冷再生沥青结构中残留层对路面结构的影响

根据冷再生层厚度以及不同的残留层厚度和模量,建立路面结构力学模型,利用有限元软件对路面结构进行计算,得到残留层厚度和模量的变化与冷再生层层底拉应力的变化规律,分析了残留基层厚度对路面结构的影响.     

混凝土路面加铺层界面端奇异场分析和加铺层材料比选

水泥混凝土路面采用水泥混凝土加铺层或者沥青加铺层均会形成界面端.界面端的结合界面存在应力奇异性,这与加铺层材料性质和其下原路面的材料性质相关,通过对界面端的应力场分析表明:界面端的奇异性指数和应力场的场参量具有良好的相关性,能够较好的反映加铺层界面端的应力奇异程度.因此在实践中可直接采用界面端奇异性指数进行加铺层材料选...     

隔离层对贫混凝土基层水泥混凝土路面结构力学性能的影响

结合清连路现场试验测定的基本参数,运用考虑层间接触模型的三维有限元方法,重点分析了车辆和温度荷载作用下,不同隔离层下贫混凝土基层水泥混凝土路面结构主要指标的变化规律．分析结果表明,隔离效果越好,车辆荷载作用下路面受力状态越不利;与车辆荷载情况相反,即隔离效果越好,温度荷载作用下路面受力状态越有利;超载使各结构层主要力学指标值都明显增大,是造成路面早期损坏的主要原因之一;通过比较,发现有限元方法与规范方法计算得到温度应力差值较小,验证了利用有限元方法计算温度应力的可行性．     

外激励作用下斜拉桥索-梁相关振动特性

为了研究大跨度斜拉桥在外激励作用下发生的索-梁相关振动,基于非线性振动理论建立了拉索发生大幅度非线性振动的理论方程,开发了有限元索动力单元;建立了某大跨度斜拉桥全桥有限元模型,在此基础上,使用索动力单元模拟斜拉索;最后,以一座具有代表性的大跨度公路斜拉桥为例,研究了在不同工况的外激励作用下斜拉桥发生索-梁相关振动的特性.研究结果表明:在斜拉桥全桥尺度下研究索-梁相关振动更为合理;斜拉桥的索-梁相关振动是一个能量传递过程;在外激励作用下,拉索 1:1 主共振更容易发生,2:1 参数共振相对不容易发生;靠近桥塔位置的较短拉索不容易发生较大幅度的振动.      

Forming path optimization for press bending of aluminum alloy aircraft integral panel

Because of the light weight, high stiffness and high structural efficiency, aluminium alloy integral panels are widely used on modern aircrafts. Press bend forming has many advantages, and it becomes a significant technique in aircraft manufacturing field. In order to design the press bend forming path for aircraft integral panels, we propose a novel optimization method which integrates the finite element method (FEM) equivalent model based on our previous study, the artificial neural network response surface, and the genetic algorithm. First, a multi-step press bend forming FEM equivalent model is established, with which the FEM experiments designed with Taguchi method are performed. Then, the back-propagation (BP) neural network response surface is developed with the sample data from the FEM experiments. Further more, genetic algorithm (GA) is applied with the neural network response surface as the objective function. Finally, experimental and simulation verifications are carried out on a single stiffener specimen. The forming error of the panel formed with the optimal path is only 5.37% and the calculating efficiency has been improved by 90.64%. Therefore, this novel optimization method is quite efficient and indispensable for the press bend forming path designing.     

