桩-土-承台相互作用的有限元简化模型

针对低桩承台结构计算中往往只考虑桩土作用,忽视承台与土相互作用的问题,通过工程实例,建立考虑桩-土-承台相互作用的低桩承台有限元简化模型,分析桩间土的承载作用对承台和桩内力的影响。结果表明:在简化模型中考虑桩间土的承载作用后,承台弯矩和桩基轴力可减少35%～40%;桩身弯矩和剪力主要受水平力和土体m值影响;桩基轴力随地基土基床系数的增大而逐渐减小,但减幅逐渐趋缓。     

城市轨道交通槽形梁设计参数优化研究

以跨径为30 m的城市轨道交通槽形梁为研究对象,采用精细化有限元方法研究槽形梁设计几何参数梁高、道床板厚度及角隅斜率对其力学性能的影响。分析结果表明:槽形梁主梁截面刚度随梁高的增加而增加,在给定跨径30 m的情况下存在最佳梁高1.8 m;道床板厚度与横向跨度有关,横向跨度为4 m时,适宜的道床板厚度是0.26 m;角隅斜率对槽形梁的影响主要表现在结合处的力学性能,推荐使用1:(2.5~3.0)。     

基于基准有限元模型的箱梁TMD振动控制研究

针对高架桥梁结构引起的振动噪声问题,研究TMD控制箱梁结构振动的特性。为了获得精准的箱梁有限元模型,首先以铁路32 m简支箱梁桥为原型,按10:1的几何相似比设计制作简支箱梁缩尺试验模型,应用ANSYS软件建立初始动力有限元模型;对有限元模型模态分析与试验模型模态测试得到的自由模态信息进行误差分析,并采用基于灵敏度分析的模型修正技术对初始动力有限元模型弹性模量和密度进行修正,得到基准有限元模型,误差确认结果显示修正后的有限元模型更精准地反应箱梁的振动特性;进一步利用基准有限元模型,开展TMD控制简支箱梁桥振动的研究,研究结果表明TMD对于抑制桥梁竖向共振有很好的效果。     

海洋软土修正剑桥模型在海堤工程的应用

通过对海洋软土进行一系列的室内物理力学试验及静三轴试验,拟合了海洋软土平均应力和广义剪应力值,认为海洋软土的状态线呈双曲线形,并将修正的应力罗德角考虑在模型之中,进一步改进剑桥模型理论,使其更加适应海洋软土的静力学特性。实践证明,海洋软土修正剑桥模型能有效模拟海洋软土的应力应变特性,表现为海洋软土材料的非线性特征以及塑性流动的特征。采用海洋软土修正剑桥模型对以海洋软土为基础的海堤的地基沉降进行数值分析,计算结果验证了海洋软土修正剑桥模型的适用性。     

游艇码头定位桩内力分析

定位桩是游艇码头的一种重要锚碇形式,现行规范对游艇码头风荷载、波浪荷载等规定存在不详尽之处,为完善游艇码头定位桩的计算分析,采用ANSYS有限元软件对游艇码头在风荷载和波浪荷载作用下的受力情况进行分析,对游艇码头定位桩计算提出合理建议,建议游艇码头计算采用整体建模,风荷载的遮挡效应应考虑船型、受风高度、船舶间距等因素。     

上游静止柱体对圆柱体结构尾激振动的影响

文章运用半隐式特征线分裂算子有限元算法对串列布置的静止上游柱体和下游圆柱的尾激振动问题进行了数值模拟研究。数值结果表明:上游柱体结构的形状、尺寸比(d/D)和折减速度(Ur)三个参数对下游圆柱体结构的动力响应、运动轨迹与涡脱落模态有着显著的影响,且与单圆柱工况相比存在明显区别;随着尺寸比的增大,上/下游柱体结构之间的互扰作用会由流致效应逐渐转变为尾流效应,使得频率特性发生变化,并会导致下游圆柱体结构的振动响应增强;当d/D=0.5和1.0时,下游圆柱体结构的运动轨迹主要为“8”字形;当d/D=1.5时,除了“8”字形外,运动轨迹还会呈现双弯刀形、“双8”字形和不规则形状。通过对流体力系数与位移时程曲线及位移PSD曲线特性进行分析,揭示了其相互作用的内在机理。另外,下游圆柱体结构的尾流场特性也会随参数的变化而变化,其涡脱落模态主要为2S、P+S和2P三种。     

非刚性轴承润滑与变形耦合下的轴系校中研究

轴承油膜是影响轴系校中的动态因素之一。在油膜刚度的计算过程中,较多学者采用船级社推荐值,或将轴承考虑为刚性,利用差分法或有限元法对其进行求解。文章对轴承弹性变形与油膜压力进行耦合分析,获得最优小扰动量,得到更符合实际情况的油膜刚度,利用vb.net编写有限元轴系校中软件并对某油船轴系进行校中计算,分析了轴承油膜对轴系校中的影响程度,可为船舶轴系校中计算及检验提供参考。     

基于KENTRACK的铁路沥青混凝土底砟层疲劳特性评价

重复动载疲劳损伤是沥青混凝土底砟层的破坏形式之一。本文建立了沥青混凝土底砟层的三维有限元分析模型,分析其在列车荷载作用下的受力变形特性。采用KENTRACK设计方法分析了沥青混凝土底砟层的疲劳寿命。结果表明:沥青混凝土底砟层等厚度替代基床表层的路基结构形式在列车荷载作用下基床表层的竖向动变形和振动加速度明显减小;沥青混凝土底砟层的层底拉应变在10×10^-6~90×10^-6,处于较低水平;沥青混凝土底砟层具有良好的疲劳耐久性,可用于工程实践。     

Determination of limiting cavity depths for offshore spudcan foundations in a spatially varying seabed

The importance of accurate prediction of limiting cavity depths during offshore spudcan foundations installation has been variously highlighted in the literature. Nonetheless, most of the previous research is deterministic in nature and confined to homogenous soils. Since offshore clayey soils can be highly spatially variable, there is a practical need to take proper account of the spatial variability in the prediction of limiting cavity depths. In a bid to remedy this situation, large deformation finite element calculations combined with three-dimensional random fields were repeatedly conducted in this study within a Monte-Carlo framework. The continuous penetration of a spudcan initiated from surface was explicitly modeled until a full-localized flow-around mechanism was observed. Spatial variability was found to clearly affect the soil back-flow and thereby the limiting cavity depth, the latter of which takes a range of values that can be approximately modeled as a log-normal distribution. Characteristic limiting cavity depths at various probability levels were ascertained. An algebraic expression was proposed to explicitly predict the characteristic limiting cavity depths in random soils from the fractile. Particular attention was paid to the lower and upper 5% characteristic values, which are likely to be useful for reliability-based design.     

基于有限元分析的船用配电板抗冲击设计

本文介绍某船配电板抗冲击设计。通过对现有冲击计算方法的理论分析,选取了一种适合某配电板冲击仿真的计算方法并对配电板研制阶段进行了抗冲击性能分析及优化,减小了系统冲击响应。产品在国家标准要求下进行了冲击试验,实验结果满足工程设计实际需求,为后续同类产品设计及优化提供了理论支撑与设计参考。