基于形态函数的船闸人字门背拉杆预应力优化计算及调试方法

大型船闸人字门通过在开口面设置预应力背拉杆来提高门体的整体刚度,减少人字门的下垂与扭转变形.文中由闸门平整度和下垂度构造出综合反映人字门整体变形程度的形态函数,并以闸门形态函数为基础,建立了理论体系较完善的背拉杆预应力优化计算模型.通过对长洲水利枢纽船闸人字门背拉杆预应力的计算和调试,表明这种方法简单而有效.     

湘江长沙综合枢纽船闸人字门背拉杆设计与调试

以湘江长沙综合枢纽船闸为例,对船闸人字门背拉杆的设计和调试进行了介绍,给类似船闸人字门背拉杆的设计和调试提供参考和借鉴。     

内河深水坡码头双排钢板桩挡水围堰施工及数值模拟研究

以长沙市中山路消防取水坡码头改造工程为依托,采用双排钢板桩挡水围堰方案,解决工期紧、施工水域有限、设备能力不足等条件下内河深水坡码头施工的难题.总结其施工工序包括钢板桩施工、围楞和对拉杆安装、填砂施工和抽水.采用数值方法研究了钢板桩挡水围堰体系协调工作机理以及前后桩水平位移和侧压力,研究表明:侧向水平作用逐渐增加,围堰拉杆先后对前后桩产生约束作用,使前后桩发生协同作用;侧向压力作用增加,前后桩位移比和应力比逐渐增加,超载作用使前桩位移减小、后桩位移增加,且同时增加前后桩应力;施工过程中适当增加超载作用,有利于提高围堰钢板材料利用效率和围堰稳定性.     

阶梯形圆角对曲轴应力优化作用的研究

利用ANSYS对某型号V型12缸柴油发动机的曲轴进行整轴的有限元分析,研究其在所有选定危险工况下的应力大小、应力分布,以及变形情况.对各工况下最大应力的大小、分布位置进行总结和讨论,并对曲轴存在的危险性进行预测.为了优化曲轴结构强度,提出了利用阶梯形圆角结构对该曲轴进行圆角应力优化,通过对比其与普通圆角结构对应力的影响,发现圆角参数取中间值时,整轴应力峰值最小,与普通圆角比降低45 MPa,且对应力分布也有一定改善作用,证明这种圆角可以得到较明显的优化圆角应力的作用.     

混凝土箱梁应力与变形对温度梯度模式的敏感性分析

介绍了温度应力和温度梯度模式的分类.利用有限元方法,分7个工况计算6种温度梯度模式下在箱粱内部产生的温度应力以及引起的箱梁变形.分析预应力混凝土箱粱应力和变形对温度梯度模式的敏感性.结果表明,不同温度梯度模式在箱梁内产生的温度应力对预应力混凝土箱梁内部应力的影响较大,而且十分复杂.归纳出箱粱设计计算时应注意的主要问题.     

考虑UIC强度准则的轨道车轮辐板渐进结构拓扑优化方法

为了提高轨道车轮的结构性能, 利用渐进结构拓扑优化方法(ESO)建立了轨道车轮的结构优化模型; 以双S型轨道车轮为设计蓝本, 分析了轨道车轮的辐板设计域, 提出了轨道车轮在多工况作用下的渐进结构拓扑优化方法; 介绍了利用渐进结构拓扑优化方法实现结构应力均匀化的优化思路; 根据《整体车轮技术检验》(UIC 510-5:2003)标准, 分别考虑了轨道车轮在直线工况、曲线工况和道岔通过工况, 不仅获得这3种典型工况共同作用下的拓扑优化结构, 而且还获得了3种典型工况依次作用下的6种拓扑结构; 对比了优化前后车轮辐板的应力, 并利用有限元工具验证了优化后车轮的辐板应力特性, 证明渐进结构拓扑优化方法的正确性和有效性。研究结果表明: 利用渐进结构拓扑优化方法对轨道车轮的拓扑优化是适用的; 在车轮质量不增加的前提下, 优化后车轮辐板的厚度增加且不等厚, 有效地减小应力集中, 降低结构应力; 对比原双S型车轮, 优化后6种车轮模型的结构性能均有所提升, 分别提高了16.6%、20.7%、22.5%、21.3%、20.1%和19.5%, 其中, 方案3的优化车轮在3种工况下辐板处的最大结构应力分别降低了4.0%、14.5%和6.7%。研究有助于轨道车轮结构强度的提高, 并对多工况耦合作用下轨道车轮结构优化具有重要的参考价值。      

