加筋结构非节点连接建模中钢筋单元划分方法研究

非节点连接方法为加筋结构提供了筋与混凝土可完全独立的单元建模方案,允许筋单元与混凝土单元交错划分。针对该方法中筋单元跨越多个混凝土单元的情况,分析了钢筋单元与混凝土单元面的交点位置关系及其影响效果,建立了在混凝土单元交界面划分筋单元节点的数学模型,解决了钢筋单元与混凝土单元的位移协调问题,通过算例演示了本文方法的可行性和有效性。     

随动有限元法-非线性壳单元

推导了壳单元的随动有限元方程,详细论述了通过随动有限元方程将线性壳单元应用到几何非线性分析中的过程.通过将具有面内转动自由度的膜单元与DKT薄板单元组合,构建了一个线性的三角形平板壳单元,并基于推导的随动有限元方程,成功的构建了节点具有六个自由度的新型非线性壳单元,通过数值算例验证了这一单元的准确性,也证明了给出的随动有限元方程的正确性.     

移动单元法在车辆—无砟轨道—路基模型中的应用

将移动单元法理论推广到无砟轨道的动力学研究当中,建立了新的列车—无砟轨道—路基耦合系统模型.模型离散为轨道单元和车辆单元,下部离散了的轨道单元模型采用移动单元法理论求出其单元质量矩阵,阻尼矩阵和刚度矩阵,上部车辆单元离散为一节整车模型,利用有限元和Lagrange方程计算出车辆单元的质量矩阵,阻尼矩阵和刚度矩阵.该计算...     

用有限条带构造带旋转自由度的矩形膜元

根据有限条带思想构造了带旋转自由度的平面矩形膜元,此种单元可与矩形板弯曲单元耦合成平板壳单元,也可单独作为平面应力-应变问题分析单元;单元周边纵向采用线性位移模式和横向采用三次Hermite位移模式,与普通梁单元一致,因此可与梁单元耦合和叠加.为检验单元性能,对悬臂梁端受集中荷载、方板纯弯曲、悬臂梁端受剪切荷载三种问题进行了数值分析与比较,结果表明此单元具有良好的精度和可靠的收敛性.     

高速铁路设施管理单元区段动态划分方法

基于不等长的单元区段划分思路,结合单元区段内基础设施的属性特征,以轨道质量指数(TQI)作为单元区段划分的标准,提出了一种考虑线路状态、基础设施属性、养护维修能力的单元区段动态划分方法.确定了单元区段划分的原则和优先级,按照两阶段实现单元区段的划分,第一阶段是不等长、固定的单元区段划分,可以反映线路基础设施的基本情况;...     

山地城市交通系统震害预测模型及其应用

为了对山地城市交通系统震害进行合理预测,在改进现有震害预测模型的基础上,建立了山地城市交通系统震害预测模型．改进主要依据山地城市道路、地形、建筑物的特点,将路段视为路段单元、桥梁单元、边坡单元和隧道单元串联而成,并考虑了这4种单元之间的失效相关性,修正了路段单元中建筑物倒塌瓦砾量预测模型．用该模型对重庆市主城区交通系统进行了震害预测,给出了不同地震烈度下重庆市主城区路网的连通可靠性评价．     

基于网格截面法的非线性梁单元

为准确描述材料进入非线性阶段后的应力状态,针对采用梁单元时框架结构材料非线性的有限元分析问题,提出了基于分布式塑性理论的三维材料非线性梁单元分析方法--网格截面梁单元法,并通过算例对其有效性和准确性进行了验证.这种方法采用平面等参单元将梁单元截面网格化,通过引入材料本构模型,由截面网格材料的应力-应变关系和应力分别积分得到梁单元的截面刚度矩阵和截面抗力,再通过位移插值函数计算梁单元在材料进入非线性阶段时的单元刚度矩阵和节点抗力.     

单元组合式网格自动生成技术

本文针对有限元的前处理,提出一种基于单元实体的单元组合式网格自动生成方法, 并重点论述了面向单元实体的数据结构和单元实体之间的关系。      

桥梁顶推施工及预应力分析研究

提出了可设置中间支撑的有限单元法用于桥梁顶推施工分析,使用可设置中间支撑的有限元单元,使得对桥梁顶推施工过程的分析变得十分方便,不仅简化了单元划分方式,即在划分主梁单元时不需要考虑支座的位置,而且还减少了主梁单元的数量,提高了运算速度。最后的数值算例表面,使用此类单元计算的结果精度是可以得到保证的,另外,还可以对桥梁的顶推施工过程进行动力分析。     

