有限元分析中三维体元和梁元的非节点连接

在对三维体元任一点移动和转动分析的基础上,导出了体元和梁元恰当连接应满足的多点约束方程,通过直接代入梁元的单元分析进行自由度替换实现了体梁的良好连接.本文方法对体元和梁元的连接形式具有较强的适应能力,应用方便,算例表明具有较高的数值精度.     

有黏结预应力梁中预应力筋的几何非线性分析

以常规的非线性平面梁元平衡方程为基础,将预应力束视为两端通过刚臂与混凝土梁元节点连接的平面杆元,在局部坐标系(随转坐标系)中计入预应力,根据刚臂在受力后只有刚体运动而本身不变形的特点,采用微分方法导出其在结构坐标系中的切线刚度矩阵,从而获得混凝土梁元与预应力束杆元在结构坐标系中的组合单元切线刚度矩阵;编制了程序,对预应力钢筋混凝土悬臂梁进行几何非线性分析;与ANSYS计算结果比较表明,提出的方法在非线性程度很高时仍能获得高精度数值解,具有对单元数量不敏感,预应力作为非保守荷载的特点容易被计入的优点。     

几何非线性的有限位移应力应变增量分析

从有限位移理论的应力应变定义出发,讨论了几何非线性分析中常用的UL格式各种应力应变的增量形式.以平面梁元为例重点分析了仅发生刚体位移时Euler应力增量和无穷小应变增量、Kirchhoff应力增量和Green应变增量的具体表达式,并且推导出用Kirchhoff应力增量和Green应变增量形式表示的虚功增量方程.     

梁柱T型钢连接节点有限元分析

采用通用有限元程序ANSYS,对T型钢连接节点进行了非线性分析,讨论了连接节点在各级荷载下的应力分布及发展情况,分析了节点各组成要素对节点受力性能的影响.分析结果表明:T型钢连接节点属于半刚性连接节点,具有良好的延性;柱翼缘厚度、T型钢翼缘厚度和梁截面高度对节点的极限承载力和初始刚度均有很大影响;为T型钢半刚性连接在工...     

计算杆板组合结构的一个平面四点元

本文提出一种采用简化的双向三次赫米特插值的平面四点元(简称Q■元)。这种单元的边界变形与梁元保持协调,因此,用它与梁元配合计算杆板组合结构,不增加总刚度阵体积,而计算精度则显著提高。     

钢筋机械连接质量问题原因分析及处理措施

用钢筋机械连接替代常规的焊接连接,提高了钢筋连接质量.针对钢筋机械现场施工出现的质量问题,进行详细的分析,提出颇具实效的整改措施,为钢筋机械连接施工提供了具有借鉴意义的质量控制方法,可供同行参考.     

耦合螺栓模型建模及柴油机有限元分析

研究了耦合螺栓有限元建模方法,该模型考虑到了螺栓连接所具备的预紧力和接触对这2个重要的特征.将耦合螺栓有限元模型运用到了某试件的模态分析计算中,所得到的频率和振型与实验结果具有很好的一致性,验证了耦合螺栓有限元模型的有效性.该模型运用到了某中速船用柴油机的机体与油底壳之间的连接,研究了采用螺栓连接的柴油机的有限元模型与采用粘连的方式直接将柴油机的机体与油底壳固连的有限元模型在模态频率和模态振型之间的差异     

不同连接加固方式对分洪河大桥结构性能的影响

桥梁一体化横向连接是公路桥梁拓宽工程中的新型方法,不同的横向连接加宽方法对桥梁的性能影响不同。以分洪河大桥为例,分析比较了刚接和铰接两种横向连接加固方法对桥梁结构性能的影响,并建议采用刚性连接方案,对类似桥梁横向加固具有参考意义。     

大跨独塔斜拉桥拉索梁端锚固区抗疲劳性能

为探讨扁平钢箱梁斜拉桥拉索梁端新式锚固结构的疲劳性能,根据锚拉板与主梁的不同连接方式,分析、比较了锚拉板与箱梁外腹板连接和锚拉板与箱梁顶板连接时不同的受力特点及传力路径.用ANSYS有限元软件对锚拉板与箱梁外腹板连接的锚固结构进行了数值模拟,以确定锚固结构的应力分布规律及应力集中的重点部位;在数值分析的基础上,采用足尺模型对拉索梁端锚固区进行了疲劳试验.结合有限元分析和疲劳试验结果,对桥梁设计寿命期内新式锚拉板式锚固结构连接焊缝的抗疲劳性能进行了研究.结果表明:拉索梁端锚固结构板件间连接焊缝的疲劳强度满足设计要求;锚拉板与箱梁外腹板焊接的连接方式降低了应力集中程度,提高了构造细节的疲劳等级,改善了结构的抗疲劳性能.     

