风暴和作业状态下海洋自升式平台桩腿结构强度研究

利用ABAQUS/AQUA有限元软件,对某一典型倒K型桁架式桩腿在风暴和钻井作业载荷工况下结构强度进行了线性和非线性计算,获得了弦杆、斜撑和水平撑杆的应力和位移整体分布;详细分析了载荷方向对弦杆、斜撑和水平撑杆的应力和位移的影响;参考规范选取确定材料许用应力,对结构强度进行了校核。采用梁单元B31及矩形截面属性建立齿条板模型,并将其与弦管通过TIE单元进行绑定约束,模拟弦杆的真实结构,根据海流方向与弦杆夹角选择相应的水动力拖曳系数。     

Leg Structural Strength Study of Offshore Jack-Up Unit under Storm and Drilling Condition

利用ABAQUS/AQUA有限元软件,对某一典型倒K型桁架式桩腿在风暴和钻井作业载荷工况下结构强度进行了线性和非线性计算,获得了弦杆、斜撑和水平撑杆的应力和位移整体分布;详细分析了载荷方向对弦杆、斜撑和水平撑杆的应力和位移的影响;参考规范选取确定材料许用应力,对结构强度进行了校核.采用梁单元B31及矩形截面属性建立齿条板模型,并将其与弦管通过TIE单元进行绑定约束,模拟弦杆的真实结构,根据海流方向与弦杆夹角选择相应的水动力拖曳系数.     

复合材料船舶帽型加筋结构静力分析

分析不同截面形状和不同铺层方案对复合材料帽型加筋结构最大位移的影响。分别采用Beam188,Beam189,Shell99单元模拟矩形截面帽型加筋梁结构,结果显示建立整船模型时可以采用梁单元代替壳单元模拟复合材料帽型加筋梁的方法来简化建模。同时还研究不同铺层、不同铺设角、不同截面形状对帽型骨材每一层等效应力的影响,为复合材料船舶帽型加筋结构的计算和设计提供参考。     

梯形载荷作用下功能梯度简支梁弯曲的解析解

基于应力函数法,对梯形分布载荷作用下、材料属性在厚度上任意变化的功能梯度简支梁弯曲问题的解析解进行了研究。首先引入了一个应力函数,根据平面应力问题的基本方程,得出了功能梯度梁的应力函数应满足的偏微分方程,并根据应力边界条件得出了应力函数及各向应力的表达式;进而根据功能梯度材料的本构方程和位移边界条件,得出了各向应变与位移的显式解析表达式。在算例中,分别采用文中方法和经典理论对均质各向同性梁进行求解,验证了文中方法的正确性;并求解了材料组分呈幂律分布的功能梯度梁的应力和位移分布,分析了上下表层材料的弹性模量比λ与组分材料体积分数指数 n 对应力和位移分布的影响。     

循环弯矩下考虑完整初始缺陷的箱型梁极限强度研究

[目的]为充分考虑焊接初始变形和残余应力在内的完整初始缺陷,需开展不同循环弯矩下的箱型梁塑性变形分布和极限强度研究。[方法]首先,选用各向同性的强化材料模型与Chaboche材料模型,采用Python语言编制程序并直接在有限元软件中施加初始变形;然后,采用ABAQUS软件针对箱型梁开展多种循环弯矩模式下的极限强度非线性有限元数值模拟,同时考虑焊接初始变形、残余应力、材料强化及鲍辛格效应的影响。[结果]研究结果表明：单向循环弯矩下,箱型梁抗弯刚度和极限强度将随着循环次数的增加而不断下降,塑性变形将从箱型梁的上顶部向侧部区域扩展,其中同时包含焊接初始变形与残余应力缺陷的箱型梁有限元模型处于极限状态时的塑性变形区域更广;相较于单次加载,经过3次双向循环之后,仅考虑初始变形的箱型梁极限强度下降了10.44%～15.15%,而考虑完整初始缺陷的箱型梁极限强度下降了8.41%～14.50%。[结论]在循环弯矩下考虑完整初始缺陷的箱型梁极限强度的下降趋势更为缓和,所得成果可为循环弯矩下箱型梁的极限强度研究提供参考。     

偏心梁和非偏心梁建模方法合理性分析

为了验证《结构共同规范》、《双壳油船规范》规定的非偏心梁和CSR散货船规范规定的偏心梁属性定义的合理性,采用一加筋板模型,利用MSC.Patran/Nastran对比在复杂弯曲状态下板梁组合模型有限元收敛解与同量级全板元位移及应力结果,发现偏心梁模型结果与全板元相对误差能够满足工程需求,非偏心梁不能满足工程需求。对比一条散货船和一条双壳油船发现,偏心梁与非偏心梁应力差距最大可达100.70 MPa,与普通钢的屈服极限235比值为42.85%。偏心梁模型计算结果更加符合实际,验证了CSR-H摒弃非偏心梁的合理性。     

