循环荷载下压弯钢构件弹塑性弯扭屈曲的有限单元法

根据板壳非线性有限元基本理论，提出了压弯钢构件在循环荷载作用下弹塑性弯扭曲分析的有限单元法，并编制了计算程序，通过将计算结果和其他分析比较，对本文的理论进行了验证，结果表明，本文所提出的方法，可以对压弯钢构件在循环荷载作用下的弹塑性弯扭屈曲进行较精确的计算分析。     

基于正交异性壳单元的悬索桥非线性静风稳定性分析

基于正交各向异性空间壳单元的大跨度桥梁静风稳定分析方法,通过对江阴长江大桥的静风稳定分析表明,大跨度悬索桥在静风荷载作用下存在两种破坏形式,即静力扭转发散与风荷载超过结构极限承载力造成的破坏,结构的具体破坏形式可能因攻角不同而改变。通过与空间梁单元模型的比较分析表明:两种方法计算的整体变形比较一致,但传统空间梁单元模型存在一定的局限性,而壳单元法能比较全面地考虑结构的整体与局部失稳。     

静态松弛界面单元法及其应用

文中主要将静态松弛界面单元法进行应用,介绍了基于力分配法的静态松弛界面单元方法的基本原理,编写了相应的程序;给出了力分配求解与静态松弛界面单元方法求解的算例,并用界面求解方法模拟岩土工程中的静力压桩问题,分析了轴力和桩侧摩阻力的变化规律;从桩顶荷载、桩体下沉的关系等方面对静压桩的荷载传递机理进行了探讨。     

浅谈公路线形设计方法

论述组成公路平面线形的主要构成单元,通过构成单元的组合形式介绍设计中常见的两种方法:导线法和曲线法的设计原理,分析了两种方法的优缺点。有关经验可供相关专业人员参考。     

单孔轨道板凸台周边填充层研究

单孔轨道板凸台周边填充层有树脂填充和CA砂浆填充两种方式。文中运用有限单元法分别建立两种填充方式下的单孔轨道板实体模型,对轨道板分别施加纵向、横向和温度梯度三种荷载,对比分析轨道结构的受力情况,结果表明,用树脂填充优于用CA砂浆填充。     

考虑大件荷载的桥梁网络可靠度分析及路径优化研究

为研究大件运输车辆荷载对桥梁安全性能的影响,提出了一种基于支持向量机和改进灰狼算法的可靠度计算模型,并以此设计了考虑桥梁网络可靠度的大件运输路径优化方法。首先依托大件运输车辆荷载分布统计数据建立了大件运输车辆荷载-桥梁结构响应的机器学习算法映射模型,通过支持向量机拟合大件车辆荷载下的结构功能函数,其次采用融合指数型非线性收敛和柯西变异的改进灰狼算法对可靠度进行求解,计算了某35 m预应力钢筋混凝土T型梁桥在大件运输荷载下的时变可靠度,设计了考虑大件运输荷载下桥梁网络可靠度的路径优化方法。研究结果表明：支持向量机对大件车辆荷载下的桥梁结构响应拟合良好,平均相对误差仅为1.74%;考虑大件运输荷载下的桥梁时变可靠度曲线下降趋势更加明显,且越接近桥梁服役后期,可靠度指标退化速率越快;改进灰狼算法在对功能函数求解时收敛速度极快,寻优稳定性极高;考虑桥梁网络可靠度的路径优化方法可以准确选择当前大件运输荷载下可靠度较高的通行路径。     

