剪力与拉拔力共同作用下焊钉受力性能分析

运用有限元软件ABAQUS,分别对焊钉单纯受剪力作用和拉剪组合作用下的受力性能进行非线性有限元分析,得到在不同拉力作用下焊钉的荷载-滑移曲线,进而分析结构的应力分布状态、破坏形式以及混凝土损伤等情况.研究结果表明:焊钉承受的拉拔力越大,焊钉就越早进入弹塑性阶段,焊钉的极限承载能力就越低.单纯受剪力作用的焊钉承载能力要优于拉剪共同作用下的焊钉,当拉拔力分别为0.2T_u、0.4T_u和0.6T_u时,焊钉的极限剪力值与单纯受剪相比分别下降了2.77%、11.66%和24.48%.焊钉拉剪极限承载力有限元计算值与Takami和McMakin的建议公式计算结果较为接近,能够反映焊钉的真实受力状况.本研究结果对全面了解焊钉在组合荷载作用下的受力性能具有重要的意义.     

斜拉桥钢-混组合箱梁焊钉连接件剪力分布研究

由槽型钢梁和混凝土桥面板组成的组合箱梁是一种较为新型的结构形式,已在大中跨径斜拉桥中得到应用。焊钉连接件对组合梁的力学性能有很大影响。文中以国内某槽型钢结构-混凝土板组合箱梁斜拉桥为工程背景,建立包含子结构的空间有限元模型,计算组合梁中焊钉连接件在各种荷载作用下的受力情况,分析焊钉纵、横桥向剪力分布规律。计算结果表明组合梁的钢-混连接面上的剪力分布不均匀,在中跨跨中位置较小,边跨辅助墩和边墩附近较大;恒载是引起剪力的主要因素,混凝土桥面板的收缩对其影响也较大。     

胶结剪力键抗剪承载力试验与数值分析

为了研究新型装配式钢-混凝土组合梁界面的力学性能,对采用不同厚度环氧砂浆作为钢与混凝土界面粘结材料的标准试件进行推出试验,得到试件的破坏模式与荷载-滑移曲线,分析了环氧砂浆层厚度对抗剪承载力的影响.引入弹簧单元对混凝土和胶结层界面粘结的力学行为进行模拟,建立了三维非线性有限元模型.基于模拟结果,得到了混凝土与胶结层剥离规律,研究结果表明:试件破坏均未发生在胶结层,数值模拟结果与推出试验结果基本吻合,环氧砂浆黏结层剥离过程是典型的脆性破坏.     

核电用Q345B厚板多层多道焊动态角变形研究

为了获得核电用厚板多层多道焊的角变形动态过程,通过试验测试和有限元分析相结合的方法研究了40 mm厚Q345B钢板角变形过程.基于ANSYS有限元分析软件,开发了考虑移动热源、材料非线性和几何非线性的热弹塑性有限元计算方法.同时,采用位移传感器间接测试了焊接角变形过程.研究结果表明:Q345B厚板多层多道焊角变形动态过程可分为变形阶段和稳定阶段.单个焊道引起的角变形增加量呈先增大后减小的趋势.此外,综合考虑热输入与板厚叠加作用的热输入理论(Q/h~2)可以解释厚板多层多道焊角变形动态过程.     

多蛋形交接耐压壳屈曲特性试验与数值研究

文章研究了多蛋形交接耐压壳屈曲行为。基于壳体开孔处的变形量与完整壳体一致的设计理念,优选多蛋壳结构参数,制作多蛋壳比例模型,并对其制作误差进行了检测。此外,还进行了静水压力试验,验证真实多蛋壳破坏形式,检验环肋参数的合理性,比较了考虑真实形状和厚度的非线性有限元分析结果。结果表明:基于变形协调理念设计的多蛋壳,最终破坏远离环肋交接处,蛋形壳单元破坏形式及载荷与完整单蛋壳基本相同,试验验证了多蛋壳继承了完整蛋形壳较好的耐压特性;基于弧长法的数值计算与试验结果具有良好一致性,考虑真实形状和厚度的非线性有限元分析可用于分析预测真实壳体的屈曲特性。     

锈蚀钢筋混凝土桥墩滞回性能的数值模拟

基于钢筋混凝土桥墩低周反复荷载试验结果,利用ANSYS有限元分析软件,建立桥墩的有限元计算模型,并对其进行承载力验证及低周反复荷载试验下全过程的非线性有限元分析,与相应试验结论吻合较好.通过施加温度场模拟钢筋锈胀力对混凝土桥墩的作用,进一步研究钢筋锈蚀后桥墩在不同锈蚀率下滞回曲线、骨架曲线以及桥墩耗能能力.分析比较表明:用温度场模拟钢筋锈胀力对混凝土桥墩的作用可以取得令人满意的结果.本方法可供锈蚀桥墩的抗震性能研究参考.     