梁板式高桩码头三维数值计算分析

针对现行的高桩梁板式码头平面设计方法的不足,提出利用Ansys有限元软件对梁板式高桩码头进行三维有限元计算与分析.通过后处理能够得到码头各部分的位移、应力、应变、剪力及弯矩的详细数据,计算结果更符合工程实际,为以后梁板式高桩码头的结构设计校核提供了参考依据.     

山区公路路侧护栏在不同碰撞角度下的结构分析与改善对策

山区公路由于地形、环境以及投资等具体条件影响,其路侧安全设计尤为重要,为保证车辆的行驶安全,对路侧护栏需进行结构安全分析与评价。针对山区公路的波形梁护栏采用AN-SYS软件,对护栏在不同角度的撞击荷载作用下的反力、应力及位移情况进行分析,得到不同的撞击角度下护栏的应力、弯矩和位移的变化规律。当碰撞角度大于30°时,护栏结构所受内力及位移变形较大,针对这一角度进行护栏的安全性能改善。     

全海深载人潜水器厚观察窗结构的强度研究

全海深载人潜水器是当前海洋技术领域最有挑战性的深海装备之一,而锥台型观察窗的设计是全海深载人潜水器的技术难点。为了研究锥台型观察窗的结构参数和倒角对于应力和位移的影响,首先利用ABAQUS对文献记述的试验进行仿真,验证有限元模型的可靠性。然后建立带有两种边界条件的有限元模型,对比分析位移和应力的差异。最后研究锥角α、厚度直径比t/Di、摩擦系数μ和倒角对锥台型观察窗的位移和应力的影响。数值分析结果表明:有限元仿真数据比文献试验数据稍大,偏保守;自由边界时的轴向位移比固定边界时的大,更符合实际工程应用;3个设计参数与应力和位移均成反比,给出了锥角和厚度直径比的合理优化区间;在锥台型观察窗内侧面边缘处建立倒角有利于减小应力集中。     

氯离子侵蚀下混合纤维增强钢筋混凝土损伤规律

混合纤维增韧混凝土具有很好的耐久性。针对PVA和UPE混合纤维混凝土,采用高浓度氯离子溶液进行120 d侵蚀试验,并结合三维数值模拟技术,预测分析氯离子侵蚀前后钢筋混凝土梁的承载力和损伤变化规律。结果表明,无纤维混凝土和纤维体积含量为0.2%(其中0.1%PVA和0.1%UPE)的混凝土受海水侵蚀后脆性增加,峰值应力和对应的应变减小;但掺加纤维能降低混凝土梁遭受氯离子侵蚀的抗弯曲承载能力的损失率和峰值应力对应的应变损失率,同时增加梁的韧性;加载位移为20 mm时,海水侵蚀后有纤维的梁最终拉伸损伤比无纤维的梁最终拉伸损伤减小4.9%,最终压缩损伤比无纤维的梁最终压缩损伤减小16.2%。     

化学品船不锈钢舱热应力分析

以不锈钢舱化学品船的货舱区域平行舯体为模型来计算温差应力,并用于整个货舱区域。计算得出的温度载荷反映了航行和停？白状态下的满载和部分装载状态;将温差应力与静水弯曲应力、波浪弯曲应力以及液货和海水产生的静应力和动应力进行合成,最终结果对照许用应力,对全船和局部弯曲强度进行校核;同时研究了由于温差应力的存在对桁材轴向弯曲和剪应力、失稳强度、焊接（型式和尺寸）、开VI（形状,位置,局部加强等）的影响。     

水泥搅拌桩复合地基的应力应变分析

针对某矿石堆场堆取料机轨道梁下水泥搅拌桩复合地基的不同设计方案,利用PLAXIS2D数值模型分析在250 kPa荷载作用下,复合地基中水泥搅拌桩的水平位移与轴向应力和地基应变的分布规律,提出与堆场使用期加载计划有关的建议,为项目运营提供必要参考。     