轨道交通预应力混凝土槽型梁有限元分析

结合两种有限元软件的特点,模拟轨道交通双向预应力槽型梁的变形和受力分析.先通过Midas/Civil分别计算槽型梁在横向和纵向预应力作用下,钢束的预应力损失,利用虎克定律推算出相应的应变;在ANSYS中建立有限元模型,以初始应变模拟预应力的作用,进行槽型梁在纵向、横向和双向预应力作用下受力与变形分析.     

混凝土T梁预应力管道浆体冻胀理论推导及分析

以北方某高速公路项目为工程实例,对修建过程中预应力T梁出现沿预应力管道方向的裂缝进行研究,分析在预应力管道内浆体和游离水冻胀作用下的预应力管道与混凝土之间的相互作用情况,进而得到预应力管道和混凝土应力场的变化规律,根据设计图纸和工程参数利用弹性力学、混凝土结构理论等相关专业知识推导出应力分布解析式,总结出裂缝形成的原因和机理。     

深水桥墩在地震作用下的动力响应分析

针对在地震作用下处于深水中的桥墩受到较大的的动力影响,导致结构产生较大的变形和应力,对整个桥梁的安全性造成严重的破坏。重点分析了以有限元理论为基础的数值分析法,并结合某桥的桥墩实例,利用ANSYS有限元软件建立模型,输入调整后的Taft地震波,采用时程分析方法对其进行地震反应分析。计算数据表明：有水工况下墩顶的位移和桩底应力较无水时均有明显的增加,最大位移和最大应力也发生在考虑水的作用下的工况下。在地震作用的作用下,深水桥墩的内力和位移时程图的衰减速度也要慢于无水时的工况,水对桥墩的动力响应起着不良作用。     

大跨桥上纵连板式轨道受压稳定性

为探讨大跨桥上纵连板式轨道的受压稳定措施,根据大跨桥上纵连板式轨道的结构和纵向受力特点,以某跨径为94 m 168 m 84 m的预应力混凝土连续刚构桥为例,建立了轨道板-桥梁-墩台的有限元模型,并确定纵连板和底座板最不利段.将列车荷载作用下纵连板和底座板向上的挠曲作为初始弯曲缺陷,按照第二类稳定问题对纵连板式轨道的受压稳定性进行了分析.结果表明,对大跨桥上的纵连板式无砟轨道,在列车荷载和温度压力的共同作用下,纵连板和底座板可能发生竖向失稳,可设置"倒L"型双向挡块以增加稳定性;当纵连板和底座板的最大允许温升为30℃时,该桥"倒L"型双向挡块的间距不宜大于16.7 m.     

斜拉桥索塔锚固区节段模型有限元分析

斜拉桥索塔常采用小半径的U型预应力筋抵抗斜拉索产生的荷载[1]。文章建立了索塔锚固区节段的有限元模型,模拟U形预应力筋在结构中的作用。按照设计的各个工况索力进行加载,分析模型在预应力和索力荷载共同作用下的应力分布状态,取得索塔的最不利断面,对结构的安全性有重要的指导作用。     

连续刚构桥梁施工控制仿真分析研究

黑沟特大桥为主跨150 m的预应力混凝土连续刚构桥.为保证桥梁成桥线性和应力与设计保持一致,施工中采用了施工控制.文章利用有限元方法建立其仿真分析模型,模拟桥梁的施工及成桥状态,研究悬臂浇筑施工各工况,分析各工况下桥梁结构的变形及内力、应力,并与实测结果对比,表明施工控制仿真分析模型的可靠性,为桥梁施工控制提供参考.     

