基于固有应变法的货车侧墙焊接变形预测

货车侧墙在焊接过程中由于焊缝处收缩力的作用导致侧墙板失稳,不可避免的产生了波浪变形.利用能解决预测大型结构残余变形问题的固有应变理论,在焊缝处施加与固有应变相等的初始应变,通过结构失稳分析,得出侧墙屈曲失稳因子小于1,因此在此基础上采用大变形计算,求解了大型复杂结构货车侧墙的焊接变形,并与实验数据进行对比,验证了固有应变为基础的残余变形预测法在铁道车辆制造工业中应用的可行性.     

铝合金货车侧墙多道焊变形预测

基于热弹塑性有限元法,对铝合金货车侧墙多道焊焊接变形进行仿真预测,仿真中充分考虑了材料热物理属性的影响．基于实体一壳单元混合模型,建立了侧墙有限元网格模型,应用3D高斯双椭球热源模型实现了焊接过程温度场分析．从工程实际出发设计了四种焊接顺序,通过对四种焊序下仿真结果的对比分析,讨论了不同焊接顺序对铝合金货车侧墙焊接成形的影响,为研究大型铝合金薄板焊接过程中的应力应变和减少焊接应力与变形提供了参考依据．     

勐古怒江特大桥主桥斜拉桥钢箱梁设计难点

勐古怒江特大桥主桥为云南省首座双塔三跨空间扇形双索面钢箱梁斜拉桥,主梁采用分离式扁平流线型钢箱梁。结合主桥施工特点,采用梁单元模拟计算主梁结构在各阶段的第一体系应力包络,板壳单元计算第二体系应力;主桥钢箱梁内外隔板受力复杂,分别建立标准段和梁端压重段局部模型,进行受力分析;斜拉索梁端锚固区钢锚拉板受力集中,对该区域建立实体模型,分析应力集中情况。计算结果表明钢箱梁结构整体受力状态良好,绝大部分区域应力数值均小于设计允许值;箱梁标准段和梁端压重区受力均满足规范要求;锚拉板局部应力集中现象明显(控制应力采用屈服应力),对应力集中位置须确保焊接后打磨匀顺并锤击以减少应力集中。     

搭接接头焊接角变形产生的原因分析

运用固有应变法研究了六个固有应变分量分别对搭接接头焊接角变形的影响.采用热弹塑性有限元法计算出搭接接头的六个固有应变分量和角变形,并以各个固有应变分量作为边界条件,对搭接接头的有限元模型进行弹性分析,计算出各个固有应变分量对应的角变形.结果表明：搭接接头焊接角变形的产生主要是由焊缝及其附近区域与焊缝平行的平面内垂直于焊缝方向上不均匀分布的固有剪切应变分量引起的.     

连续扁平薄壁钢箱梁人行天桥有限元对比分析

采用"板壳元法"对某扁平薄壁钢箱梁人行天桥进行有限元分析,并将计算结果与"梁格法"分析计算结果比较。结果表明:两种有限元模型分析结果拟合较好。相比较,"板壳元法"有更好的模型深度,当结构体系简单时,宜优先采用"板壳元法"。     

焊接结构变形的微机预测

根据焊接接头经焊接热循环后的应变形成机理，研究了金属结构焊接变形的形成规律，建立了预测焊接变形的数学模型，运用数值方法，微机技术，编制了相应的微机预测程序，该程序综合考虑了焊接工艺参数，装配，焊接顺序，结构中的原始应力状态，散热，板厚，塑性区重叠等对焊接变形的影响，同时对工程实例的焊接变形进行了预测，计算结果与实测结果基本一致，精度满足工程实际要求。     

南京长江第四大桥钢箱梁制造工艺及关键技术研究

国内大跨径悬索桥钢箱梁多为全焊结构,具有结构复杂、熔透焊缝多,制造难度大等特点。以南京长江第四大桥钢箱梁为研究对象,对大跨径悬索桥钢箱梁的制造工艺和板单元的焊接质量、组装精度、合拢段精度及应力消除等关键技术进行了研究。合理的工艺手段保证产品的焊接和总拼质量,取得良好效果。     