Numerical method on load sharing problem of thick laminate joints

Accurately and efficiently predicting the load sharing of multi~bolt thick laminate joints is necessary to quicken the optimization of the large-scale structures over various design variables, and a two-dimensional （2D） finite element method （FEM） is introduced to meet such a demand. The deformation contributions of the joint zone are analyzed and calculated separately, including the shearing deformation of the fasteners shank, the bending deformation of the fasteners shank, and the bearing deformation of the fasteners and joint plates. These deformations are all transferred and incorporated into the components of the fastener＇s flexibility. In the 2D finite element model, the flexibilities of the beam elements and bush elements are used to simulate different components of the fastener＇s flexibility. The parameters of the beam elements which include the bending moment of inertia and intersection area, and the parameters of the bush elements which include the stiffness in different directions, are all obtained through equalizing the fasteners flexibilities. In addition, the secondary bending effect introduced by the single-lap joints is also taken into account to verify the flexibilities of the fasteners in practical application. The proposed FEM is testified to be more accurate than the traditional 2D FEMs and more efficient than the three-dimensional （3D） FEM in solving load sharing problem of multi-bolt single-lap thick laminate joints. With the increase of joint plates＇ thickness, the advantages of the proposed method tend to be more obvious. The proposed 2D FEM is an effective tool for designing bolted joints in large-scale composite structures.     

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。     

行车荷载作用下路面结构动位移响应分析

为研究行车荷载作用下路面结构动位移响应规律，基于弹性层状体系理论建立路面结构有限元模型，将车辆随机动荷载作用在有限元模型上，通过改变路面结构层厚度与模量，研究了路面结构测试区竖向动位移变化规律，建立了测试区动位移峰值与路面结构层参数的数学模型，进一步揭示了路面结构动态响应问题. 计算结果表明:路面结构测试区动位移峰值随土基模量的增大而减少；土基模量对测试区动位移峰值影响最为敏感，两者的数学模型近似呈对数关系，测试区动位移峰与面层厚度和基层厚度近似呈线性关系，与底基层厚度近似呈对数关系；不同的面层模量、基层模量和底基层模量对应的测试区动位移曲线几乎重合，因此不是影响测试区动位移的主要影响因素. 研究结果为路面承载力检测提供了依据.      

在图形化C＋＋平台上安装面向对象有限元软件

研究了Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｖｉｓｕａｌ Ｃ＋＋（图形化Ｃ＋＋）开发系统在扩充面向对象有限元软件功能方面的作用，给出了建立多文本界面的图形化Ｃ＋＋有限元应用程序的主要步骤。图形化Ｃ＋＋的两个工具－－应用程序生成器和类生成器，使得模块的建立，新类，成员函数和成员变量的加入，以及消息的发送和处理过程实现了完全自动化。原始的面向对象有限元程序保持不变。     

类梯形山体的地震动力响应分析

为探讨地震作用对山体动力响应的影响,建立了双坡面为曲面的类梯形山体的剪切梁模型,给出了响应的理论解和梯形山体第1阶固有频率的简化表达式;计算获得了不同形状山体的最大相对位移、最大相对速度和最大绝对加速度,并将计算结果与有限元分析结果进行了比较.结果表明:梯形山体模型求解山体动力响应简单,而类梯形山体模型则能获得更精确的结果;山体动力响应在水平地震作用产生弯矩较小的情况下,理论解与有限元解接近;随泊松比增大,山体的第1阶固有频率略有增大;梯形和类梯形山体的最大相对位移、最大相对速度从底部到顶部逐渐增大,而最大绝对加速度则在山体约2/5高度处出现极小值.      

Sensitivity analysis of parameters for multi-stand roll forming using a new booting model

Multi-stand roll forming is a process that has very complicated deformation behaviour and shows significant nonlinearity.In this paper, the sensitivity analysis of parameters for multi-stand roll forming was performed via a new booting finite element method(FEM) model.Compared with the most of simulation, the new model is more consistent with production process and can account for the effects of roll rotating speed.Based on the model, the process of an open section channel formed with 10 passes was simulated and the sensitivity analysis was conducted with orthogonal experiment design combined FEM model.The multi-stand roll forming process can be efficiently analyzed by the new booting model.And sensitivity analysis shows the hardening exponent plays an important role in controlling the quality of the products.