任意截面形状直杆扭转问题的解析解

用分离变量法找出扭转应力函数在级坐标下的一般解，然后将边界条件进行付里叶展开，由此条件和方程Ｍ＝２∫∫φｒｄｒｄθ便钶得到任意截面形状直杆扭转问题的解析解。     

超声疲劳扭转试样谐振长度的解析法计算

介绍了一种超声疲劳扭转试样谐振长度解析计算方法,并给出了扭转谐振状态下试样表面的角位移和应力、应变分布函数。对变截面试样应力放大系数的分析表明,当量小截面半径与最大截面半径的比为0.5时,有最大的应力放大率。解析计算定义的试样几何形态可用便于加工的圆形近似,引起的频率和应力值误差可忽略。     

采用间接耦合法分析斜拉桥索塔瞬态温度应力场

针对混凝土斜拉桥索塔,将以传热学原理为基础的温度场分析与采用有限元法的应力场分析间接耦合,准确分析了结构内瞬态温度场和应力场的分布。以实桥为例,求解了索塔上温度应力分布,表明：用有限元法求解瞬态温度场能准确模拟索塔的温度场分布;间接耦合法能准确、有效地处理温度-应力耦合问题,能将温度荷载与其他荷载作用应力场有效组合,从而得到结构上准确的应力分布;对比了瞬态温度场分布与采用温差分布经验公式的不同,证明采用温差分布经验公式计算索塔面板上温度产生的拉应力时误差不大。     

壁厚因素对钢轨约束扭转正应力的影响

在应用符拉索夫理论分析钢轨约束扭转正应力时，引入了法向截面内无剪应变的假定，考虑了壁厚因素对约束扭转正应力的影响，分析所得的结果比较符合实际情况。     

混凝土空心结构内外温差T0的计算

基于太阳辐射理论及借鉴前人的研究成果,推导出了在一天中任意时刻混凝土空心墩和箱形梁各任意方位角壁板的内外温差T0（即混凝土空心结构温度场温度分布函数Tx=T0·e-ax中的T0）的解析式,通过现场实测数据验证了其计算的可靠性。为混凝土箱形结构的温度应力计算提供有益的借鉴。     

海底隧道大体积混凝土温度场及温度应力有限元分析

大体积混凝土的温度裂缝与混凝土的温度场和温度应力分布关系密切。重点探讨了应用有限元法求解大体积混凝土温度场和温度应力发展过程的模拟方法。以厦门南港海隧道为例,提出了大体积混凝土温度应力方程,编制了大体积混凝土温度场和温度应力计算程序。研究结果表明,采用有限元可以模拟大体积混凝土在温度场作用下的应力发展过程,计算结果符合混凝土浇筑过程中的温度应力分布规律。     

结构模式对转向架构架扭转刚度的影响

将客车转向架焊接H形构架简化为由等截面直梁组成的模型,通过考察各梁在扭转载荷下的变形分布,研究降低构架扭转刚度的措施,并采用有限元方法对理论分析结果进行了验证。计算结果表明:侧梁上盖板开槽能使构架扭转刚度降低3%;改变横梁截面形式后,构架扭转刚度将减小19%,构架在超常载荷下的最大von_Mises应力降低3%。分析结果表明:构架侧梁上盖板开槽对其扭转刚度影响不大,并将引起局部区域较强的应力集中;横梁弯曲与扭转刚度对转向架构架扭转刚度有较大影响,将无缝钢管横梁改为箱型梁能够显著降低构架扭转刚度;同时,由于扭转刚度降低,构架在超常载荷下最大von_Mises应力也有所降低,轨道扭曲载荷对构架强度的影响减弱。     

变截面连续箱梁扭转与畸变应力计算与分析

简要阐述了变截面连续箱梁在偏心荷载作用下的变形 ,并阐述了变形连续箱梁的扭转、畸变及横向挠曲应力的计算与分析     

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.     

混凝土箱梁温度作用的参数分析

根据非稳态导热偏微分方程,施加合适的边界条件,用有限元法进行了混凝土箱梁温度场的参数分析,并确定了影响混凝土箱梁温度场的主要因素。研究表明,混凝土箱梁的截面尺寸、所用混凝土的热物理性质以及气温对混凝土箱梁的竖向最大温度的影响均不大,对混凝土箱梁竖向温度梯度影响最大的是太阳辐射强度。     

基于PDS模块的抗侧滚扭杆可靠性分析

考虑扭杆半径、弹性模量、载荷和疲劳极限等变量的随机性,运用APDL语言建立抗侧滚扭杆的参数化模型.通过抗侧滚扭杆的疲劳极限和其最大节点等效应力建立极限状态函数,利用ANSYS的PDS模块选用蒙特卡洛法进行抗侧滚扭杆的可靠性分析,获得了该有限元分析模型的应力概率分布特征,得到了扭杆半径、弹性模量、载荷等设计参数对应力分布的灵敏度.研究结果对于改进抗侧滚扭杆结构设计具有指导作用.     

