碳纤维加固混凝土梁抗弯性能的非线性有限元分析

对经碳纤维加固后的钢筋混凝土梁进行有限元非线性全过程数值模拟分析。成功地解决了有限元求解碳纤维加固混凝土梁非线性数值的收敛问题,阐述了非线性的行为。有限元计算的结果与试验结果具有较好的一致性,并对两者之间的误差所产生的原因进行了分析。结果表明,建立合理的有限元数值模型,并采用合理的求解策略,能很好的准确预测并模拟碳纤维布加固混凝土梁的抗弯性能,同时也为以后的数值研究工作奠定了基础。     

预制拼装混凝土节段梁的弓形变形研究

通过建立有限元模型,模拟现场混凝土浇筑、水化并经过热-结构耦合分析,来研究新浇筑梁在水化放热过程中致使匹配梁产生的"弓形变形"。通过现场实测数据,验证有限元模型计算的合理性,并在此基础上,分析节段长细比、放热速率、浇筑温度对匹配梁弓形变形的影响。结果表明:建立的有限元计算模型合理;长细比越小,放热速率越快,浇注温度越低,弓形变形就越明显。     

玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋混凝土梁抗弯性能的研究

通过GFRP筋混凝土梁和普通钢筋混凝土梁的破坏试验,对GFRP筋混凝土梁跨中荷载挠度等受力变形规律进行了试验研究.讨论了GFRP筋混凝土梁有限元建模计算的方法,参照普通钢筋混凝土梁的有限元模型,采用线弹性本构关系模型,对不同配筋率的GFRP筋混凝土抗弯性能进行了计算研究.结果表明,GFRP筋混凝土梁的跨中荷载挠度曲线在...     

半承载式大客车车身有限元建模及强度分析

在Unigraphics（UG）系统中建立车身骨架的模型后，利用特殊的网格单元处理方法，在ANSYS中建立了车身骨架板单元和梁单元相结合的混合有限元模型。用有限元方法分析了半承载式客车车身骨架的静态强度，探讨了半承载式车身骨架在不同工况下的受力特性，针对中门变形过大的问题做相关分析，找到了车身薄弱环节，为产品改进提供依据。     

基于ANSYS的外贴预应力GFRP板加固混凝土梁数值模拟

运用ANSYS有限元软件建立预应力玻璃纤维增强塑料GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer)板粘贴加固钢筋混凝土梁有限元模型,解决了预应力GFRP加固混凝土梁非线性数值求解难以收敛的问题。通过数值模拟分析得到的有限元分析结果与试验结果非常吻合,表明ANSYS有限元分析软件对预应力GFRP板加固混凝土梁进行数值模拟分析的准确性。     

基于CV Newmark-β法的桥梁风致振动FSI数值模拟

为求解桥梁断面风致振动问题,首先介绍了两类数值微分方程解法,然后以Ansys Fluent为计算平台,通过嵌入自定义函数的方法实现了流线型桥梁断面的流固耦合数值模拟。通过理论推导发现,通过以常规的Newmark-β法嵌入UDF来驱动桥梁断面附近网格做刚体运动建立起的流固耦合计算模型计算得到的位移,与Fluent程序中网格更新的实际位移不一致,因而提出了一种修正速度的Newmark-β法以消除这种误差效应,并且建立了相应的桥梁断面流固耦合计算模型。针对某具体桥梁断面分别采用以常规Newmark-β法和修正速度的Newmark-β法建立的流固耦合计算模型,进行了低风速下和高风速下的桥梁断面风致振动数值模拟。研究表明:断面小振幅运动下不同计算模型获得的位移时程曲线基本吻合,以常规的Newmark-β法计算获得的位移与网格运动的真实位移之间的误差较小,低风速下这种算法与网格真实运动之间的位移不匹配效应产生的误差可以忽略;高风速桥梁断面大振幅颤振下不同计算模型获得的位移时程曲线差距较大,以常规的Newmark-β法建立起的流固耦合计算模型计算获得的位移与网格真实运动之间的位移不一致效应造成的误差不可忽略;低风速和高风速下以修正速度的Newmark-β法建立起的流固耦合计算模型获得的位移均与程序中网格真实运动位移一致。进行桥梁断面风致振动CFD数值模拟颤振问题时,应尤其注意处理这种位移误差效应,以建立合理的流固耦合计算模型。     

预应力混凝土路面的温度应力分析方法

针对混凝土路面的力学分析通常采用弹性半空间地基模型,考虑到预应力混凝土路面的特点,采用板底摩阻力的迭代处理模型和多向影射无界元,提出用有限元-无界元耦合的方法计算预应力混凝土路面的应力和变形.计算结果表明分析模型是正确的,新计算方法具有结点数目少、精度高、便于网格自动形成等特点.     

