基于刚度改变的旧桥损伤分析与研究

根据既有钢筋混凝土桥梁的受力特点及损伤程度,分析研究了纯弯构件与偏心受压构件在开裂后单元刚度变化规律及分级刚度退计算方法,并结合实桥进行了结构诊断的数值模拟和空间结构的非线形理论分析计算,结果表明在评定旧桥结构承载能力时,应按分级刚度退化非线性理论跟踪模拟其损伤过程.     

基于RBF神经网络设计的桥梁结构损伤识别方法研究

首先根据桥梁结构的动力特性分析,构造了用于结构损伤识别的损伤标示量,并从理论上分析了该参数用于结构损伤识别的可行性.然后,从径向基函数(RBF)神经网络结构、网络设计和网络训练算法等方面论述了RBF神经网络理论,着重说明RBF网络的调用及径向基函数中心和宽度的确定步骤.最后,以一座装配式预应力钢筋混凝土系杆拱桥为工程实例,通过改变构件的弹性模量降低单元刚度来模拟结构损伤程度,并以任意三组向量对网络进行测试,说明了基于频率参数和RBF网络方法的结构损伤识别的可行性和准确性.     

锈蚀钢筋混凝土构件受力性能分析研究

由于结构设计、施工、养护管理及使用环境等存在的问题,导致钢筋混凝土构件在使用中逐渐出现老化、损伤,甚至出现严重的破坏,直接影响结构的使用功能和安全。基于国内外现有研究理论,分别从钢筋截面面积减小、钢筋屈服强度降低及钢筋与混凝土之间的粘结性能下降三方面,分析钢筋锈蚀对构件承载能力的影响;并采用ANSYS软件模拟锈蚀钢筋混凝土构件的受力行为,通过分析计算结果,总结经验,为构件加固设计提供参考依据。     

局部刚度修正的快速算法

研究结构局部刚度改变时的结构重分析方法,结构局部刚度改变问题在结构有限元计算时常会遇到,例如：结构物个别构件的破坏或损伤,构件的局部屈服等等,本文推导了一种新的算法,利用原结构刚度矩阵的LDLT分解因子,通过代数运算获得新结构的解,该算法的结果是精确且通用的,不仅可用于杆系结构也可用于连续体,而计算量与目前已有的各种与专用近似方法相同,算例表明,新方法是有效的。     

矮塔斜拉桥上部结构构件刚度敏感性研究

以某在建矮塔斜拉桥斜拉索索力、主梁和桥塔内力、结构位移和结构基频等为评价指标,对矮塔斜拉桥索塔、主梁及斜拉索三者的刚度敏感性进行对比分析,并计算了3个主要构件的敏感性因子,提出三者刚度设计的次序安排,为同类矮塔斜拉桥的设计过程提供理论参考和设计参数.     

船与刚性桥墩的碰撞性能分析

运用非线性有限元基本理论，采用国际上广泛使用的大型结构分析程序LS—DYNA，建立了船舶、刚性桥墩的三维有限元计算模型．分析了碰撞力的大小、船首及构件的损伤和吸能特性，并与经验公式计算结果进行了比较，得出了有关船撞力大小和分布规律的结论．     

钢筋混凝土构件损伤演化的分形行为

根据试验资料,分析了钢筋混凝土构件在分级荷载作用下开裂及裂纹的演化、分布特性,证明了钢筋混凝土构件表面裂缝分布具有分形性质,并且不同损伤状态下构件表面裂缝的分维数与其动力特性参数之间具有良好的负线性相关关系。研究表明该分维数可作为钢筋混凝土构件损伤程度的衡量指标,从而为钢筋混凝土结构无损检测和剩余寿命评价提供了新的思路和方法。     

桥墩防撞装置碰撞动力学分析

运用非线性有限元基本理论，采用国际上广泛使用的大型结构分析程序LS-DYNA，建立了船舶和桥墩防护装置的三维有限元计算模型，分析了防护装置碰撞特点、船首及构件的损伤和吸能特性，得出了主要吸能结构吸能比例，碰撞力曲线的非线性特点，船体和防撞装置外板是主要的吸能结构等结论．     

钢筋混凝土结构随机时变强度和刚度的模型及结构抗力分析

研究了钢筋混凝土结构时变抗力的多因素影响机制,探讨了钢筋、混凝土材料强度的时变衰减规律,给出了钢筋混凝土构件的随机时变抗力模型。考虑结构刚度的时变性,提出了时变刚度的简化模型,并以高层水塔为例,根据所提出的强度、刚度和抗力随机时变模型对水塔结构构件的时变抗力进行了计算分析。     

基于可靠度的桥梁构件三维地震易损性分析

为了评估桥梁结构近场抗震性能,建立了桥梁构件的三维地震易损性分析流程. 基于工程结构可靠度理论,用构件三维失效曲面表征墩柱、支座构件的损伤状态,将包含多个单一损伤指标的损伤状态方程作为三维地震易损性分析的损伤指标;其次在既有墩柱弯曲和剪切失效曲面研究的基础上,构建了墩柱弯曲和剪切破坏的损伤状态方程;并基于支座地震损伤的相对变形,建立了支座损伤状态的方程. 在此基础上,构建了墩柱和支座三维地震损伤状态的判别准则,并对不同损伤状态进行了量化. 结合各国桥梁抗震设计规范和工程结构可靠度理论,最后实现了三维地震易损性的计算分析. 通过一维地震易损性的简化验证,表明所提方法可用于桥梁结构的地震易损性分析中,并且所得结果与PSDA （probabilistic seismic demand analysis）法的最大概率偏差小于4%.      