中孟单桩竖向抗压承载力确定方法对比

针对中孟两国所用单桩竖向抗压承载能力值确定方法的差异性，将国内外竖向抗压试验设备、试验方法、数据处理方法及单桩竖向承载能力特征值确定方法进行对比，结果表明:静载试验方法与理论计算方法均存在较大差异。依托孟加拉达卡地区电网扩容和升级项目，将孟加拉国使用的循环荷载试验法所确定的单桩竖向抗压承载能力特征值、中标采用经验参数法与孟加拉国采用标贯法确定的单桩竖向抗压承载能力设计值结果进行对比分析，得出中孟两国所用理论计算方法确定的单桩竖向抗压承载能力设计值相近，而理论计算结果相较于孟加拉国项目采用循环荷载试验法确定的单桩竖向抗压承载能力特征值偏小，提出了中孟两国理论计算方法与试验法所得结果之间的转化关系。     

结构中考虑摩擦力影响的支座力学模型

支座的摩擦力问题是实际工程结构中经常遇到的问题,属于接触非线性.在真实的结构中,固定支座并不是理想中的完全固定状态,滑动支座也并非能在可滑动方向上自由地滑动,两者均与接触面上的材料以及作用荷载等因素有一定的关系,结构真实的物理响应往往介于这两种理想约束之间.文中建立了一种点单元,并对这种单元的刚度矩阵进行修正,以使其能够反映摩擦力影响下支座的力学特征;对支座接触状态的判断采用荷载增量法作分析,利用FORTRAN90建立了相应的算法程序并进行了验证.     

悬臂式单排桩可靠度分析研究

基于m法和p-y曲线法两种有限单元模型,对路堑边坡单排桩支挡结构进行静力分析,在此基础上,对悬臂式单排桩结构进行随机分析。结果表明:强度参数的变异性基本不影响荷载值的均值,均值的大小基本与确定性分析的荷载值相同;强度参数变异系数越大、相关距离越大,荷载值的变异性越大。最终,根据极限状态法反算的安全系数,给出路堑边坡单排桩支挡结构安全系数的建议值:在目标可靠度为3.7的前提下,一般变异性岩土取1.32,较高变异性岩土取1.48,高变异性岩土取1.63。     

沥青混合料半圆弯曲疲劳开裂的XFEM方法研究

基于断裂能释放率改进的Paris公式,应用新近发展的扩展有限元方法建立了疲劳裂缝动态扩展模型。该模型将裂缝疲劳扩展分为三个阶段,每个阶段都有相应的参数控制,可实现对疲劳裂缝起裂、稳定扩展、失稳扩展等过程的准确描述。采用该模型和XFEM技术对一种沥青混合料半圆弯曲疲劳裂缝扩展试验进行了模拟分析。结果表明,在循环荷载作用下,半圆弯曲试件中裂缝尖端能够自由地穿过有限元单元内部动态地扩展,裂缝扩展长度随循环荷载作用次数的关系与试验结果高度吻合,初步验证了该模型应用于沥青混合料疲劳裂纹扩展分析的合理性。     

基于虚拟迭代技术的中型货车驾驶室载荷谱的求取

某货车驾驶室疲劳载荷激励输入位置位于驾驶室与悬置连接处,在进行整车强化道路耐久试验时无法安装设备直接采集。为获取较为准确的驾驶室疲劳寿命分析载荷谱,对强化耐久路面下整车加速度响应信号进行虚拟迭代。虚拟迭代时需调用整车多体动力学模型,为提高整车模型精度,基于Craig-Bampton综合模态理论生成柔性体车架,建立刚柔耦合的整车多体动力学模型。将Femfat-lab与ADAMS/Car进行联合仿真计算,以白噪声为初始输入,求解刚柔耦合整车多体动力学模型的非线性传递函数,基于循环迭代原理,进行各种典型强化路况下驾驶室悬置附近加速度响应信号的虚拟迭代。利用时域信号对比法及损伤阈值法作为迭代收敛判据,获得满足精度需求的位移驱动信号。将位移驱动信号导入到ADAMS/Car中,对整车多体动力学模型进行驱动仿真,提取驾驶室疲劳分析所需激励载荷谱,将虚拟迭代求得的载荷谱用于疲劳寿命分析所得结果与驾驶室疲劳强化台架试验结果进行对比。研究结果表明：出现疲劳破坏的部位相同度达75%,疲劳寿命误差在20%左右,表明虚拟迭代过程中基于柔性体车架建立的刚柔耦合多体动力学模型的仿真计算,可获得较高精度的迭代结果;以位移谱驱动整车多体动力学模型进行仿真能够有效避免六分力直接驱动时模型翻转等不稳定现象,并且整车模型仿真加速度响应结果与实测相应位置加速度响应吻合度较高;相比于传统的疲劳分析载荷获取方法,虚拟迭代技术可以在较低试验成本的情况下获取较高精度的载荷谱,并能够提取由于连接位置导致的无法直接进行载荷测量部位的疲劳分析载荷。     