非埋式路基桩板结构温度效应实用简化计算方法

非埋式路基桩板结构是高速铁路无砟轨道路基的一种新型结构,此类钢筋混凝土结构属温度敏感结构,温度作用分析是迫切需要而尚未完全得以解决的问题。基于变形协调条件,同时考虑桩-土共同作用特性和钢筋混凝土桩列所具有不同的弹塑性性质,建立桩板结构的二维等效框架结构计算模型,然后推导出温度效应的计算公式;结合遂渝线桩板结构模型,利用此理论和有限元软件对桩板结构进行计算比较分析。结果表明,理论计算结果与有限元计算结果吻合良好,验证了该方法的正确性和可行性。     

钢筋混凝土简支梁的多目标可靠性稳健优化设计

为提高钢筋混凝土简支梁的可靠性和稳健性,运用可靠性和稳健优化设计的理论,建立了适合可靠性稳健优化设计的多目标模型。针对可靠性稳健优化设计的多目标模型多属于高维多目标优化问题,把灰色理论中的关联分析引入粒子群优化算法中,根据灰色关联能够很好地分析目标矢量之间的接近程度,并能掌握解空间全貌的特点,提出了适合高维多目标优化问题求解的灰色粒子群算法。与传统方法相比,该方法更能迅速准确地得到钢筋混凝土简支梁的可靠性稳健优化设计信息。     

预应力混凝土路面的温度应力分析方法

针对混凝土路面的力学分析通常采用弹性半空间地基模型，考虑到预应力混凝土路面的特点，采用板底摩阻力的迭代处理模型和多向影射无界元，提出用有限元-无界元耦合的方法计算预应力混凝土路面的应力和变形。计算结果表明分析模型是正确的，新计算方法具有结点数目少、精度高、便于网格自动形成等特点。     

GFRP加固钢筋混凝土梁的非线性有限元分析

该文运用ANSYS有限元软件,建立三种结构模型,将I型GFRP加固梁和U型GFRP加固梁与同等配筋的普通混凝土梁进行非线性有限元对比分析,从整理的有限元计算结果中讨论了玻璃纤维布对钢筋混凝土梁受力状态的贡献。     

钢筋混凝土梁遗传算法优化设计

遗传算法是建立在自然遗传学机理基础上的参数搜索方法。通过介绍遗传算法在钢筋混凝土梁结构参数求解中的应用,利用遗传算法对钢筋混凝土梁进行优化,建立钢筋混凝土矩形截面梁的满足约束、造价最低优化模型及相应的适应度函数,采用二进制编码,通过执行遗传算法的选择、交叉和变异算子,实现对结构的优化设计,并分析了算例,成功求解了钢筋混凝土梁结构非线性优化设计模型。实例结果表明:该法可以节省时间,优化结果准确并可以降低造价。     

某钢筋混凝土简支斜板桥失效原因分析

以某高速失效简支钢筋混凝土斜空心板梁为研究对象,建立三维非线性分离式有限元模型,考虑材料非线性与接触非线性,并在支座和混凝土梁底相应部位建立绑定接触,以避免应力集中导致非线性计算难以收敛。重点分析了混凝土空心板梁受力情况、混凝土裂缝分布、板梁变形与刚度验算以及钢筋应力分布情况。计算结果与失效板梁实际情况吻合较好,表明所建模型及模拟方法是可行有效的。模拟方法与所得结果对该工程具有积极的指导意义,对其他类似工程的分析也具有一定的借鉴作用。     

外贴FRP加固桥梁界面应力的计算模型研究

现有大部分外贴FRP加固梁界面应力的理论计算模型都因假设胶层应力沿厚度方向为常数而无法得到准确的界面应力分布规律。针对这一情况,提出了一种更为合理的外贴FRP加固梁界面应力计算模型。不同于一些已有模型假设被加固梁和FRP板曲率相同,该计算模型将被加固梁、胶层、FRP板当成三层独立的线弹性欧拉-伯努利梁,分别考虑了各层梁不同的转动。在建立胶层上下界面的位移协调方程中考虑了界面的柔度,通过求解由界面位移协调方程推导而来的耦合控制微分方程组,得到了FRP加固梁各层内力和界面应力的解析解。该文提出的新模型全面考虑了胶层所受的轴力、剪力和弯矩,可以得到梁-胶层界面和FRP板-胶层界面不同的应力分布规律。与有限元模型和已有方法的计算结果比较表明,该模型计算结果是合理的。     