装配式空心板梁桥铰缝病害机理分析与防治措施

以某装配式钢筋混凝土空心板梁桥为例,考虑温度场变化、车辆行驶工况,采用大型的有限元分析软件ANSYS,计算并探讨了不同季节情况下混凝土空心板温度应力对板梁桥裂缝病害的影响,分析了不同车辆荷载情况下板梁桥的纵向铰缝的复杂受力状态及其破坏机理,提出了防止板梁桥结构裂缝及铰缝破坏的设计方法和构造措施。     

大悬挑钢箱梁三维仿真分析

以武汉市二环线大悬挑钢箱梁为例,采用三维有限元,建立以顶板、底板、腹板及横隔板等单元件组成的三维仿真模型,研究了各个单元件的受力和变形特征。结果表明：大悬挑钢箱梁面板横向应力水平数倍于常规钢箱梁,在支撑附近横向应力与纵向应力一样都为控制性因素;三维仿真模型也可分析支座横隔板和挑臂等局部构件的应力;根据结构的受力特征可有效地进行结构优化调整。     

沉管隧道垄沟碎石基床工程特性试验研究

通过室内大型载荷模型试验研究沉管隧道带垄沟碎石基床的力学特性。试验碎石基床的加载方法包括满铺碎石、压拢顶、压垄沟3种,模型宽1. 2 m,高0. 8 m,长2. 0 m。试验过程中测量竖向荷载、表面沉降和位移、垄沟空间变化、混凝土加载梁的钢筋应力发展以及试验槽侧移。结果表明:直至750 kPa的荷载压力下,3种碎石基床试验中沉降和荷载呈线性变化,说明碎石基床处于压密的弹性阶段;加载过程中,垄沟空间随荷载增加呈线性减小,并被逐渐压平;带垄沟碎石基床与满铺碎石基床的荷载沉降曲线基本一致,最终沉降基本一致,可以认为垄沟对基床力学性质无显著影响,但在工程中应计入由于垄沟存在导致接触面积差异,试验还发现带垄沟碎石基床的混凝土加载梁钢筋应力较满铺碎石基层情况下增加20%～30%;建立了带垄沟碎石基床数值模拟方法,模拟结果表明:满铺、压垄沟碎石基床的荷载沉降曲线基本一致,也证明2种基床的变形和承载力一致。     

大跨度预应力混凝土连续刚构桥合理边中跨比研究

针对大跨度预应力混凝土连续刚构桥边中跨成比例的特点,总结并分析了国内外部分大跨度混凝土梁桥取值经验及其规律,结合工程实例建立了6个具有不同边中跨比的数值模型,分析了跨度比值与主梁受力特性间的关系,并对不同荷载作用下主梁关键截面的应力及位移变化进行了研究。     

大跨度斜拉桥索塔受力分析

采用通用有限元程序ANSYS建立了2种不同结构形式的索塔有限元空间实体模型,利用这2种模型分别分析了某一大跨度斜拉桥的索塔在恒载和温度荷载共同作用下的受力特征,得出承台需设置系梁的结论,并对类似结构的设计提出了若干建议。     

曲线钢-混凝土结合梁桥的温度应力

摘要基于有限元软件分别对曲线钢一混凝土结合梁桥整体升温25℃和桥面板降温7．5℃进行受力分析。研究在整体升温的温度应力作用下沿桥宽方向桥梁跨中挠度值、桥面板横向位置值、纵向应力值,并给出了整桥的变形云图;降温的温度应力下桥面板沿桥宽方向桥梁跨中挠度值、桥面板横向位置值、混凝土板及钢箱梁底板纵向应力值,同样给出了桥面板及钢箱竖向位移分布云图。通过对陆线钢一混凝土结合梁的有限元分析,说明曲率效应和扭转效应在曲线梁桥计算中是不可忽视的。     

成桥阶段施工荷载对钢箱梁桥面结构的受力影响

为加快黄冈大桥全桥南跨引桥预制T梁的施工进度,采取通过北侧梁板运输车过桥运梁支援南侧的T梁施工方案。通过有限元结构分析软件建模,对梁板运输车在钢箱梁结构不同工况下的应力和变形进行计算,对结果进行分析,表明在不同工况荷载作用下,钢箱梁段不同结构部位产生的应力和变形满足设计要求,说明该方案的可行性。     

肋形板梁式液体化工码头桩台结构研究

针对液体化工码头桩台无有轨装卸设备荷载、竖向使用荷载小且水平荷载较大的特点,提出了肋形板梁式液体化工码头桩台结构。通过计算分析及构造处理可以得出,肋形板梁式结构是一种安全可靠、整体性好、预制安装程度高、施工快捷且造价较省的结构形式,具备良好的应用前景,可为实际工程提供一种供比选的结构形式。