Midas板单元精细化分析在大跨径钢箱梁桥设计中的应用

车桥位于邯郸冀南新区为民路,上跨青兰高速公路跨线桥,采用整体式钢箱梁结构,主桥跨度45+70+45m=160m,本文分析了midas板单元建模在钢箱梁桥结构计算中的应用,主要论述该类桥梁的板单元建模精细化分析,为同类桥梁采用板单元建模提供设计参考。     

基于CR列式的壳屈曲分析

为解决薄壁结构屈曲分析的非线性计算问题,针对壳单元大位移、小应变分析,提出了基于更新拉格朗日CR列式的计算方法.该方法采用更新拉格朗日列式建立壳单元在大位移下的平衡方程,利用能量原理得到单元刚度矩阵.求解过程中,采用极分解方法计算变形后单元的随动坐标和单元节点的刚体转动;引入有限转动理论,从总位移中扣除刚体位移,得到节点变形,进而采用小应变理论计算单元应力,得到当前荷载步下的单元状态.最后,通过编制的程序对2个薄壳结构受力后的屈曲行为进行了分析.算例表明,用基于CR列式的非线性分析方法求解壳失稳问题具有较高的效率和精度.     

大型升船机卷筒结构有限元分析

采用有限单元法对升船机卷筒结构进行整体计算，提出了有限元分析的力学模型，对筒壳、幅板的强度及刚度作了全面分析。     

不锈钢激光焊分析试验对比研究

基于梁单元、壳单元建立激光焊拉剪试样有限元模型,对激光焊中心对中和偏移的焊接方式进行模拟分析,运用ANSYS有限元软件做线弹性分析,加载位移边界载荷,输出激光焊缝剪切力,与试验样件做对比分析,结果表明不同载荷下的激光焊强度预测结果与试验有良好的一致性,验证了模拟方法的可靠性.以有限元和试验对比分析的结果为基础,建立了完整的轨道车辆整车激光焊强度评估方法,并在某出口地铁上成功应用.     

基于混合壳单元法预应力混凝土T梁的受力性能

为了准确预测与评估预应力混凝土T梁的力学性能,利用混合壳单元建立了T梁有限元计算模型,对T梁从完好状态至破坏状态的力学行为进行了非线性分析。T梁中弯曲预应力钢筋采用组合壳单元模型,应用虚功原理推导了其对组合壳单元刚度矩阵的贡献,梁底平直预应力钢筋采用分层壳单元模型;利用Owen双参数屈服准则和Hinton压碎准则描述混凝土材料非线性特性,采用双折线本构模型模拟钢筋材料。分析结果表明:混合壳单元法计算结果与试验结果吻合良好,弹性阶段的T梁刚度折减不明显,非线性阶段刚度发生明显折减,跨中预应力钢筋应力增长幅度最大,因此,混合壳单元法对预应力混凝土T梁力学行为分析是有效的。     

基于SYSWELD的焊接模拟仿真

针对典型焊接构件,采用SYSWELD焊接模拟软件进行模拟,建立了三维模型并进行了网格划分,采用双椭球热源模型,对焊接过程进行了模拟分析,获得了温度场的分布情形,在焊接过程中,焊缝单元的温度随着焊接的进行迅速升高,温度场的形态在整个焊接过程中大体上不发生变化.在焊接变形方面,由于焊缝的纵向收缩,底板在各道焊缝位置都发生了纵向的收缩变形,同时加强筋板也发生纵向收缩变形.通过焊接模拟仿真计算,为改善焊接变形提供了借鉴依据.     

惯性载荷作用下结构应力法焊接结构抗疲劳性能研究

基于结构应力法计算了焊缝的等效结构应力和累积损伤比,对这两种焊接形式在惯性载荷作用下的疲劳特性进行了分析.分析了采用名义应力法和等效结构应力法对有限元网格尺寸的敏感性,验证了采用等效结构应力法对网格尺寸不敏感;分析了焊缝类型、承载方向及焊接板厚度对结构疲劳寿命的影响.结果表明,当载荷方向垂直于焊线且垂直板所在平面时,焊缝的寿命最低,且对接焊缝比角焊缝更易发生破坏;在三个方向惯性载荷共同作用下,角焊缝的疲劳寿命要比对接焊缝疲劳寿命长;在保证焊趾两侧刚度协调的前提下,同时增加两个焊接板件厚度可以提高焊缝的疲劳寿命,只增加或者减少一个板件厚度,都会导致焊缝疲劳寿命降低,尤其是角焊缝.     

