地震作用下钢栈桥结构稳定性数值模拟分析

地震往往会对桥梁、栈桥等带来不可预估的影响,使用MIDAS有限元软件,通过考虑2种荷载工况,并施加地震反应谱,分别对地震作用下横纵梁内力、贝雷梁弦杆、贝雷梁腹杆等进行分析,得到以下结论:横、纵向分配梁最大拉应力出现在支座位置77 MPa,工况2纵向分配梁最大组合应力18.8 MPa,均小于允许应力值145 MPa;弦杆最大组合应力值为279.7 MPa,大于规定允许应力值210 MPa;地震作用下腹杆的最大组合应力值为185.8 MPa,小于规定允许应力值210 MPa;钢管柱的最大组合应力值为14.2 MPa,小于规定允许应力145 MPa;地震反应下支架位移水平最大位移值为2.70 mm,满足设计要求。     

横系梁对双柱墩混凝土曲线梁桥地震反应的影响分析

为研究地震作用下,钢筋混凝土曲线梁桥中横系梁设置位置、刚度对结构受力的影响规律,以设置2道横系梁的双柱墩曲线梁桥为背景,考虑曲线梁桥的弯扭耦合效应和主梁间的非均匀碰撞效应,运用大型有限元软件ABAQUS建立桥梁的三维多尺度模型,设置6种横系梁位置工况,采用时程分析法分析不同位置横系梁对桥梁主梁、支座和桥墩的地震反应影响。最后,选择上述计算结果中较为合理的工况为背景,进一步研究横系梁刚度对桥梁地震反应的影响。研究结果表明:横系梁位置的变化对地震作用下曲线梁桥的主梁横向位移、支座受力、墩顶横向位移及墩底扭矩有比较明显的影响;横系梁沿墩柱较为均匀地分布时,对桥梁地震反应行为最为有利;适当地提高横系梁刚度可以减小桥梁的地震反应。     

基于模型修正梁格法的车桥耦合振动分析系统

首先以一座钢桁架连续梁桥为工程实例,建立尽可能考虑结构特点的初始有限元模型,并结合现场试验采集的静、动力实测数据,建立考虑变形、频率及振型等静、动力信息的多目标函数,通过有限元模型修正获得能够反映结构真实状态的基准有限元模型;其次介绍了梁格法桥梁车桥耦合振动分析模块以及静载试验整车加载模块编制思路,并嵌入自行研发的桥梁结构动力分析软件BDANS;最后将修正后的有限元模型输入至自行研发的梁格法车桥静动力分析模块,并将静动力荷载工况下的实测响应、BDANS计算值与通用软件ANSYS计算值三者进行了相互校核和对比。结果表明:BDANS静力分析模块的计算结果与ANSYS静力计算结果完全吻合,BDANS动力分析模块在不同行车工况下的动力计算响应趋势与实测响应趋势保持一致,从而验证了该分析模块的可靠性。     

无桥台斜腿刚架桥横系梁的设置分析

横系梁的设置对加强桥梁的整体受力很有好处,横系梁的合理数量和合理位置就显得尤为重要。基于三维实体模型从应力水平和结构位移两个方面对无桥台斜腿刚架桥横系梁的设置进行了分析,研究结果表明:主孔和副孔跨中横系梁、主梁梁端横系梁、斜腿与主梁相交处横系梁必须设置,且横系梁的数量并非越多越好。     

成桥阶段施工荷载对钢箱梁桥面结构的受力影响

为加快黄冈大桥全桥南跨引桥预制T梁的施工进度,采取通过北侧梁板运输车过桥运梁支援南侧的T梁施工方案。通过有限元结构分析软件建模,对梁板运输车在钢箱梁结构不同工况下的应力和变形进行计算,对结果进行分析,表明在不同工况荷载作用下,钢箱梁段不同结构部位产生的应力和变形满足设计要求,说明该方案的可行性。     

钢锚梁有限元分析

钢锚梁受力方式明确,通过分阶段张拉索力,能充分发挥钢材应力性能。采用三维有限元软件建立钢锚梁有限元模型,对其在安装中的不同索力工况进行静力计算,得到其应力情况;分析施工斜拉索过程对钢锚梁应力影响,并对设计方案提供指导。     

