竖向均载下轻钢门式刚架极限承载力有限元分析

基于非线性板壳有限元结构分析方法，运用有限元分析软件ANSYS，对轻钢门式刚架考虑柱腹板屈曲，梁腹板不屈曲的极限承载力进行材料、几何双重非线性分析，研究了柱腹板高厚比、翼缘宽厚比、斜梁坡度、高跨比等几何参数的变化对刚架极限承载力的影响．计算结果表明：增加柱腹板厚度、柱腹板高度、翼缘厚度、斜梁坡度、高跨比可以提高刚架极限承载力；柱腹板高厚比在60～135范围内，翼缘宽厚比在9～15．43范围内变化时对承载力影响较大；而斜梁坡度在1／8～1／24范围内，高跨比在1／12—1／8范围内变化时对刚架极限承载力的影响较小，工程分析时可以忽略它们的影响．     

考虑腹板屈曲的门式刚架极限承载力参数分析

运用ANSYS对门式刚架在考虑梁柱腹板皆屈曲后的极限承载力进行双重非线性分析,研究了水平荷载、腹板高厚比、翼缘宽厚比、斜梁坡度、高跨比等参数对刚架极限承载力的影响.研究表明:工程范围内,水平荷载对刚架极限承载力的影响较小,可以忽略不计;腹板高厚比在80～200范围内,翼缘宽厚比在7.7～15.4范围内,高跨比(高度变化)在1/18～5/36范围内变化时,对刚架极限承载力的影响较大;高跨比(跨度变化)在1/12～1/7范围内变化时,对刚架极限承载力的影响较小;斜梁坡度在1/24～1/8范围内,刚架极限承载力基本不受影响.     

钢筋混凝土T梁竖向裂缝机理分析及预防措施

本文结合工程实例,分析了40T梁腹板竖向裂缝的机理,介绍了T梁腹板竖向裂缝病害整治处理的技术方案及其施工效果。     

船体梁弯曲承载力的极限状态仿真分析

利用传统分析方法对船体梁弯曲承载力的极限状态进行分析,存在着分析准确率低,效率低的问题。针对上述问题,提出一种极限状态的仿真分析方法。首先从船体梁结构单元和材料属性构建船体梁极限状态仿真模型,在此基础上计算船体梁弯曲承载力的极限强度,得出分析结果。实验结果表明:与传统的极限状态分析方法相比,利用仿真分析方法对船体梁弯曲承载力的极限状态进行分析,平均误差值低22.1。     

腹板开孔的H型梁在压弯载荷下的失效行为和强度试验研究

腹板开孔的H型钢梁在船舶,航空器和海洋平台结构作为受弯构件被广泛运用。已有众多文献报道过关于腹板开孔梁遭受腹板卷曲破坏的情况,但腹板开孔加强遭受面板屈曲的情况未有详尽调查。因此文中开展6组试件的试验研究来调查腹板开孔的H型梁的失效行为和极限承载力,结果显示开孔影响了试件屈曲波的长度和数量。该研究结果可用于几何尺寸相似的实际结构。     

开孔补强对受剪复合材料工字型梁腹板稳定性的影响研究

文章通过试验与数值仿真计算研究了开口与补强对复合材料工字型梁腹板稳定性的影响。含长圆形开口复合材料工字型梁腹板一端被固定在试验架上,另一自由端被施加竖向剪切载荷。运用有限元软件Nastran对两种不同类型的复合材料工字型梁腹板(带长圆形开口和带开口补强)进行仿真分析,利用线性屈曲计算得到屈曲荷载,通过非线性静力分析研究其后屈曲过程,并通过实验验证了数值模型和仿真计算结果。在非线性分析中对工字型梁载荷—挠度的响应进行了分析,并用"蔡吴失效准则"预测了工字型梁的首层破坏载荷。研究结果表明:工字型梁腹板的长圆形开口周边应力/应变集中现象显著,应变值为非开口区域的三倍以上;插层补强能有效地降低口边应力/应变集中程度,同时使其结构稳定性承载力提高88%,极限破坏载荷提高了46.3%。本研究可为指导含孔梁腹板结构优化设计及其在实际工程上的选型应用提供试前分析依据和参考思路。     

船体梁弯曲极限强度分析

针对船体梁极限强度计算问题,研究基于弯曲承载力的极限状态分析技术。分析总结船体梁极限强度分析方法及研究现状,阐述简化逐步破坏法(Smith逐步破坏法)的技术流程,探讨基于非线性有限元极限强度分析技术中各参数设置对计算结果的影响。在简化逐步破坏法计算结果的基础上,利用非线性有限元法评估基于单跨模型和舱段模型的船体梁极限强度,并探究上层建筑对极限承载力的影响。     