汽车驱动桥壳的有限元分析与轻量化

利用CATIA软件建立驱动桥壳的三维模型,选取桥壳的最大垂向力、最大牵引力、最大制动力、最大侧向力和最大静应力典型工况,并施加相应的约束和边界条件,在Hyperworks中对桥壳进行有限元结构分析。分析结果表明,桥壳的强度及刚度性能满足要求。在最大静应力工况下,运用Optistruct优化模块对驱动桥壳的盘面和板簧座进行结构优化,优化后桥壳的应力集中位置得到转移和分散,桥壳应力分布较均匀,实现了桥壳的轻量化。     

重大件码头钢桁架平台车有限元分析

针对向家坝重大件码头拟采用的三种不同卸船方式拟定平台车三个荷载工况,分别建立其有限元模型.应力和变形数值计算的结果显示工况三为最不利荷载工况.通过是否设置加劲板的应力、变形对比分析,表明加劲板对于提高结构整体刚度、减小受力和控制变形起到极为有效的作用.提出加劲板间隔布置的优化方案,建立优化模型并进行计算分析,其应力和变形均在规范允许值范围内,满足安全性和经济性的要求,验证了优化方案的可行性.     

独塔单索面预应力混凝土斜拉桥静荷载试验

以独塔单索面预应力混凝土斜拉桥静荷载试验结果为依据,通过对静荷载试验工况下控制截面的斜拉索索力增量、主塔塔顶偏位、主梁挠度和截面应力等重要测试数据的分析,并结合理论计算结果来研究不同荷载试验工况下斜拉桥的索力变化规律、强度和刚度等特性。     

流固耦合作用对螺旋桨强度影响的数值计算

为研究流固耦合作用对船舶螺旋桨强度的影响,并分析采用不同流固耦合方法所得计算结果的差异,结合实际工程,使用CFX对某船螺旋桨在特定工况进行CFD计算,并在ANSYS WORKBENCH中分别运用单向流固耦合和双向流固耦合方法对螺旋桨静应力及总变形量进行计算分析和比较,给出螺旋桨表面压力分布图,以及等效应力和总变形量随螺旋桨桨叶半径变化的关系曲线,并将二者计算结果进行对比.结果表明,采用不同流固耦合方法所得应力应变分布基本一致,最大等效应力出现在桨叶随边靠近桨毂处,叶梢位置变形最大.两种方法中采用双向流固耦合方法所得等效应力和总变形量峰值较大,且随着进速系数的增大,二者计算结果差距逐渐明显.     

跨京沪铁路46m槽型梁的受力分析与加固

大型预制预应力混凝土箱梁架设中不同工况下的梁体应力满足设计要求是箱梁安全架设的关键。通过对梁体不同工况下的应力进行分析与验算,提出了可行的加固措施,确保了跨京沪铁路46m槽型梁的安全架设。     

大跨度斜拉桥索梁锚固区的受力分析研究

文章选用大型有限元分析软件ANSYS，运用参数化设计语言APDL语言，分别计算分析了仅在成桥索力、仅在纵横向预应力作用以及在预应力和成桥索力共同作用三种情况下索梁锚固区应力分布情况。比较了索梁锚固区在不同工况下的应力分布特点；分析了锚固区应力集中的情况，以及纵、横向预应力束（筋）锚固区受力的影响。     

淘金河大型预应力拉杆拱渡槽变形及抗震分析

渡槽采用上承式预应力拉杆拱结构,其特点为肋拱和预应力混凝土拉杆组合形成自平衡受力体系,在拱内为一次超静定结构,在拱外为简支梁式结构,不产生拱脚推力;不产生一般拱式渡槽的连拱效应,节省加强墩;整体性好、纵向刚度大;槽墩轻巧、施工方便、安全可靠,工程造价低。对预应力拉杆拱渡槽进行仿真计算,用反应谱分析法分析地震作用效应,确定渡槽结构的变形规律和结构地震响应特点,研究结论对大型预应力拉杆拱渡槽的理论研究和设计施工具有一定的参考价值。     

铁路货车转向架摇枕结构拓扑优化设计

利用HyperWorks/OptiStruct软件,采用密度法在应力约束条件下对铁路货车转向架摇枕进行结构拓扑优化,以拓扑优化得到的密度云图作为参考完成新模型的构建,并验证优化方案的可行性,在满足各种计算载荷工况静强度、刚度要求的基础上,摇枕质量减轻8.6%.为进一步对整车及零部件应用结构拓扑优化设计提供参考.