高速列车—无砟轨道—桥梁耦合系统振动特性分析

根据高速列车—无砟轨道—桥梁系统运动的特点,建立了适合该问题动力学分析的新型车辆单元和轨道—桥梁单元,运用有限元方法和Lagrange方程,推导了两种单元的刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵。整个列车—轨道—桥梁系统被离散为车辆单元和轨道—桥梁单元,其中一节车辆离散成一个车辆单元,轨道—桥梁系统离散成四层梁单元。最后通过一个实例计算对整个系统进行垂向振动特性分析。     

基于退化模型的既有旧桥加固改造承载潜力分析

以空间梁格有限元理论为基础,根据桥梁检测和荷载试验的实测数据,对桥梁结构有限元模型的主要参数进行修正,建立能够反映既有桥梁实际结构特性的退化模型;基于退化的有限元模型,通过对桥梁加固前后的跨中挠度及荷载横向分布的计算,分析桥梁加固改造后的承载潜力;同时以枯河中桥为例进行仿真分析,结果表明,加固改造后的结构整体承载能力得到显著提高,退化模型可用于评估既有桥梁加固的效果。     

一种有效的弹塑性梁模拟方法

根据桥梁工程的实际需要,提出采用一个梁单元和一个杆单元组串联而成的等效单元组来模拟平面弹塑性梁,并推导了根据弹塑性梁的荷载—位移曲线求等效单元组参数的有关公式。最后,在某桥的桥墩上采取笔者提出的等效单元组模型,计算了该桥的弹塑性地震响应。     

自锚式钢管混凝土拱桥动力特性分析

对一座540m自锚式钢管混凝土拱桥，进行了空间有限元模拟分析，应用大型通用有限元程序对大桥建立了模型，解决了桥梁细部诸如支座、刚臂等细节的处理；最后对大桥的有限元模型进行了动力特性计算，得到了振型、频率的数据，可以对大桥的动力性能做出评价，有助于今后建立大桥的档案和健康诊断评估。     

钢管混凝土拱桥空间地震反应谱分析

对一座钢管混凝土拱桥,进行了空间有限元模拟分析,应用大型通用有限元程序ANSYS对大桥建立了模型,解决了桥梁细部诸如支座、刚臂等细节的处理;最后对大桥的有限元模型进行了动力特性计算,得到了振型、频率的数据,可以对大桥的动力性能做出评价,有助于今后建立大桥的档案和健康诊断评估。     

大跨度叠合梁斜拉桥动力特性分析

基于国内在建的大跨度叠合梁斜拉桥,采用ANSYS软件分别建立了全桥结构的梁-壳单元三维有限元模型与单主梁三维分析模型,对该叠合梁斜拉桥的动力特性进行了分析,并通过比较考察了不同计算模型之间的偏差。     

斜交角变化对斜交弯梁桥结构内力影响的计算分析

以一座斜交弯梁桥为工程背景,利用ANSYS软件建立该桥计算模型。采用结构有限元计算方法,运用参数变异法,计算在恒载和预应力作用下不同斜交角,即15°,30°,45°和60°,对斜交弯梁桥结构的边跨支撑、墩顶及跨中等关键位置产生的内力影响,对比随斜交角的变化,分析引起关键位置内力变化的规律及成因,验证了连续斜交弯梁桥空间力学分析采用板单元有限元素法的合理性,供工程设计及施工部门参考。     

高速铁路桥上无缝线路断轨力计算模型

在吸收前人研究成果的基础上,采用实体单元模拟桥梁及桥梁墩台,采用空间梁单元模拟钢轨及轨枕,采用弹簧单元模拟钢轨、轨枕、桥梁与墩台之间的连接,建立了断轨三维有限元空间力学模型。以秦沈客运专线10跨32 m简支双线整孔箱形梁桥为例,对其进行断缝值影响因素分析。研究结果表明:对于多跨简支梁桥,断缝与梁温度变化幅度、断缝位置、支座摩擦阻力关系不大;断缝值与扣件纵向阻力、钢轨温度变化幅度、桥墩纵向刚度、钢轨类型关系比较密切;断缝值及采用的力学计算模型也有一定的关系,相比传统计算模型,空间力学模型计算结果偏小。     

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.      

大跨度斜拉桥施工监控仿真分析

提出了一个适合施工过程控制计算的索单元．该单元能考虑斜拉索在梁上锚固点的偏心．推导了单刚计算公式和索张拉等效结点荷载的计算公式,介绍了斜拉桥施工控制中的几个特殊问题及处理技巧．通过实桥监控数据验证了该方法的适用性和可靠性．     

某超大跨度斜拉桥动力特性分析

摘要：为了研究某超大跨度半漂浮体系斜拉桥的动力特性,应用有限元软件ANSYS对该斜拉桥建立了空间有限元模型,采用子空间迭代法对该桥模型的模态进行求解,得到该斜拉桥的自振频率和振型。分析结果显示该超大跨度半漂浮体系斜拉桥具有基本周期长、自振频率较低、模态密集、振型相互耦合等特点。