连续钢箱梁吊装施工及其力学特性的分析

以某桥梁为实例,主桥采用等截面连续钢箱梁结构,全桥配跨为(25+58+25)m。选用钢箱梁吊装施工方案及流程。在钢箱梁梁块运输、吊装整体过程中,钢箱梁结构以及具备充足的强度和刚度,是结构稳定与满足正常成桥状态的关键。为此,运用大型通用有限元软件,对钢箱梁运输过程以及吊装过程建立了精度的壳单元建模,对整体内力与局部变形进行了分析,并得出相应结论,为指导钢箱梁安全施工提供理论保障。     

运营阶段大跨斜拉桥扁平钢箱梁横隔板受力分析

以黄埔大桥北汊桥独塔双索面扁平钢箱梁斜拉桥为工程背景,采用索-梁-板壳混合单元建立梁段的三维有限元模型,分别分析了扁平钢箱梁吊点处和非吊点处横隔板在运营阶段8车道车辆荷载作用下的受力行为,得到横隔板应力分布的规律;通过分析顶底板加劲肋、索力对横隔板受力的影响,提出了较合理的开孔洞的位置.以非吊点处横隔板为例,分析了横隔...     

连续钢箱梁桥大节段吊装关键问题分析

港珠澳大桥深海区非通航孔桥选用连续钢箱梁,单跨长度为110m,选用大节段钢箱梁整体制造和整体吊装的施工工艺。在整体吊装过程中,牛腿结构以及支点处的钢箱梁具有足够的强度和刚度,是结构稳定以及满足理想成桥状态的关键。为此,运用大型通用有限元软件,对牛腿结构以及支点处的钢箱梁建立了精细的板单元模型,对整体内力和局部变形进行了分析,并得出了相关结论,以指导实际施工。     

曲线钢桥单梁模型与板单元模型计算比较

主要介绍了空间计算曲线钢箱梁桥的两种建模方式:单梁模型、板单元模型,并对两种方法的计算结果进行了对比,可为类似曲线钢桥计算提供参考。     

闭口肋加劲板屈曲临界应力计算方法

采用能量法,推导了单向均匀受压四边简支闭口肋加劲板屈曲临界应力计算方法,考虑加劲肋扭转刚度的影响,按照截面实际形心位置计算了加劲肋和母板的抗弯刚度。以苏通大桥钢箱梁中采用的梯形闭口肋加劲板为例,采用Timoshenko方法、小西一郎方法、板壳有限元法及提出的能量法进行了屈曲临界应力比较。分析结果表明：加劲板长宽比口小于1时,Timoshenko方法和小西一郎方法计算的临界应力与钢材屈服强度比值A大于能量法计算值;口在1～6之间时,Timoshenko方法和小西一郎方法计算的A值小于能量法计算值;口在3～6之间时,能量法计算值与有限元分析结果最接近,偏差在9％～25％之间。可见,采用能量法进行正交异性钢箱梁顶、底板弹性稳定分析可行。     

对流换热系数对厚板焊接残余应力应变研究

主要考察了对流换热系数对厚板对接焊残余应力应变的影响,从而对现有的重要焊接构件(如桥梁大型锚拉板)的冷却方式给出参考,利用ABAQUS软件对焊接构件进行有限元模拟计算,通过改变对流换热系数数值大小来模拟冷却速度对厚板焊接残余应力应变的影响。研究表明:焊接区在不同冷却速度下计算结果没有数量级的差异,并且发现对流换热系数与构件焊后残余应力应变的影响也并非为单调线性的关系,在某一适中的对流换热系数条件下,厚板焊接的残余应力应变可以达到最小。