混凝土双轴力学性能的细观数值模拟

目前混凝土和钢筋混凝土建筑物多是以单轴强度为标准设计的,但实际上,大多数建筑物均处于多轴应力状态.文中从细观层次上分析了混凝土的内部结构,对混凝土试块在双轴应力作用下的力学特性进行了较为全面的随机骨料模型数值模拟.试验成果表明,试件的双轴强度与单轴强度相比有显著区别,而且与应力比有很大的关系,混凝土的非均质性表现的更为突出.通过模拟试件在双轴应力作用下的强度包络图可以看出,常规混凝土的薄弱环节是骨料与砂浆基质之间的粘结面,裂纹沿界面扩展并最终导致试件的破坏,这与室内实验所得结果是相似的,试件的破坏形态也基本与实验中观察到的一致.因此在结构设计中如果考虑到这些情况,则可以避免浪费材料或者受力考虑不足造成结构处于危险状态.     

三维数值模拟在斗湖堤水道护岸工程设计中的应用

在对斗湖堤水道河床演变特性进行深入分析的基础上,建立了三维水流数学模型,根据整治目标和治理思路,对该河段整治方案的效果进行了三维局部定床研究,主要是对工程局部水流流速流态进行计算,并对各流量级下水流强度及切应力的平面分布进行分析研究,给出了工程守护范围内冲刷强度的变化情况,研究成果为护岸工程设计及优化提供参考依据。     

后张混凝土梁预应力筋张拉顺序数值模拟及优化

基于混凝土材料的本构理论,采用有限元方法对后张预应力钢筋混凝土梁中的预应力筋的张拉进行了仿真模拟。提出了两种不同的张拉顺序方案,并将两种方案对梁应力和变形的影响进行了比较,进行了张拉顺序的优化。     

堤防结构“自适应”混凝土衬砌数值模拟

针对堤防混凝土衬砌在外部荷载(水压力、浪压力以及其他荷载)发生破坏且其破坏位置主要发生在衬砌底部1/3处的问题,进行了对比分析研究,提出一种"自适应"的混凝土衬砌方式。采用有限元软件ADINA模拟在衬砌受力最大部位设置填充缝及填充柔性材料等方式削减应力,从而达到衬砌自身适应外部荷载变形的作用。结果表明:"自适应"衬砌方式不仅可以有效减小堤防的应力、应变,而且是一种实用简单可行的方法。     

船闸底板大体积混凝土时变温度场数值模拟分析

针对施工期大体积混凝土温度场时变性,结合遗传算法对绝热温升参数进行反演,选取对时变温度场敏感度较大的单位质量水泥最终放热量Q0和实常数n作为反演对象并求得最优解。基于实测环境参数及反演结果,建立了ANSYS三维有限元传热模型,数值模拟结果与实测数据对比表明,水化热温度场时效模式更能准确地模拟工程实际。时变温度场与温差变化规律分析结果表明:大体积混凝土分层浇筑施工的温度峰值跟层厚与浇筑间隔等有关,且不一定位于各层中心;温度峰值历时曲线和里表温差历时曲线发展规律相似,可近似用于温控时间节点的参考。     

Q235钢焊接温度场的数值模拟

文中应用ANSYS有限元分析软件,对薄板Q235焊接温度场进行了数值模拟,采用了ANSYS焊接仿真中高斯热源的一般加载算法:基于表参数的整面热流密度加载,得到了Q235的焊接温度场及特定节点的热循环曲线,与焊接实际生产条件相符。     

废旧轮胎加筋土高陡海堤数值模拟分析

将废弃轮胎利用到水运工程海堤建设中,通过通用有限元软件ADINA对在浪荷载与水荷载共同作用工况下轮胎加筋土高陡海堤与未加筋海堤σ(应力)-ε(应变)状态进行对比分析,通过数值模拟应用实例可以看出:轮胎加筋土海堤不仅σ(应力)-ε(应变)明显减小,而且达到了轮胎废弃物的二次利用,是一种实用简单可行的方法。     

船闸大体积混凝土水化热温度监控及有限元仿真分析

为研究大体积混凝土水化热的温度变化规律及其对温度裂缝产生的影响,对在建船闸进行有限元仿真分析并对埋设温度计进行监控.通过对比分析有限元计算结果和实测温度结果,得到两者存在差异的可能原因.通过对放热函数及强度调整函数的参数设置调整,使计算结果更接近工程实际情况.在有限元分析结果的基础上,通过裂缝指数来评价船闸主体结构温度裂缝产生的可能性,在对放热函数及强度调整函数进行调整后,计算结果表明结构出现温度裂缝的可能性在5%以下,与主体结构外观情况相符.对比分析不同规范对温度应力计算规定的异同,以期为相关计算选择适用规范及互通有无提供参考依据.     

