基于薄层裂缝单元的钢筋混凝土结构非线性有限元分析

在分析了离散裂缝模型、片状裂缝模型以及断裂力学裂缝模型等裂缝模式的基础上，采用了薄层裂缝单元模型对钢筋混凝土结构进行了非线性有限元分析。用弹性力学的理论推导出了薄层单元的刚度矩阵，并将其内嵌入开裂混凝土单元中形成组合单元，简要介绍了薄层单元一混凝土组合单元刚度矩阵的计算方法。随后简要介绍了软件的设计，进行了算例分析，通过与试验结果的比较验证了模型的合理性和软件的计算精度及可视化程度。     

横态变化对钢桁梁桥的损伤检测研究

通过改变钢桁梁模型桥单元刚度模拟其结构损伤,利用有限元结构动力分析程序对该模型桥在“损伤”前后进行了结构动力分析。发现振动模态的变化对单元损伤的程度较为敏感且有对应关系。     

基于ABAQUS的机场刚性道面结构有限元模型

应用有限元软件ABAQUS对Winkler地基上四边自由单块板在飞机轮载作用下的应力和挠度的收敛性进行了分析,确定了有限元模型应采用的单元类型、网格密度和平面尺寸.按照贡献面积刚度分配原则,通过在相邻混凝土板侧面的对应结点设置弹簧单元,模拟接缝集料嵌锁或传力杆的传荷作用,建立了板-接缝-基础道面结构体系3D有限元模型,并对比分析了有限元模型计算的接缝传荷系数与已有回归模型的预估结果.比较结果表明:在基于ABAQUS的刚性道面有限元模型中,考虑层间接触时,各结构层宜采用二次积分单元C3D27或C3D27R,相应的单元尺寸应不超过板厚的1/2,模型的平面尺寸需大于4倍相对刚度半径,接缝传荷作用可采用弹簧单元SPRING2进行模拟,接缝刚度可按照结点贡献面积进行分配.     

随动有限元法-非线性壳单元

推导了壳单元的随动有限元方程,详细论述了通过随动有限元方程将线性壳单元应用到几何非线性分析中的过程.通过将具有面内转动自由度的膜单元与DKT薄板单元组合,构建了一个线性的三角形平板壳单元,并基于推导的随动有限元方程,成功的构建了节点具有六个自由度的新型非线性壳单元,通过数值算例验证了这一单元的准确性,也证明了给出的随动有限元方程的正确性.     

适应大型飞机的沥青道面结构有限元模型

借助ABAQUS通用有限元软件,建立了3层道面结构有限元模型,分析了模型的几何尺寸、边界条件、层间接触条件、单元类型、网格的划分对大型飞机荷载作用下道面结构力学响应的影响,提出了适应大型飞机的机场沥青道面结构有限元模型参数,并用实测力学响应数据对模型的有效性进行了验证。研究结果表明:在大型飞机全起落架荷载作用下,有限元模型几何尺寸宜为30m×30m×10m,层间完全连续选用tie连接;单元类型宜采用C3D8R,荷载区域的单元大小控制在不大于0.05m×0.05m;模型底部所有位移全部约束,模型四周约束对应水平方向的位移。实测数据验证结果表明有限元模型有效。     

典型复合式结构路面的建模分析

有限元方法应用于公路工程路面分析已经由来已久,通过对典型的复合式结构路面应用有限元分析方法,从对路面结构建模、到利用单元法对模型进行整体的网格划分,以及合理的选配合适的边界条件和模型参数,以及最后通过计算机系统的处理器对模型结构进行应力及变形分析、整理。系统地阐述了有限元方法在典型的复合式结构路面上的应用。     

钢筋混凝土地道桥力学特性的研究

采用组合板单元对多种地道桥结构进行有限元空间分析,通过大量的计算分析提出了斜交地道桥简化为正交地道桥的计算模型,以便于设计施工单位直接采用规范方便地计算。     

柴油机配气机构动力学分析的有限元模型

本文把有限元法应用于柴油机配气机构的动力学分析，建立了配气机构动力学分析的有限元模型，文中采用变长度凸轮单元模拟凸轮升程，把凸轮轴作为一个单元，以考虑凸轮轴的弹性变形；建立了考虑支座弹性变形的摇臂单元模型，简化了有限元计算；针对配气机构的特点，分阶段进行计算，不同阶段取不同计算对象，从而解决了柴油机配气机构动力学有限元计算中的一些难题，提高了计算精度。     

大跨度叠合梁斜拉桥动力特性分析

基于国内在建的大跨度叠合梁斜拉桥,采用ANSYS软件分别建立了全桥结构的梁-壳单元三维有限元模型与单主梁三维分析模型,对该叠合梁斜拉桥的动力特性进行了分析,并通过比较考察了不同计算模型之间的偏差。     