新型钢箱梁桥面铺装方案影响因素分析

以大跨径钢箱梁桥为例,分析了在静力荷载条件下各种因素对桥面铺装的影响。轻集料混凝土铺装方案影响因素较多。重点就剪力钉间距、直径、高度、铺装层厚度和模量、车载以及跨径等影响因素进行了比较分析。结果表明．钢箱梁桥面的轻集料混凝土＋剪力钉铺装方案总体上完全可以达到当前设计要求。     

后张预应力混凝土空心板非线性仿真计算

结合预应力混凝土结构的特点,考虑材料非线性的影响,利用大型通用有限元软件ANSYS对后张法预应力混凝土空心板进行了非线性仿真计算,与现行规范计算方法对比表明,仿真计算结果能够反映后张法预应力混凝土空心板的受力性能及变形特征,符合设计要求.     

轻量化造船中薄板对接焊失稳及其临界条件

针对3mm厚的低碳钢薄板进行对接焊试验,使用光学面扫描方法测量焊后的面外变形,可明显地观察到"马鞍形"的失稳变形形状;使用热-弹-塑性有限元分析,并考虑大变形理论,再现薄板对接焊的失稳变形现象,且预测的面外变形与实际测量结果相当吻合。以焊接固有变形为载荷,进行弹性有限元分析,其预测的焊接面外变形与热-弹-塑性有限元分析及试验测量也具有很好的一致性。同时,通过一系列的热-弹-塑性有限元计算和基于固有变形增量法的弹性有限元计算都可获得该对接焊接头发生焊接失稳变形的临界条件,两个结果也相当一致。     

轴向长腐蚀管道极限承载力研究

腐蚀是引起海底管道破坏的重要原因之一,其中轴向长腐蚀是海底管道常见的腐蚀形式.文中采用非线性有限元方法,对轴向长腐蚀海底管道进行了内压荷载作用下的破坏机理的研究.并分析了腐蚀长度,腐蚀深度和腐蚀位置对海底管道失效压力的影响.根据有限元分析结果,回归得到适用于轴向腐蚀海底管道极限失效压力的计算公式,并与试验结果吻合较好,为长腐蚀海底管道的评估提供依据.     

PHC管桩抗剪试验研究

针对国内PHC管桩在水运工程中应用广泛但受剪承载能力计算方法尚未明确统一的情况,对3根直径800 mm、壁厚110 mm的PHC800B110-5型管桩进行抗剪试验研究.通过观察受剪状态下的裂缝开展、挠度变形、破坏状态,分析剪跨段桩身最大主应力、最大剪应力和主应力角度;研究试验桩的受剪破坏过程,得到试验桩的抗裂剪力和极限剪力.从试验结果可知,管桩在开裂之后到发生破坏仍然具有一定的承载能力.     

撞击载荷下曲板动态破坏特性的试验及数值仿真

通过系列的低速试验,对撞击载荷下曲板的破坏特性进行研究,并在有限元软件ABAQUS中进行数值模拟.试验结果表明曲板的变形包括局部凹陷和整体变形两个部分,破坏形式为花瓣式撕裂.为了保证有限元计算的准确性,通过材料拉伸试验和有限元迭代修正结合的方法测定相关的材料参数.采用JOHNSON-COOK材料模型拟合相关数据,结果表明有限元计算能够有效地预报结构的变形和破损情况.     