T构桥墩梁固结处局部应力分析

T构桥、连续刚构桥的0号块结构及受力复杂,为研究墩梁固结处0号块的受力情况,本文采用空间杆系有限元软件MIDAS-FEA进行了施工阶段最大悬臂工况、使用阶段最不利剪力效应组合工况、使用阶段最不利弯矩效应组合工况下的空间应力计算。通过对各种最不利工况下的应力计算分析,保证了0号块的局部设计的准确性。     

斜靠式拱桥拱梁节点分析研究

采用MIDAS/FEA有限元软件对一斜靠式拱桥拱梁节点进行局部仿真分析,计算其在3种最不利工况下的受力性能。结果表明:高应力区集中在拱梁相接位置,其余板件应力都小于钢材容许应力值,满足规范要求。设计时应对拱梁交叉位置予以构造加强。     

矮塔斜拉桥塔墩梁固结段局部应力分析

以某矮塔斜拉桥塔墩梁固结区为研究对象,采用midas FEA大型有限元程序建立塔墩梁固结区实体模型,选取施工阶段及运营阶段的最不利工况,分析塔墩梁固结区空间应力情况。计算分析表明:塔墩梁固结区总体应力水平较为合理,但局部区域存在应力集中,设计中宜进行局部优化。     

T梁连续刚构桥梁墩梁固结节点模型有限元分析

对T梁与墩固结的连续刚构桥来说,其墩顶固结的节点是关键的传力部件,基于一座7×30 m预应力连续刚构T梁高墩桥,建立墩梁固结节点的ANSYS有限元模型,计算和分析了其在第一工况最大弯矩和第二工况最小弯矩边界荷载下的应力分布、应力传递规律及应力集中现象等情况.分析表明:两种工况作用下,横桥向和竖桥向的拉压应力均不大,全桥整体刚度分配均匀,整体受力性能良好,T梁、墩梁固结区及盖梁受力处于正常的状态,设计是合理可行的,但在墩梁固结处局部位置存在应力集中现象,应引起设计方注意.     

基于有限元法的混凝土梁桥沥青铺装结构力学分析

以高速公路混凝土梁桥沥青混凝土桥面铺装为研究对象,以弹性力学为理论基础,采用ANSYS有限元软件建立了混凝土梁桥沥青混凝土桥面铺装整体结构模型,将实体子午线轮胎模型运用到桥面铺装结构分析中,同时考虑了轴重和胎压对结构受力的影响,研究了多因素条件下混凝土梁桥沥青混凝土桥面铺装结构的应力敏感性,为复合桥面铺装结构设计提供参考依据。     

多工况下汽车驱动桥桥壳静力学有限元分析

根据汽车所受的典型载荷工况来分析汽车驱动桥桥壳在静载荷作用下的变形及应力问题。首先建立垂向载荷工况、纵向载荷工况、侧向载荷工况的模型,并用汽车理论相关知识对其进行分析,然后利用CATIA建立汽车驱动桥三维实体模型并导入到ANSYS Workbench中。最后对桥壳进行有限元分析并得出桥壳在各个工况下的最大位移和最大应力。分析结果表明,该研究对驱动桥的设计具有一定参考价值。     

重载铁路路基动力响应的数值分析

通过大型有限元软件ANSYS,建立轨道-路基三维有限元模型,分析路基动应力沿线路横向和纵向的分布规律,以及不同轴重和基床表层模量对路基动应力的影响,为以后重载铁路基床的设计和养护维修提供参考。研究结果表明:路基面竖向动应力沿线路横向和纵向的分布都不均匀,横向大致呈“M”形。基床表层动应力的衰减最为急剧,约为40%。随着轴重的增加,路基各层竖向动应力都在增加。基床表层弹性模量为150 MPa时,轴重每增加5 t,基床表面竖向动应力最大增加26.1%。40 t轴载下,基床表层弹性模量每增加50 MPa,基床表面竖向动应力最大增加2.68%。     

基于CATIA和ANSYS的货车驱动桥壳有限元分析

为验证某货车驱动桥壳是否会出现断裂和塑性变形,利用CATIA软件对某货车驱动桥壳建立三维实体模型,通过传递数据接口,把模型导入有限元分析软件ANSYS,对驱动桥壳进行了2.5倍满载轴荷下的应力分布和变形情况分析。计算结果为：板壳和凸缘连接处最大应力为186MPa,小于材料屈服强度295MPa;轮距最大变形量为0.405728mm/m,小于国家规定的1.5mm/m,该驱动桥壳强度满足设计要求。表明驱动桥半轴套筒与轮毂内轴承的接触面和桥壳与凸缘连接处容易发生损坏,该方法为进一步优化改进设计提供了可靠的理论依据。     