剪跨比对碳纤维布加固钢筋混凝土梁受剪承载力影响分析

本文对碳纤维布加固钢筋混凝土梁关于抗剪极限承载力现有计算方法进行分析,发现梁的剪跨比是影响其抗剪极限承载力一个重要因素;对相关研究试验数据进行拟合分析,对抗剪极限承载力公式进行了修正并通过模型验证进行了安全性,研究成果可为碳纤维布加固混凝土结构设计提供参考。     

基于国军标对腹板开孔强横梁加强方式的讨论

为满足船体空间的布置需要,船体横梁腹板的开孔参数往往会超出规范要求,从而对其横向极限承载能力造成不利影响。因此需要采取加强措施,以保证其原有的横向极限承载能力。针对该问题,本文选取一强横梁为研究对象,参照GJB 4000-2000对腹板开孔及加强方式的相关规定,分析强横梁在腹板开孔加强情况下的横向极限承载能力,并就超规范腹板开孔强横梁的加强方式做一些讨论。通过分析和讨论,得到一些可供超规范腹板开孔强横梁加强设计参考的结论和建议。     

大跨径斜拉桥钢锚梁式索塔锚固结构承载力分析

以鸭绿江界河公路大桥为工程背景,考虑了几何非线性、材料非线性和接触非线性影响,采用有限元方法,对钢锚梁结构的破坏形态和极限承载力进行分析。结果表明,钢锚梁式索塔锚固结构的破坏形式为钢锚梁受拉弯强度破坏,破坏荷载为设计荷载的5.8倍,结构有较大的安全储备。提出了钢锚梁腹板、拉索支撑结构以及钢牛腿的简化计算模型,结果表明理论计算结果与有限元计算结果较为吻合,能较好的预测钢锚梁的应力值和应力分布。     

外海浮吊船安装大跨径T梁施工的技术创新

在外海采用浮吊船安装大跨径T梁,施工难度较大,为此发明了简易梁体吊装横撑装置、护边装置、导向装置和纠偏装置,并在运输船上制作了T梁维稳系统。这些技术创新保障了施工安全和安装效率。重点介绍以上几项技术创新,供类似工程参考。     

基于有限元法的T型梁合理设计（英文）

The main configuration of ship construction consists of standard and fabricated stiffening members,such as T-sections,which are commonly used in shipbuilding.During the welding process,the nonuniform heating and rapid cooling lead to welding imperfections such as out-of-plane distortion and residual stresses.Owing to these imperfections,the fabricated structural members may not attain their design load,and removing these imperfections will require extra man-hours.The present work investigated controlling these imperfections at both the design and fabrication stages.A typical fabricated T-girder was selected to investigate the problem of these imperfections using double-sided welding.A numerical simulation based on finite element modeling(FEM) was used to investigate the effects of geometrical properties and welding sequence on the magnitude of the welding imperfections of the T-girder.The FEM results were validated with the experimental measurements of a double-sided fillet weld.Regarding the design stage,the optimum geometry of the fabricated T-girder was determined based on the minimum steel weight and out-of-plane distortion.Furthermore,regarding the fabrication stage,a parametric study with two variables(geometrical properties and welding sequence)was conducted to determine the optimum geometry and welding sequence based on the minimum welding out-of-plane distortion.Increasing the flange thickness and reducing the breadth while keeping the T-girder section modulus constant reduced the T-girder weight and out-of-plane distortion.Noncontinuous welding produced a significant reduction in the out-of-plane distortion,while an insignificant increase in the compressive residual stress occurred.     

深海钛合金压力容器在静水压力作用下的弹塑性分析

利用MSC.Marc Mentat 2005通用有限元软件对深海探测用压力容器受静水压力作用时的弹塑性失稳问题进行了计算与分析,弹性失稳数值计算的结果与用现有规范计算公式所得结果一致,均大于塑性失稳数值分析时的临界载荷。由此得出结论,对于厚壁且形状复杂的压力容器的失稳计算,用理论公式或仅用厚壳单元的弹性失稳分析是不够的,应该用3维立体单元的弹塑性失稳计算才能给出比较精确的强度预测。MSC.Marc Mentat2005强大的计算和仿真功能有效地模拟了深海精密探测容器受静水压力作用时的弹塑性失稳问题,为深海精密探测容器在材料、外观等方面做进一步的设计改进提供了可靠的工具。     