凹梁式半挂车车架的动静态特性分析与计算

考虑悬架系统刚度的非线性变化因素,建立了凹梁式半挂车车架的有限元模型,基于ABAQUS软件进行满载工况的静态分析,利用经典力学方法对纵梁进行应力分析和计算,最后采用Block-Lanczos法对车架进行自由模态分析。结果表明:车架强度和刚度均满足设计要求,同时扭转和局部刚度需要加强。     

钢芯铝绞线的拉扭耦合力学性能

导线扭转参数属于导线基本力学性能之一，尤其是拉扭耦合效应会极大地影响覆冰输电线舞动分析的准确性. 为此，对典型7股钢芯铝绞线LGJ/JL/G1A-70/10进行了扭转试验，并结合有限元仿真软件ANSYS对相应构件进行建模与数值分析，与基于钢丝绳拉扭耦合理论的4种理论进行了对比. 数值分析结果与扭转试验结果吻合较好，且对比分析表明:拧绕系数的取值浮动较大，会导致不容忽视的误差；在正常运行应力状态下，导线拉伸会产生较大的扭转效应，导线的截面扭转也会产生轻微张力变化；导线的拉扭耦合和扭拉耦合系数不相等；基于钢丝绳的理论均未考虑子股导线的滑移变形及坐标更新，会在一定程度上高估轴向刚度以及拉扭耦合效应.      

圆中空夹层钢管混凝土纯扭构件工作机理研究

圆中空夹层钢管混凝土是在两个同心放置的圆钢管中间灌注混凝土而形成的一种新型组合结构。已有学者对其在轴压、压弯、纯弯等方面及在往复荷载下的力学性能进行研究,当被用作构筑物独立柱、输电塔杆、发电风车支架时其抗扭性能是十分重要的,但目前还未见对这方面研究的报道。利用有限元软件ABAQUS建模对钢管混凝土纯扭构件进行计算,数值模拟结果的正确性得到了试验结果的验证。在此基础上,对圆中空夹层钢管混凝土纯扭构件的扭矩-转角全过程曲线进行了计算。计算结果表明,扭矩-转角曲线可分为三个阶段:弹性段、弹塑性段和塑性强化段,通过对这三个阶段中内外钢管和混凝土的应力分布云图及其相互作用的分析,揭示了圆中空夹层钢管混凝土在扭矩作用下的工作机理。     

Nonlinear free vibration analysis of thin-walled curved beam with non-symmetric open cross section

A finite element formulation was presented for the nonlinear free vibration of thin-walled curved beams with non-symmetric open across section. The kinetic and potential energies were derived by the virtual principle. The energy function includes the effect of fiexural-torsional coupling, the torsion warping and the shear centre location. For finite element analysis, cubic polynomials were utilized as the shape functions of the two nodal thin-walled curved elements. Each node possesses seven degrees freedom including the warping degree of freedom. The nonlinear eigenvalue problem was solved by the direct iteration technique. The results are compared with those for straight beams as available in the literature. The results for nonlinear free vibration analysis of curved beams for various radii and subtended angle are presented.     

Torsion Failure Analysis of Galvanized Steel Wires for Transmission and Distribution Lines Based on ANSYS Numerical Simulation

This study provides a detailed failure analysis of galvanized steel wires(3 mm in diameter) for a 35 k V transmission and distribution line, which was carried out by combining the conventional material analysis methods with the finite element method(FEM). It is found that the failed material had good plasticity(5% in elongation),and under the soft torsion loading condition(0.75 in stress state soft coefficient), the ductile fracture should occur on the material. Additionally, the theoretical number of torsions calculated by the FEM was 26.2 times, while the actual number of torsions achieved by the test was only 2.2 times and the local fracture surface exhibited brittle fracture characteristics. The results showed that the local torsion brittle fracture of the material with good plasticity was caused by triaxial stress in the torsion condition, which led to the formation of cavity in the pulling stress area in the material's center, and the finite element calculation results indicated that the stress state soft coefficient at the cavity was distributed between 0.31 and 0.38, and the stress concentration at the cavity was more than twice the normal value. Besides, the Widmanstatten structure formed as the improper hot working process is the corresponding structural reason.     

偏心荷载作用下多室宽箱梁弯扭特性分析

通过建立不同箱室数量和宽跨比的单箱多室宽箱梁的有限元模型,分析了宽箱梁在扭转荷栽和偏心荷载作用下的剪力流和竖向位移分布。研究结果表明：多室宽箱梁整体扭转刚度大,扭转荷载作用下主要呈整体扭转变形;偏心荷栽作用下,多室宽箱梁弯扭效应由整体的竖向弯曲和整体扭转两部分组成;由于箱室宽度较大,偏心荷载作用下扭转剪力流效应明显．应重视各腹板剪力的不均匀分布。     

基于Minimax目标函数的多宗量稳态热传导反演

基于Minimax目标函数,建立了求解稳态热传导反问题优化新模型,并应用BFGS算法进行求解.同时考虑了非均质的影响,对热物性参数和边界条件进行多宗量组合反演,并对信息误差和初值作了初步探讨,数值验证给出了令人满意的结果.     

基于Minimax目标函数的多宗量稳态热传导反演

基于Minimax目标函数,建立了求解稳态热传导反问题优化新模型,并应用BFGS算法进行求解.同时考虑了非均质的影响,对热物性参数和边界条件进行多宗量组合反演,并对信息误差和初值作了初步探讨,数值验证给出了令人满意的结果.     

桥梁偏荷载的箱形梁效应分析

城市桥梁在地形和环境的限制下,弯桥和坡桥众多,箱形截面又是桥梁的主要截面。箱形截面梁在进行车辆荷载偏载试验下,桥梁截面上会出现一种弯-扭组合效应。通过理论计算和试验测试数据的对比表明,考虑了弯扭组合效应和不考虑按扭组合效应的结论是有显著区别。