预制拼装立柱钢筋连接方式的力学性能研究

装配式桥梁技术以其施工速度快、节能环保而具有广阔的应用前景,套筒灌浆连接方式是目前装配式工程上应用较多的钢筋连接方式。目前关于装配式桥梁中套筒灌浆连接、金属波纹管灌浆连接及现浇构件连接的力学性能比较试验相对较少。本文以无锡某快速化改造工程中主线高架桥项目为依托,选择4 组立柱进行连接力学性能试验,对其位移、钢筋应变、破坏模式等进行了分析。研究表明:相比于金属波纹管灌浆连接及现浇构件连接,套筒灌浆连接具有更好的延性和极限承载力。同时套筒灌浆连接的极限承载力均优于其他两种连接,也验证了套筒灌浆连接的可靠性。     

板梁偏心连接结构有限元分析

为了合理处理列车车体结构分析中典型的板梁偏心连接问题,分别基于罚单元法和La-grange乘子法构造了板梁组合结构模型,将组合结构中相关节点对之间通过偏心关系建立的约束方程引入到平衡方程中,解决了梁单元因偏心连接而对组合结构总体刚度矩阵的贡献问题,并编制了求解板梁组合结构静强度计算问题的有限元程序。实例计算表明不但两种计算方法的计算结果吻合,而且其计算结果均与有限元分析软件ANSYS 9.0计算结果接近,位移误差在1%以内,应力误差在2%以内,分析表明二者均是处理板梁偏心连接组合结构的有效方法。     

改进弧长法求解屈曲问题

为了解决结构非线性有限元分析求解过程中结构失稳或材料出现软化时传统Newton-Raphson法无法通过极值点的问题,在传统弧长法的基础上,提出了求解过极值点问题的改进弧长法.该方法将非线性方程求解过程中出现的不平衡力向量分解为两个相互正交的向量,并建立其弧长的约束方程,求解得到非线性计算中的荷载因子.在求解过程中,给出了改进的确定弧长方法,通过弧长调整避免了求解荷载系数中出现复根的问题.通过两个拱型结构的屈曲分析算例,分别考虑几何非线性和几何材料双重非线性效应,对两个拱形结构进行了非线性屈曲分析,结果表明:结构在出现屈曲时发生急跳现象,验证了改进的弧长法在结构出现材料软化和失稳时能通过极值点.     

钢管混凝土拱结构计算的矩阵位移法

视钢管混凝土为复合材料 ,建立了钢管混凝土拱结构计算的矩阵位移法。在对横截面作空间有限元子结构分析的基础上 ,利用平截面假定 ,将空间子单元转换为杆单元 ,从而导出了杆元的刚度矩阵。如进一步深入 ,可应用到钢管混凝土拱的非线性分析中。     

型钢加筋构件对船体中板的自由振动影响

根据板、梁构件的几何特性,将其简化为二维板单元和一维梁单元,利用有限元方法进行研究。通过对加筋板中梁的疏密,单元格疏密,梁的形状等算例进行比较,其分析结果能够很好地体现出型材加筋的位置、形状、大小对于船体板的振动影响。     

样条函数在连杆机构弹性动力分析中的应用

以三次Ｂ样条函数作为位移函数,利用有限元法推导了梁单元的运动微分方程及系统运动微分方程,并以一弹性四连杆机构为例进行弹性动力分析,分析结果与实验结果吻合较好。     

连续梁桥上无缝道岔伸缩力与位移计算

将钢轨和梁体视为杆单元,轨枕视为梁单元,扣件阻力、道床阻力和桥墩刚度视为弹簧单元,建立了计算连续梁桥上无缝道岔伸缩力与位移的有限元力学模型,根据变分原理和“对号入座”法则建立了模型求解的非线性方程组,分析了道岔设计参数对桥上无缝道岔伸缩力和位移的影响。研究结果表明:伸缩调节器布置在道岔的后端,连续梁固定墩的纵向力可降低43.2%;增加连续梁固定墩纵向刚度有利于减小钢轨位移;连续梁固定支座的位置对系统的受力与变形有双重影响,实际设计时应综合考虑。     

基于 UL 法的 CR 列式三维梁单元计算方法

为了提高大位移、大转动问题的计算效率和精度，提出了基于更新拉格朗日法（UL法）的三维梁单元分析的CR列式算法．这种方法采用更新拉格朗日列式，运用最小势能原理建立结构的平衡方程，并导出梁单元的刚度矩阵．求解过程中，根据CR列式的原理，采用大转动理论计算更新后的单元和节点坐标，通过扣除结构位移中的刚体位移得到结构变形，进而获得单元的准确内力．最后，给出了2个算例，以证明该方法的正确性和精度．     

施工过程分析在ANSYS中的实现

在结构施工过程中,结构受力体系、边界约束条件、荷载分布在不断的改变。利用大型有限元软件ANSYS的“生死单元”,可以进行结构施工过程分析。主要介绍了“生死单元”的机理,并举例分析了仅与“杀死单元”相连接的节点的约束问题,使其能较好的模拟结构施工过程。     

基于三维实体模型的桥梁空间结构计算仿真

在大型结构有限元分析软件ALGOR的基础上，采用实体单元对吴忠黄河大桥悬臂施工过程进行了全过程仿真分析，并将监测截面上各测点的理论计算结果与采用光纤应变传感器实测的结果进行对比分析。总结了实体模型的优缺点，同时也验证了光纤应变传感器监测数据的准确性和可靠性。