斜拉桥初始平衡构形的确定方法

为准确模拟斜拉桥成桥索力分布,在斜拉桥索力模拟常规迭代法的基础上,从迭代初值的选取和迭代加速的超松弛法两方面实现了迭代计算的加速.提出了成桥线形修正的建模坐标迭代法,与迭代加速法共同应用于斜拉桥的初始平衡构形的建立.该方法建立的初始平衡构形快速准确的模拟了斜拉桥的索力分布和戍桥线形,能够作为后续分析的起始状态.通过对斜...     

明挖装配式隧道结构整体作用效应计算分析方法

明挖装配式隧道结构力学行为复杂、影响因素多、施工过程内力转换频繁，且尚无成熟的结构整体作用效应分析方法可借鉴。从影响结构体系受力、变形和稳定性的因素入手，提出主要分析思路、荷载作用和关键分析工况； 针对接头刚度、地层约束、基坑支护体系、基坑肥槽回填、拼装误差等主要影响因素，论述计算模型的确定方法和计算分析要点，并强调从施工到使用期间各阶段的实际工作状况逐一展开作用效应分析，是获取结构趋于实际受力特征的必要过程; 实际工程设计中，应采取合理的手段和方法计入各要素和施工过程的影响。提出的多次迭代分析方法用于变刚度接头的装配式隧道结构的整体作用分析准确、快速。     

复杂空间多段索异形塔斜拉桥施工阶段索力计算

复杂空间多段索异形塔斜拉桥的造型奇特、结构复杂,由于空间多段索的相互影响,施工阶段索力求解一直是该类桥梁设计施工的重难点,为了解决该问题,以随州市 水一桥的主桥为工程背景,结合基于差值法的正装迭代法,应用MIDAS Civil有限元分析软件,建立全桥施工阶段模型并计算分析。结果表明,运用基于差值法的正装迭代法计算的成桥索力值与设计索力值最大误差值为0.3%符合计算精度要求,且张拉过程中索力值均在设计范围内。     

轮胎尺寸对汽车结构疲劳累积损伤影响研究

基于结构耐久试验工况,通过六分力设备与底盘杆系所采集的整车道路载荷谱,应用动力学载荷分解方法获得虚拟随机载荷谱,对车身结构进行应力分析和疲劳累积损伤计算。在底盘关键位置布置传感器,同时在车身结构中CAE疲劳分析所对应的5个高应力区粘贴应变片,先后采用3套不同尺寸参数(包括胎高和胎面宽度)的轮胎以相同的耐久工况(同一个试验场,试验路面及对应的速度相同)来进行实车载荷对比测试。针对车身结构载荷幅值、频域进行分析,并基于雨流循环计数对车身和底盘件进行疲劳累积损伤计算与分析。整车实际测试的结果表明,CAE所预测到的损伤(裂纹)位置及其里程数与路试结果相吻合;在同样使用条件下,轮胎内径越大,车身结构和汽车底盘的寿命越低,已经可进行量化对比。     

无应力状态法在钢绞线斜拉索施工中的应用

针对平行钢绞线斜拉索施工过程中的索力控制问题,提出采用无应力状态法理论确定单根斜拉索中每根钢绞线挂设初张力的方法.基于无应力状态法理论与悬链线索元理论建立斜拉索无应力索长与张拉力的关系式,以各次钢绞线挂设完成为平衡状态进行力学分析,建立求解单根钢绞线张拉力的非线性方程组,采用MATLAB编程,运用最速下降法迭代得到非线性方程组的数值解.以武汉某大桥正桥为例,对其中跨22号斜拉索中单根钢绞线张拉力进行求解,结果表明所推导的方法是准确和有效的.     

