复杂地下大空间综合体抗震性能分析

在总结目前国内外地下结构抗震计算方法的基础上,采用动力时程分析方法对上海市临港新城复杂地下大空间综合体工程进行系统的抗震性能分析。建立了该复杂地下结构的三维精细化有限元分析模型,并基于混凝土极限拉应变假设理论,考虑混凝土材料弹塑性变化的力学行为,分别给出中震和大震作用下结构的基准地震响应,从而评价该复杂地下结构的抗震性能。分析结果表明:在中震作用下,结构受力仍处于弹性阶段;在大震作用下,结构能够满足弹塑性变形验算。     

薄壁钢箱梁的极限强度及有效宽比分析

对由线应力性强化材料制造的薄壁钢箱梁的弯曲极限状态下的强度及有效宽比进行了分析，基于弹塑性应力－应变理论及箱梁剪滞效应的分析结果，本文推导出在有限塑性有条件下，箱梁的极限强度增大系数及翼缘有效宽比与跨宽比及允许塑性变形值之间的关系及剪滞系数的计算虎例分析，为实际工程设计应用提供了有关计算方法，准则及可供参考的分析结论。     

冲击载荷作用下重载敞车结构分析

为解决重载货车在纵向冲击载荷作用下车辆自重增加问题,利用材料塑性变形后的强化性能和采用非线性有限元法,对出口澳大利亚的轴重40 t重载矿石敞车进行结构强度计算与分析.采用基于材料非线性理论的设计方法,根据Q450NQR高强度低合金钢应力一应变曲线,按Von Mises各向同性强化模型建立材料的本构关系,对车体结构进行弹塑性有限元分析;并结合非线性屈曲分析进行结构优化,使得该车的自重系数仅为0.16,实现了车体结构轻量化的设计思路,产品已批量生产并投入实际运用.     

自锚式悬索桥极限承载力及安全性评价方法研究

以鹅公岩轨道交通专用桥为工程背景,对自锚式悬索桥极限承载力及其安全性评价方法进行研究。从材料的单轴本构模型出发,介绍杆单元与纤维梁单元弹塑性刚度矩阵的计算方法,基于U.L.列式编制相应的杆系有限元计算程序。对活载独立增大及恒活载同比增大两种典型荷载模式下四种工况的极限承载力计算结果进行分析,揭示了自锚式悬索桥的破坏过程中位移、截面刚度变化规律及失效机制。结合JTG/T D65-01—2007《公路斜拉桥设计细则》中大跨度桥梁非线性分析时主梁安全系数的规定,根据荷载效应等效原则,推导活载安全系数的计算公式,通过与规范对比分析发现,其计算结果更为严格,并就该公式及规范评价吊索与主缆安全性出现的结果不一致性进行分析。     

隧道断层区极限位移模拟的探讨

确定软弱围岩隧道在高地应力作用下的极限位移时,可采用弹塑性有限元分析。通过计算毛洞的极限位移,支护后隧道的极限位移,二次衬砌后隧道的极限位移,以及结合岭脊千枚岩地层区和F7断层区段隧道极限位移模拟计算,得出隧道稳定性位移判别,隧道失稳的经验先兆,围岩和初期支护基本稳定的主要条件等方法。     

轨道交通轮轨接触面材料性能与轮轨切向接触阻尼关系研究

为准确计算轮轨切向接触阻尼,基于接触阻尼理论,考虑轮轨材料的弹塑性变形和车轮表面粗糙度,采用有限元法,将轮轨材料的接触面进行离散;基于罚函数面-面接触算法定义轮轨接触,建立轮轨粗糙表面接触有限元简化模型;通过间接输入实际车轮表面硬度数据并且加载位移载荷来计算轮轨切向接触阻尼损耗因子和轮轨切向接触阻尼.仿真结果表明:轮轨切向接触阻尼损耗因子随着法向载荷、摩擦系数和车轮表面硬度的增加而减小,而粗糙度对其影响不大;轮轨切向接触阻尼与法向载荷、材料表面的摩擦系数及材料表面的硬度呈正相关;随着摩擦系数的增大,轮轨切向接触阻尼先增大后趋于稳定;轮轨切向接触阻尼与运行里程数并非呈现单调性变化.因此,当考虑轮轨材料表面粗糙度微观结构时,更能够反映实际情况.     

桥梁结构极限承载力分析的截面内力塑性系数法

基于U.L列式单元增量平衡方程，提出了一种建立钢筋混凝土梁单元弹塑性刚度矩阵的新方法-单元节点截面内力塑性系数法，并编制了相应的计算程序。用该方法计算了两个大型单拱面预应力混凝土系杆拱桥模型。结果表明，理论计算结构极限承载力与试验结果良好接近。     

钢梁承载潜力的自适应分析

自适应分析研究超出弹性极限的重复载荷作用下结构的弹塑性行为。与其他塑性理论相比,自适应理论的分析结果更逼近结构塑性破坏的实质。以日本某桥为例,以增量分析法为基础编制有限元程序,采用Timoshenko弹塑性分层梁单元模拟连续实腹钢梁桥结构,进行其在重复载荷作用下自适应行为分析。结果表明:随活载系数的增加,结构依次经历全弹性承载、自适应和塑性增量破坏3个阶段;按自适应理论分析,该梁能够承受的最大活载是设计活载的2.804倍;可见,对于按容许应力法设计的旧有钢桥,自适应分析能极大地挖掘其承载潜力。     

TPZ/48钢箱梁式架桥机施工状态下屈曲稳定性研究

采用有限元软件ANSYS建立某大跨度钢箱梁式架桥机在浇筑施工状态下弹塑性有限元模型。基于非线性屈曲理论,采用位移控制的弧长法加载跟踪结构平衡路径,对含初始几何缺陷的架桥机结构进行非线性屈曲分析。通过对失稳特征点的荷载—位移曲线分析,确定该型架桥机施工状态下的极限承载力、局部稳定和整体稳定的安全系数。架桥机的极限承载力为3 755t,大于设计施工荷载1 600t,整体稳定安全系数为2.35,但局部稳定安全系数仅为1.32;失稳位置发生在支座以及跨中的底板、横隔板、腹板等处。由非线性屈曲分析结果与特征值屈曲分析结果的对比分析得到:对于复杂结构,由于结构内局部发生屈曲后荷载会发生转移,其结构并未失去整体承载能力,因此由非线性屈曲分析得到的临界载荷可能大于由特征值屈曲分析得到的临界载荷。     

基于铝合金型材搅拌摩擦焊热力耦合有限元分析研究

文章通过大量的分析、研究搅拌摩擦焊接热力耦合计算方面的资料以及结合实际开展的搅拌摩擦焊接过程和试验,建立了一个相对完善的铝合金型材搅拌摩擦焊接数值分析模型;对其焊接参数、夹具约束、机械载荷、摩擦因数、材料属性以及生热过程进行了较为细致的分析和研究;综合考虑摩擦力和被焊型材的剪切极限,采用了一种自适应热量载荷作为其生热驱动力;在力学分析中简化考虑机械载荷以及夹具与型材及型材与型材之间的接触关系;对分析模型进行了动态模拟,得到焊接过程中温度场分布规律、焊接残余应力分布规律。