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.     

组合梁桥的耦合计算模型研究

基于虚功原理,将耦合的概念与有限元理论相结合,推导了耦合模型的矩阵方程,从而提出组合梁的耦合计算模型．用于处理组合梁RC板与钢梁共同工作的连接问题．并通过实例计算验证该方法优于其他常用方法．     

基于混合有限元法的钢箱拱相关稳定分析

针对薄壁结构提出了一种混合有限元方法,对结构关心的部位采用板壳单元模拟,其他部位采用杆系单元模拟,根据平截面假定推导了2种单元在交界面处的约束方程,由此建立整体混合有限元模型。通过算例验证了该方法的可靠性,可以计算薄壁结构的整体稳定、局部稳定和整体局部相关稳定。用该方法对某座刚构-单肋钢箱系杆拱组合桥梁进行特征值和弹塑性稳定分析,得到了相应的稳定系数和失稳模态。实例显示,该方法既可以弥补梁单元模型无法计算构件局部屈曲的不足,又可克服局部板壳模型无法准确模拟其整体边界条件及工作环境的缺点,还可以避免全结构板壳模型产生过多单元数量和庞大结构刚度矩阵的弊端,计算可靠性和计算效率大大提高。     

一种新型有限元模型在接触网绞线力学特性分析中的应用

针对多股捻制绞线力学模型提出一种新型有限元分析方法。采用分段截面轨迹节点扫略和滚动节点梁单元映射实现单股绞线有限元拓扑模型的自动生成;通过建立辅助极坐标系和局部笛卡尔坐标系,基于各向同性材料的弹性理论和绞线边丝与中心丝的几何协调分别建立拉伸和弯曲载荷作用下单股绞线边丝节点、同截面中心丝节点和相邻截面中心丝节点的位移约束方程,并将该方程推广应用至多股绞线结构;结合Timoshenko梁理论和Lagrange乘子法实现绞线结构有限元分析求解。最后,采用该方法对1个捻距长度的双股和单股绞线结构分别进行拉伸和弯曲2种载荷工况下的有限元分析,并与Costello理论计值进行比较。研究结果表明:该有限元分析模型能够精确模拟和预测绞线的力学特性,并为接触网承力索等绞线结构的力学分析提供理论模型和依据。     

轮轨接触几何分析及其在Maple下的实现

为满足列车动力学仿真对轮轨接触点位置的精度要求,采用解析方法建立轮轨空间接触几何的约束方程组,并给出其在二维轮轨接触几何情形时的简化形式.以S1002车轮踏面和UIC60钢轨为例,基于符号计算平台Maple软件对该约束方程组进行求解,得到轮轨接触几何参数.结果表明:二维轮轨接触时的滚动半径差、接触角差、接触点在车轮踏面...     

铁道车辆板梁结构多方案对比分析

为合理处理铁道车辆车体上的板梁组合结构,解决车体结构分析中典型的板梁偏心连接问题,构建了偏心节点的节点位移关系式,利用APDL语言实现了批量约束方程的施加;并根据ANSYS软件中梁单元、板单元、实体单元的基本特征构造了5种板梁组合结构模型,对它们进行了有限元分析及对比.研究结果表明:对于同一典型的板梁结构,用板梁偏心组合建模(单点约束)方案得到的模型与用实体建模方案得到的模型有限元分析结果比较接近,用全板壳建模的两种方案均相对实体单元模型约束稍强,而用板梁偏心组合建模(双点约束)方案得到的模型则约束过强;同时采用板梁组合建模的模型单元数和节点数相对较少,可以节省计算机时,降低计算费用.     

高速列车铝合金车体中铆钉和螺栓联接结构的强度分析

铆钉和螺栓联接结构是铝合金车体中不同金属之间及铝合金之间联接的重要方式。通过铝合金车体强度计算实例,介绍了使用耦合和约束方程建立铆钉和螺栓联接结构有限元模型的方法,提出了铆钉和螺栓联接结构强度的验收标准,以及对铆钉和螺栓联接结构计算结果进行分析的方法。     

6160船用柴油机连杆有限元分析

建立了6160船用柴油机连杆的三维有限元模型,并用有限元软件对模型进行分析, 应用约束方程和结点自由度耦合的方法模拟了连杆组件之间的接触关系,对最大压缩工况和最大拉伸工况下连杆危险部位的强度和刚度进行了校核,还对6160提升功率前后的小头危险部位的疲劳安全系数和大头变形进行了对比分析．     

结构连接节点刚度识别的精细有限元分析

在进行结构计算时,一般采用主从节点法或是刚性材料法来处理节点刚性区问题。主从节点法往往高估节点区的刚度,刚性材料法则很难确定连接单元的几何、物理参数。该文以细长梁的平截面假定为依据,构建连接节点局部有限元模型的边界节点与整体结构有限元模型相应节点之间的约束方程,将连接节点局部三维实体(壳)有限元模型与整体结构空间杆系有限元模型相结合进行数值分析。采用此方法对一座多重组合体系拱桥主副拱连接节点的刚度进行识别。分析表明:对连接节点柔性行为的模拟可以使整个结构的计算结果更加精确。