基于有限元的路面力学响应分析

针对商用有限元软件在对特殊条件下道路结构问题分析时的局限性,从基本理论出发,通过构建数学模型,利用有限单元法和有限差分法对结构控制方程进行离散化。根据离散方程基于Matlab编制相应的有限单元算法程序,实现了模型可视化。通过车辆荷载作用下路面力学响应分析实例,说明了该计算程序的正确性与可行性,可以用于此类问题的研究。此外,该方法是通过自定义模型方程从底层编程实现的,可以针对不同问题进行推广,具有商用有限元软件无法比拟的灵活性。     

预应力混凝土箱梁节段非线性分析研究

讨论了用有限元法进行预应力混凝土箱梁节段非线性分析的方法.在杆系结构分析的基础上,选取箱梁节段,采用三维体单元进行有限元分析,探讨了单元类型选择、网格划分、材料模型描述、节段边界条件选取、非线性求解方法等问题.并通过具体实例分析,证明了方法的有效性.     

预应力混凝土空心板单板荷载试验分析

采用有限元分析软件MIDAS/Civil建立了某预应力混凝土简支空心板实体单元模型;采用该有限元模型对单片空心板在试验荷载作用下的静力性能和动力性能进行了对比分析。     

ANSYS三维模型中SOLID65单元的内力提取问题

ANSYS有限元程序中的SOLID65单元是一种适合描述钢筋混凝土结构的三维单元。由于加强材料在本构矩阵中的组结方式,使用该单元建立的钢筋混凝土模型在进行常规内力提取时会发生错误。在分析单元本构矩阵组结的基础上,正确的内力提取方式被提出。通过例题验证了该提取方法的正确性,并和常规方式进行了对比。     

基于有限元法的柔性体变形实时模拟

利用有限元方法对柔性体进行了物理建模,实现了柔性体的实时变形模拟.采用单元刚度弯曲的方法,不断纠正单元节点力,使得单元体在较大旋转时仍能得到正确的变形.从旋转矩阵的角度分析了利用单元刚度弯曲时单元发生逆转的原因,并提出了对逆转单元的处理方法.并通过重心坐标,把表面模型与四面体网格模型相对应,使得柔性体在不丢失表面细节的同时又能实现实时的变形模拟.     

钢桥面力学分析合理有限元模型研究

钢箱梁桥面板的结构特性直接影响着其上沥青铺装层的受力,因此进行有限元力学分析时必须确定合理的结构模型。在多次计算的基础上,通过比较相同荷载作用下模型各个关键结点的位移、应力、应变等力学指标,最终确定了横向上包括6个U形加劲肋、纵向上包括3跨面板范围的基本简化模型,并对单元类型、单元大小等进行了讨论。通过实桥检测,验证了简化模型的可行性,分析了理论计算值与实测值误差的来源。     

磁浮道岔梁自振特性及瞬态响应分析

建立了磁浮道岔五跨钢结构连续梁的梁单元和板单元有限元模型,分析了道岔梁的自振特性,计算了磁浮道岔梁的瞬态响应。模态分析表明道岔梁板单元模型的前5阶扭转频率在14．2Hz至16．1Hz之间,与其现场实测值14．9Hz极为接近,道岔梁梁单元模型的扭转频率计算值明显高于实测值,道岔梁板单元模型能更为准确的反映其振动特性。瞬态响应分析表明磁浮车辆通过时道岔梁第三跨跨中挠度最大,车速240km／h时其最大值约为1．29mm。     

基于网格截面法的非线性梁单元

为准确描述材料进入非线性阶段后的应力状态,针对采用梁单元时框架结构材料非线性的有限元分析问题,提出了基于分布式塑性理论的三维材料非线性梁单元分析方法--网格截面梁单元法,并通过算例对其有效性和准确性进行了验证.这种方法采用平面等参单元将梁单元截面网格化,通过引入材料本构模型,由截面网格材料的应力-应变关系和应力分别积分得到梁单元的截面刚度矩阵和截面抗力,再通过位移插值函数计算梁单元在材料进入非线性阶段时的单元刚度矩阵和节点抗力.     

两种ANSYS有限元模型在高桩码头计算中的对比研究

通过对高桩码头实体模型和梁单元模型分析比较,总结了两种建模的优缺点。实际的码头结构计算中应根据需要,扬长避短,使ANSYS这一软件更好地应用于高桩码头的空间结构有限元计算。     

桥梁结构动力分析时单元划分精细度研究

在桥梁结构动力有限元分析中．构件单元划分的精细度直接影响结构动力特性和内力分布的计算精度。建立单跨简支梁桥有限元分析模型．研究构件单元划分的粗细对结构动力特性和内力分布计算结果的影响程度．为合理建立桥梁结构动力有限元模型提供参考。     

下穿铁路斜交框架桥的有限元分析

采用MIDAS有限元分析软件,建立框架桥的厚板单元的三维空间模型,得出下穿铁路斜交框架桥三维空间模型分析的结果,分析了下穿铁路斜交框架桥的空间受力特性,可为同类工程设计提供设计参考。