船体分段钢结构焊接过程仿真

通过有限元与神经网络相结合的方法，模拟了船体上层建筑、舷侧分段钢结构典型部位的焊接过程，并对其温度场、位移场进行了仿真，分析了组焊工序、焊接工艺参数对上述分段钢结构焊接变形的影响。研究结果表明，采用有限元与人工神经网络相结合方法，可以快速分析、预测船舶钢结构的焊接变形，且仿真结果与实焊数值能较好吻合。并分析出影响船体分段钢结构焊接变形的主要因素是钢板拼焊后产生的残余应力，增加消除焊接应力工序，可以明显降低船体分段钢结构焊后产生的变形量。     

PLAXIS在混凝土U形板桩护岸受力计算中的应用

利用岩土有限元软件PLAXIS对某钢筋混凝土U形板桩护岸模型进行非线性有限元分析,得出U型板桩的变形、板桩的弯矩和剪力分布,分析荷载作用下板桩墙的水平位移。并指出应用PLAXIS计算板桩结构时需注意的事项及土体参数选取,对实际工程计算具有指导意义。     

船舶甲板结构稳定性实验与数值仿真研究

为了研究具有大开口甲板板架结构的稳定性问题,本文设计了含大开口的甲板板架模型,开展了其轴向受压稳定性实验,并采用非线性有限元软件ABAQUS对该模型的屈曲破坏过程进行了数值仿真计算,试验结果与数值仿真结果吻合较好.在此基础上,分析了导致结构屈曲失效的主要因素,为船舶甲板结构稳定性设计提供了参考依据.     

大跨径斜拉桥钢锚梁式索塔锚固结构承载力分析

以鸭绿江界河公路大桥为工程背景,考虑了几何非线性、材料非线性和接触非线性影响,采用有限元方法,对钢锚梁结构的破坏形态和极限承载力进行分析。结果表明,钢锚梁式索塔锚固结构的破坏形式为钢锚梁受拉弯强度破坏,破坏荷载为设计荷载的5.8倍,结构有较大的安全储备。提出了钢锚梁腹板、拉索支撑结构以及钢牛腿的简化计算模型,结果表明理论计算结果与有限元计算结果较为吻合,能较好的预测钢锚梁的应力值和应力分布。     

变压器定位结构的破坏形式试验与分析

以不同型号的变压器定位结构为研究对象,通过原型破坏性试验分析变压器定位结构的破坏形式,并与实际海上运输事故的破坏结果相对比。在此基础上,采用有限元模型进行仿真分析,定量地得出不同型号定位结构的极限承载力。结果表明:不同尺寸的定位结构的破坏形式是一致的。树脂发生破碎,钢碗结构是由于应变过大无法取得较好的保护作用,致使木碗被剪断,结构完全破坏。这些分析可成功地模拟定位结构的破坏过程,为大型变压器定位结构的优化设计及运输安全提供参考依据。     

灰砂砖墙体裂缝的有限元分析

本文运用有限元方法对结构低周反复加载静力试验所做的灰砂砖墙片进行非线性分析计算,得出墙片的开裂荷载、极限荷载,裂缝在墙体上的分布等,与试验所得数据对比,以便于研究裂缝的开裂机理,并将研究混凝土的有限元方法运用到对砌体的研究中,取得了较满意的结果.     

雅口航运枢纽围堰过流面局部破坏成因分析*

汉江雅口航运枢纽工程二期围堰是以粉细砂为主要填筑材料，并辅以土工复合材料和素混凝土板抵抗水流冲刷的过水围堰。围堰经2021年洪水过流后，过流面混凝土板出现了局部脱空、板间连接钢筋断裂等局部破坏现象，采用非线性有限元方法对过水围堰的应力-变形情况进行数值模拟，进而分析围堰局部破坏原因，提出预防措施。结果表明，在重力及水荷载共同作用下，围堰过流坝坡面不均匀沉降变形过大，致使抗冲刷混凝土板与堰体填筑料间存在不同程度的脱空，板间连接钢筋受力状态由受拉转变为受剪，局部因强度不足发生剪断破坏，最终导致混凝土板的整体性降低，抗水流冲刷能力不足。减小不均匀沉降是预防此类破坏的关键所在，为此可加强填筑碾压，提高材料的密实度，进而增强坝体的抗沉降变形能力；在混凝土板下方设置土工膜反滤，提高材料的抗渗透变形和抗水力冲刷的能力。     

模袋固化土海上围埝有限元计算与实测结果对比分析

通过对模袋固化土海上围埝有限元计算结果与现场实测结果的对比分析,说明用弹性非线性模型能够较好地模拟围埝下土体的受力变形特性,可以采用有限元分析的方法计算围埝下土体的变形和应力发展趋势。