异型曲线钢箱梁桥支座布置方式研究

为了研究支座布置形式对异型曲线钢箱梁桥支座水平反力的影响、提出对结构有利的支承布置方式,以一实际的异型曲线钢箱梁桥为例,采用有限元法建立精细的空间有限元模型,分析其在自重、二期恒载、温度作用和汽车活载等荷载下10种支座布置方式产生的支座水平反力。通过综合分析,提出较合理的支承布置方式,减小支座的水平反力,保证结构的安全使用,为类似异型桥梁的支座设计提供依据。     

大跨桥梁抖振时域分析的程序化方法

介绍了一套以通用有限元软件为平台进行抖振时域分析的程序化方法,重点分析了作用在有限元模型加载节点上的随机抖振荷载的模拟方法。依照改进的Deodatis谱表示法给出了脉动风速场模拟程序的流程图。基于准定常假定,推导了便于有限元软件加载的脉动风速和抖振力时程之间的简化转换公式。按照该程序化方法,使用ANSYS软件对龙潭河特大桥进行了风致抖振时域分析,验证了该方法的实用性和有效性。     

偏压荷载对箱型明洞受力影响及设计要点

为研究偏压荷载对箱型明洞结构受力影响，为该类明洞结构的设计提供理论依据，以某道路开孔箱型明洞工程为例，采用ANSYS有限元数值模拟方法进行计算分析,综合研究结果表明： 1）偏压回填箱型明洞靠山侧墙底部和外侧墙顶部受力较大，设计配筋时需要加强； 2）靠山侧墙背回填土侧压力对明洞结构受力影响较大，改善回填材料内摩擦角大小可以有效降低明洞结构内力，当内摩擦角增大到47°时最为经济； 3）可以通过在明洞洞顶回填EPE的方式减轻洞顶冲击荷载，降低明洞内力，最优回填厚度为0.9 m。     

悬浮隧道整体冲击响应模拟方法及试验验证

为研究水下悬浮隧道管体在冲击荷载下的整体动力响应，提出对应的简化模拟方法，在有限元软件ABAQUS中结合自定义幅值（UAMP）子程序进行了冲击荷载作用下考虑流体作用的悬浮隧道整体响应分析。基于Morison方程，将流体作用分为非线性阻力和附加质量力。首先，以分段线荷载的形式表示流体阻力沿管体纵向的不均匀分布。在UAMP子程序中采用FORTRAN语言编写与管体运动速度相关的流体阻力幅值计算程序。通过在ABAQUS与UAMP子程序之间管体运动速度和流体阻力幅值的交互传递，实现了荷载大小同时随时间和空间变化的非线性流体阻力加载。其次，考虑与管体加速度相关的流体附加质量力，其幅值在ABAQUS中通过定义浸没式截面自动计算。最后，进行悬浮隧道整体模型冲击试验，采用提出的模拟方法对试验典型工况进行分析，并将计算结果与试验实测值进行对比。结果表明：提出的建模方法能较好反映悬浮隧道结构动力特性；随着冲击强度的增大，冲击点处管体最大位移和加速度增大，且峰值均出现在第1个运动周期内；采用简化模拟方法分析所得的管体位移和加速度响应与试验结果基本一致；该模拟方法的计算精度与流体阻力分段线荷载的分段长度有关，当分段长度小于管体总长的1/20时，分析结果趋于稳定。因此，基于UAMP子程序的流体作用的简化数值模拟方法能较好地用于悬浮隧道整体冲击响应分析，误差在工程允许范围内。