连续拱桥自振特性分析计算模型选取的探讨

以黄河小峡水电站坝址下游一连续拱桥为工程背景,对空腹式连续拱桥自振特性有限元计算模型的选取进行了探讨及理论分析,通过三种计算模型的对比分析,重点讨论了拱上结构抗弯刚度和质量的处理,并考虑了拱上结构与主拱圈的连接形式.最后将计算结果与试验结果进行了对比分析,说明本文所选取的计算模型能正确模拟实际结构.     

上海地区重力式防汛墙抗震稳定性研究

在考虑水-土-结构的动力相互作用的基础上,采用粘弹塑性模型、弹性梁单元及带转动自由度的接触面单元分别模拟饱和软粘土、钢筋混凝土构件及土-结构间接触面的力学特性,建立了饱和软土地区防汛墙结构地震反应时程分析的计算模型及其求解方法,并利用建立的分析理论与方法,对上海地区典型的重力式防汛墙结构的抗震稳定性借助数值模拟进行了评估,计算结果表明,重力式防汛墙在地震作用下位移较大,并有整体失稳的危险。     

环境温度对三塔两跨悬索桥结构静动力特性的影响

以泰州大桥为对象,分析了整体结构温度变化对于三塔两跨悬索桥结构静动力特性的影响.从Euler-Bernoulli梁出发,导出了杆件单元的内力变化后的动力特性分析等效刚度表达式.通过温度变化后大跨桥梁的静力分析,得到构件单元内力增量,计算等效刚度,进而计算温度变化后的动力特性.利用ANSYS的二次开发功能,编制了相应的宏命令和分析模块,分析了结构整体温度变化对大桥动力特性的影响.结果表明：环境温度变化对于泰州大桥结构静动力特性影响明显,温度的变化与大桥自振频率的变化呈反比关系.在进行大跨桥梁试验模态分析,以及结构损伤识别等研究中应考虑环境温度的影响.     

高填土拱涵失稳分析及加固设计

道路工程中拱涵结构应用广泛,因拱涵结构承载能力不足与地基处理不当造成的拱涵病害屡有发生。针对湖南某高速公路拱涵开裂问题,通过现场实测及理论分析,计算了拱顶填土压力及地基刚度对拱涵结构的影响,提出拱涵基础及拱圈加固设计方案,并对方案进行FLAC3D数值模拟分析。     

横态变化对钢桁梁桥的损伤检测研究

通过改变钢桁梁模型桥单元刚度模拟其结构损伤,利用有限元结构动力分析程序对该模型桥在“损伤”前后进行了结构动力分析。发现振动模态的变化对单元损伤的程度较为敏感且有对应关系。     

平衡悬架钢板弹簧离散梁单元模拟方法误差修正

为研究平衡悬架钢板弹簧离散梁单元模拟模型的精度,建立了3种典型重载车辆常用平衡悬架模型.同时采用平衡悬架刚度经典计算方法,计算3种悬架的刚度.对比分析离散梁单元法和经典方法垂向刚度计算结果,发现离散梁单元法模拟结果较理论计算结果大55%左右.分析误差产生原因,提出误差修正方法.修正之后的模型垂向刚度与理论刚度相比,偏差在5%以内.该修正方法为离散梁单元建模的推广应用,同时也为建立符合实际力学性能的钢板弹簧模型提供了条件.     

车身结构中常用薄壁构件的刚度分析

本文利用有限元法计算了车身结构中常用的几种薄壁截面梁的弯扭刚度。在分析比较的基础上 ,从轻量化的角度出发 ,确定出弯扭刚度最佳的截面形状。对礼帽型组合薄壁截面梁进行了基于几何模型和基于有限元模型两种方式的参数研究。得出梁的弯曲刚度随其各个特征尺寸变化的规律。为薄壁构件的选型及刚度设计提供了依据。     

预应力外包钢混凝土矩型梁抗弯承载力计算公式

外包钢混凝土结构具有构造简单、连接方便、使用灵活、承载力高及延性好等优点,但作为受弯构件,其抗裂性能及抗弯刚度等优势不是很明显。对其施加预应力,形成预应力外包钢混凝土结构,可以进一步提高构件的承载能力,增加其抗弯刚度,提高其抗裂性能,增加其耐久性。分析预应力外包钢混凝土矩型受弯构件结构及受力特点,以外包钢屈服、受压混凝土是否达到极限应变值及预应力钢筋是否屈服为条件,将预应力外包钢混凝土受弯构件的破坏模式归纳为四种,给出其相应抗弯承载力理论计算公式。     

高速铁路接触网静态刚度分析

本文在简要介绍法国、德国和日本高速铁路接触网结构的基础上，建立了种类接触网静态刚度分析的有限元模型，编制了计算程序，并以此对种类接触网的静刚度进行了计算。接着，本文应用计算程序着重分析了接触的主要结构参数，如跨距、张力及吊弦分布对静态刚度的影响。     

基于测试频率的结构损伤定位与评估方法

基于振动模态的测试、分析技术是一种常用的结构健康监测/检测的方法,文中推导了基于测试频率数据进行结构损伤评估的损伤因子,利用Ansys软件对一压力管道结构和简支梁结构进行有限元数值模拟和模型实验,以刚度折减和挖槽法模拟结构的损伤状态,分析结果表明结构损伤因子是损伤位置和损伤程度的函数,并可据此进行损伤定位和损伤程度的评估和判订。方法原理简单,操作易实现,在结构损伤监测、检测过程中有一定实用价值。