制动低鸣噪声控制方法研究

进行制动噪声整车试验及利用台架噪声试验测量制动卡钳工作变形;建立盘式制动器摩擦耦合有限元模型,计算制动系统的复特征值,利用负阻尼比预测制动器产生噪声的趋势;对比制动噪声整车试验结果、台架噪声试验的制动卡钳振动工作变形以及非稳定模态振型,验证了有限元模型能较好地预测制动系统产生制动低鸣噪声的结论。指出,基于整车试验、台架试验和有限元仿真相结合的方法是解决制动低鸣噪声问题的途径。     

碳/芳纶混杂纤维布加固混凝土梁抗弯试验研究

通过对9根钢筋混凝土梁的抗弯试验,分析了单层与双层、1.2 m和1.6 m粘贴长度的碳/芳纶纤维布对钢筋混凝土梁抗弯刚度、初裂荷载以及极限荷载的影响,建立了加固梁数值计算的有限元模型.试验与数值计算表明,碳/芳纶混杂纤维布双层加固不仅可以获得较高的极限荷载,而且能有效地抑制初始裂缝的出现,改善加固梁的裂缝分布形态,主裂缝宽度明显减小.从纤维应变计算结果看,混杂纤维布中的CFS高弹模和高强度的特点得到了充分的发挥.     

桥用无粘结预应力混凝土T梁非线性有限元分析与试验研究

为研究桥用无粘结预应力混凝土梁的荷载-变形特性，用平面应力等参元建立了直线配索无粘结预应力混凝土T形截面简支梁的有限元模型，混凝土和钢筋分别采用了Ottosen屈服准则和Von-Mises屈服准则的弹性-完全塑性本构关系，无粘结预应力钢束简化为随加裁过程不断更新的外力边界条件；用弥散式裂缝模型模拟了混凝土的开裂并用Euler—Newton迭代法求解每个增量荷载步的有限元方程。用计算跨径为4200mm的简支试验梁进行两集中力三分点加载的试验对有限元模型进行验证，所建有限元模型可有效地分析出结构开裂和普通钢筋屈服等荷载-挠度曲线特征，与试验结果较为吻合．具有实用意义。     

粘贴CFRP布改进承受超载桥梁的抗弯性能

某桥已运营27年,边跨主梁为钢-混结合梁,中跨主梁为钢筋混凝土梁,严重超载导致钢筋混凝土桥跨出现了弯曲裂缝,采用碳纤维增强聚合物(CFRP)布对桥梁进行了加固.为确定由极限荷载引起的作用力,建立了桥梁上部结构的有限元模型并进行计算,计算结果表明,由超载货车所产生的弯矩比由AASHTO标准货车所产生的弯矩大34%～57%...     

微型客车白车身大开口变形有限元分析

通过建立某微型客车白车身有限元模型，应用有限元求解器对弯曲和扭转工况下该车车身大开12＇的变形进行了分析。结果表明，大开口变形有限元分析结果与同类型微型客车白车身试验数据相近，有限元模型和分析求解过程正确；变形分析结果说明该车身结构满足基本力学性能要求。     

基于响应面法的钢-混组合桥面系优化设计

对桥梁结构进行优化设计和可靠性研究时,采用传统的设计方法可能会遇到计算工作量繁重的问题,应用响应面法进行优化设计是有效解决该问题的途径之一。以某大跨悬索桥钢-混组合桥面系为研究对象,结合节段缩尺模型试验研究,以有限元软件Workbench为计算平台,建立相应的参数化有限元模型。以组合桥面系重量最轻为经济目标,最大变形及最大弯曲应力为约束,基于响应面法对其进行多参数优化设计,并对优化结果进行了有限元分析验证。计算结果表明:节段缩尺模型静力试验结果与有限元分析结果吻合较好,建立的有限元模型很好地反映了试验模型实际的受力状态;基于响应面法优化设计后组合桥面系质量减小了3.57%,在满足力学性能要求的同时,减轻了结构自重,降低了工程造价,为钢-混组合桥面系设计提供了良好的概念设计模型。