基于ALE有限元法二维液体晃荡的数值模拟

随着各类液货船的不断增加,晃荡现象在船舶与海洋工程领域引起了广泛的关注.文章从不可压粘性流体的N-S方程组出发,运用任意拉格朗日(ALE)有限元法对水平激励下的二维液体晃荡现象进行了数值模拟.首先通过计算值与解析解的比较,验证了数值方法的有效性,进而分析了激励振幅、激励频率对晃荡现象的影响,最后计算了作用于壁面上的力和力矩.     

二维水翼流体力学反问题的数值模拟

水翼(机翼)的反设计一直是人们研究的热门课题,本文对定常反问题进行了研究.将翼型NACA2412作为计算对象.首先给出翼型的下半部形状,以及上表面的从正问题中计算出来的速度分布.在变分原理的基础上,用有限元方法对水翼进行了数值计算.结果表明,本文理论正确,方法可行.     

数值仿真中单元密度对材料失效应变的影响

对普通船用低碳钢拉伸实验进行数值校准计算,确定用于数值仿真计算中的材料最大失效应变参数。通过改变有限元网格大小,确定不同网格密度对应的材料失效应变与工程断裂应变的关系,绘制了数值计算中材料失效应变的修正系数α曲线。     

舰炮射击过程中的瞬态热响应数值模拟

利用有限元法对舰炮射击过程中的身管瞬态热响应进行数值模拟,在简述各种热影响的基础上,根据数值模拟结果,提出相应的身管热控制措施。其结果对保障武器装备的安全和提高身管的使用寿命具有指导意义。     

坞口大体积混凝土浇筑过程温度场影响因素

大体积混凝土浇筑过程中,由于水化热的产生使得混凝土结构产生内外温差。如果温差过大,混凝土结构表面会产生温度裂缝,对结构的安全稳定非常不利。利用大型通用结构分析软件ANSYS分析比较了影响船坞坞口大体积混凝土结构浇筑过程温度场的部分因素,可供类似大体积混凝土在施工浇筑过程中参考。     

钢质悬链线立管与海床土体相互作用的数值模拟

对海洋钢悬链线立管(SCR)与土体的相互作用研究越来越得到业界的重视,不同计算方法得到的结果准确性如何尚未做过对比分析.文章采用有限元法和有限差分法对管—土的相互作用进行了数值计算.在有限差分法中采用弹簧单元,在有限元法中采用接触单元模拟悬链线立管与海床土体的相互作用,得到端部施加不同位移载荷下的立管弯矩、土体反力、触底点位置并与实验结果作比较.分析了端部位移载荷大小对触地点(TDP)位置及对土体反力的影响.文中采用的方法在模拟静态端部位移加载下的管—土相互作用与实验结果吻合较好.为进一步模拟循环载荷下管—土相互作用奠定了基础.     

高边墩预应力钢筋混凝土坞式闸室三维数值仿真分析

为分析研究高边墩预应力钢筋混凝土坞式闸室结构的受力性能和计算方法,以安徽省颍上船闸工程为例,采用三维空间有限元模型,模拟墙后回填施工过程,计算作用于闸墙后的土压力荷载。由此进一步分析结构的变形和应力分布。对比分析有限元计算结果与实测值可以得出,计算值与实测值接近且趋势吻合。研究表明,当合理考虑土体和闸室的相互作用,并精确模拟回填施工过程,通过三维空间有限元可有效分析预应力闸室结构的受力性能。     

船舶典型管路冲击动力响应和变形特性数值模拟方法及试验研究

根据船舶典型管路段按1∶10比例设计管路试验模型,冲击试验台上分别进行了不同管夹及支吊架的布置方式下的冲击试验,并对试验结果进行分析,给出典型管路系统冲击响应及变形特点,在此基础上采用时域法结合接触有限元建模技术,对试验模型管路在试验工况下的冲击响应、动态变形进行了数值模拟并与试验结果进行对比分析,结果表明:数值模拟结果的仿真精度较高同时可以很好的模拟管路系统的破坏形式和变形特点.