纵环加筋圆柱薄壳的塑性屈曲试验与分析

本文进行了纵环加筋圆柱薄壳在均布外压作用下的屈曲试验和分析研究。采用塑性形变理论和Misos屈服准则，在能量原理基础上导出了壳体简明的屈曲分析公式。给出了四个铝合金模型的屈曲破坏试验结果，描述了模型的破坏特征和破坏过程。试验及数值分析结果表明，在一定参数范围内，壳体将发生总体塑性屈曲破坏，且破坏表现为一个过程，局部屈曲将影响到总体屈曲临界压力。本文提供的总体屈曲简明分析方法具有较好的精度，可供初步设计时使用。     

特征载荷下海工管状结构屈曲临界载荷分析

圆柱形管状结构在海洋工程领域中应用较多，在进行结构设计时，需重点关注其侧向受载时的屈曲强度问题。通过理论分析和数值模拟，对比研究径向线性载荷变化下圆柱壳的屈曲行为，以经典的Donnell壳体理论为基础，得到圆柱壳的屈曲控制方程，并通过本征值分析方法得到结构屈曲的临界条件。采用有限元软件ABAQUS对线性变化径压下圆柱壳的屈曲进行数值仿真。分析得出径厚比是径向线性分布载荷下圆柱壳屈曲临界载荷的主要影响因素，三角形径压下屈曲临界载荷值约为均布径压下屈曲临界载荷值的2倍。     

移动式救生钟耐压壳强度与稳定性计算分析

救生钟初步设计阶段的强度与稳定与稳定性较核是根据潜艇规范或某些近似理论进行的。为研究整个钟体在各种载荷工况下的应力分布情况和总体抗失稳能力，采用有限元分析结构分析软件ＭＳＣ／ＮＡＳＴＲＡＮ进行整体计算，对救生钟整个耐压壳体的强度和稳定性进行了计及壳体局部开孔和曲率突变影响的有限元分析。分析中考虑了初挠度和弹塑性对耐压壳体失稳压力的影响，得到了后屈曲阶段的载荷－挠度曲线。从救生钟各种工况下的整体变形     

桁材开孔腹板的线性屈曲强度分析

船体在总纵弯曲时甲板纵桁和船底纵桁承受较大的轴向压力,而在桁材腹板上开孔会影响其腹板的屈曲强度.针对这一问题,应用有限元屈曲特征值分析方法对受轴向压力开孔腹板的屈曲载荷进行计算.通过对计算结果的分析,对开孔尺寸和开孔位置对腹板屈曲强度影响的规律进行了归纳,并对腰圆孔和圆孔对腹板屈曲的影响程度做出了比较,对船体结构中腹板开孔尺寸及位置提出了一些建议.     

Riks弧长法在压杆非线性屈曲分析中的应用

为了得到单轴压缩杆件考虑几何非线性时的后屈曲特性,介绍Riks弧长法的基本原理,并以工字钢为例,说明Riks弧长法在压杆非线性屈曲分析中的应用。结果表明,考虑初始缺陷后,压杆的屈曲强度大大减小,且屈曲强度对缺陷因子极为敏感。该研究可为单轴压缩杆件的非线性屈曲分析提供参考。     

双碑嘉陵江大桥非线性稳定分析

为保证双碑嘉陵江大桥结构的安全,对该桥进行非线性稳定分析。采用ANSYS建立全桥有限元模型,考虑梁柱、大位移、斜拉索垂度等几何非线性因素,采用弹塑性分析中的各向同性强化模型考虑材料非线性,材料本构关系选用双折线模型。分析结果表明：该桥的稳定性满足规范要求,考虑几何非线性的结构稳定安全系数和仅考虑线弹性的结构稳定安全系数差别不大;考虑材料非线性的结构稳定安全系数大概是仅考虑线弹性的结构稳定安全系数的0.4倍左右;考虑几何与材料双重非线性的结构稳定安全系数是仅考虑线弹性的结构稳定安全系数的0.3倍左右。建议非线性稳定的安全系数参考结构丧失承载能力的安全系数的计算方法。     

小径厚比深水管道的压溃屈曲研究

深水管道所处的特殊海洋环境极易导致其发生压溃屈曲破坏.通过深入分析不同径厚比深水管道的压溃屈曲特点,并对具有不同径厚比及初始椭圆度的深水管道模型进行了压溃屈曲及后屈曲行为的计算分析.研究发现,压溃屈曲的经典理论公式并不适用于小径厚比深水管道.文章基于经典理论和数值模拟结果,得到了适用于小径厚比深水管道压溃屈曲分析的临界压力修正公式,进而对小径厚比深水管道的压溃屈曲评估提供理论支撑和工程推荐.