基于CAE客车驱动桥壳强度和模态分析

驱动桥壳与从动桥壳共同支承车架及其上的各种重量,并承受由车轮传来的路面反作用力和力矩,是汽车的重要承载件和传力件,故应具有足够的强度、刚度和可靠性。对某客车驱动桥壳进行有限元强度和模态分析,得到该桥壳某工况下的应力、变形图及前12阶固有频率和振型,为驱动桥壳的改进设计提供了一定的参考依据,同时为进一步深入研究该结构的振动机理及振动抑制技术提供了理论依据.     

山区通村公路水泥混凝土路面轴载换算方法的研究

通过对承德地区山区通村公路的轴载谱进行分析研究,阐述了现行水泥混凝土路面轴载换算方法,并提出了其作为通村公路轴载换算标准的局限性。运用ANSYS有限元软件分析计算,重新回归了荷载应力公式中的相关系数,推导了通村公路水泥混凝土路面的荷载应力公式和轴载换算公式,可为山区通村公路水泥混凝土路面设计提供参考。     

Influence of polygonal wear of railway wheels on the wheel set axle stress

The coupled vehicle/track dynamic model with the flexible wheel set was developed to investigate the effects of polygonal wear on the dynamic stresses of the wheel set axle. In the model, the railway vehicle was modelled by the rigid multibody dynamics. The wheel set was established by the finite element method to analyse the high-frequency oscillation and dynamic stress of wheel set axle induced by the polygonal wear based on the modal stress recovery method. The slab track model was taken into account in which the rail was described by the Timoshenko beam and the three-dimensional solid finite element was employed to establish the concrete slab. Furthermore, the modal superposition method was adopted to calculate the dynamic response of the track. The wheel/rail normal forces and the tangent forces were, respectively, determined by the Hertz nonlinear contact theory and the Shen–Hedrick–Elkins model. Using the coupled vehicle/track dynamic model, the dynamic stresses of wheel set axle with consideration of the ideal polygonal wear and measured polygonal wear were investigated. The results show that the amplitude of wheel/rail normal forces and the dynamic stress of wheel set axle increase as the vehicle speeds rise. Moreover, the impact loads induced by the polygonal wear could excite the resonance of wheel set axle. In the resonance region, the amplitude of the dynamic stress for the wheel set axle would increase considerably comparing with the normal conditions.     

基于hyperworks的前桥有限元分析

汽车前桥工字梁是汽车中的重要部件，应具有足够的强度和刚度。首先按照厂家所提供的AUTOCAD图纸在UG中建立桥壳几何模型，然后在Hyperworks软件中进行网络划分，并进行加载和约束，完成有限元计算分析。     

广东地区交通轴载状况调查及其对路面车辙的影响分析

重载或超载作用是影响沥青混凝土路面车辙的关键因素之一.通过对广东省5条具代表性高速公路的货车轴载调查,得出了该地区不同轴载类型的轴载谱及轮胎接地压强谱.结合调查结果,针对广东沥青混凝土路面车辙病害形式,对重载作用下沥青混凝土面层结构内不同位置、不同深度处的剪应力和压应力进行了理论计算分析,探讨了超载对沥青混凝土路面结构...     

水泥混凝土路面临界荷位研究

基于Winkler弹性地基模型假设,结合多轴化、重载化的交通运载趋势,考虑不同温度梯度对水泥混凝土路面受力情况的影响,对各种车型位于不同荷载作用位置时的水泥混凝土路面受力状态进行有限元分析,确定不同荷载应力与温度应力耦合作用下水泥混凝土路面的临界荷位,为采用不同设计标准的各种设计方法提出选取临界荷位的合理建议。结果表明,若以板中荷载疲劳应力破坏为设计标准,当水泥混凝土路面处于正温度梯度或零温度梯度时,其临界荷位为车辆载重轴作用于纵缝边缘中部位置;当水泥混凝土路面处于负温度梯度时,临界荷位为车辆相邻两轴作用于同一块路面板的前后两端位置;若以板角挠度破坏为设计标准,无论水泥混凝土路面处于何种温度梯度,临界荷位均为载重轴作用于靠近角隅的板边横缝边缘。