基于直接约束法的预应力构件张拉全过程分析方法

为准确模拟预应力构件张拉过程中预应力筋与混凝土之间的相互作用,引入一种基于直接约束法的张拉全过程分析方法。该方法运用MSC.MARC软件建立预应力构件模型,混凝土和预应力筋采用三维实体单元模拟,定义库仑双线性模型为混凝土和预应力筋之间的摩擦本构关系,利用直接约束法描述接触关系,进行预应力张拉全过程分析。采用该方法对2个预应力构件模型进行预应力构件张拉全过程分析,将模拟计算值、试验实测值和按设计规范计算的理论值进行对比,结果表明该方法模拟的有效预应力值与实测值、理论值吻合较好,验证了该方法的准确性。     

某混凝土空心板桥预应力筋断裂后承载力分析及加固评定

利用Midas/Civil有限元分析软件,采用梁格法对预应力筋断裂后的混凝土空心板桥进行有限元建模,建立桥梁上部结构的计算模型,实现了混凝土空心板桥预应力筋断裂后静力学性能的仿真计算,分析了预应力筋断裂对混凝土空心板桥的极限承载力的影响。拟采用纵向体外预应力加固形式对预应力筋断裂后混凝土空心板桥进行加固,并对该桥加固前、后的极限承载力进行对比分析,评价加固效果。     

体外预应力主动加固技术施工控制分析

根据某T型刚构桥的病害情况、受力特点,采用有限元软件midas/civil对结构进行三维空间有限元建模计算分析。通过对某特大桥的体外预应力加固全过程进行现场施工监控,分析比较体外预应力筋的索力、结构的应力、挠度改变量等的理论值和实测值,得出有价值的结论,用于指导工程实践。     

体外预应力混凝土桥梁弯曲性能非线性分析

本文建立了体外预应力混凝土桥梁非线形有限元分析模型。模型除了考虑了一般混凝土结构具有的材料非线性和几何非线性外,还考虑体外预应力混凝土结构特有的二次效应以及预应力筋在转向块处的滑移,并对体外预应力筋在多个转向块处发生滑移的情况给出了分析方法。根据此有限元分析模型,使用面向对象的方法编制了有限元分析程序EPA。最后使用此程序对体外预应力混凝土梁的弯曲性能进行了参数分析,所分析的参数包括体内体外混合配筋、二次效应、接缝和体外预应力筋在转向块处的滑移等。     

基于预应力度法的体外预应力加固桥梁配筋设计

体外预应力桥梁结构相对于传统的体内布筋预应力桥梁结构具有截面尺寸小、自重轻、预应力筋替换及维护管理方便、预应力损失小、施工工期短等优点,因此,体外预应力技术应用广泛,既可用于新建结构,也可用于原有结构的重建、加固及维修。实践证明,预应力度法是进行体外索配筋计算比较方便的方法。     

桥梁体外预应力筋极限应力计算方法

通过对桥梁体外预应力筋极限应力计算方法的评价与分析,选取与试验结果相比计算准确度较高且便于应用的计算模式;参考中国公路桥梁建设行业相关标准和准则,对相关参数进行修正,提出一种简捷、实用的体外预应力筋极限应力计算公式;给出了钢筋混凝土简支梁桥、预应力混凝土简支梁桥和连续梁桥加固设计中体外预应力筋极限应力的3个计算示例。结果表明:采用所建议的公式计算体外预应力筋的极限应力,方法可行、结果可靠。所建议的公式已纳入现行《公路桥梁加固设计规范》,可用于桥梁体外预应力法加固的设计计算。     

面向对象桥梁程序-体外预应力效应类的设计和实现

将面向对象的程序设计方法用于桥梁结构分析程序的设计,系统阐述了体外预应力效应相关类的设计和实现方法.依据体外预应力效应的有限元分析方法,开发了体外预应力索的导线点类、体外预应力索的索单元类和体外预应力钢索类,完成了桥梁体外预应力效应计算过程的总体抽象和封装,实现了体外预应力效应的计算机仿真模拟.算例表明,设计的体外预应力相关类能够正确计算桥梁结构的体外预应力效应.     

体外预应力组合梁桥预应力损失计算

为准确计算体外预应力组合梁桥预应力损失值,在已有研究的基础上,总结导致该类型梁桥预应力损失的6个关键因素(预应力筋回缩和锚具变形、预应力筋与转向块之间的摩擦、预应力筋松弛、混凝土徐变、混凝土收缩、温度变化),并分别推导了相应的简化计算方法.计算预应力筋回缩和锚具变形以及摩擦引起的预应力损失时采用材料力学方法和平衡原理;计算预应力筋松弛引起的预应力损失时参考预应力混凝土梁的相关经验公式并结合试验结果进行修正;计算混凝土徐变、收缩以及温度效应引起的预应力损失时近似采用力法原理和等效荷载法.     

极限状态下体外预应力筋增量分析

文中分析了在极限状态下,依据体外筋应力增量和梁体的整体变形之间的几何关系,同时考虑体外预应力筋在转向块处可能产生滑移,根据发生滑动的体外预应力索段的无应力索长不变,对索力进行二次分配,推导出以构件的挠度和转角为参数的体外筋极限应力增量的计算公式,并将公式与国内学者做的实验进行对比分析。结果表明,计算结果与试验结果较为吻合,为设计体外预应力结构在计算梁体破坏时预应力筋应力提供了计算方法。     

体外预应力混凝土简支梁的抗弯受力性能研究和非线性分析

通过对6片体外预应力混凝土简支梁的试验，分析非预应力筋的配筋率对结构受力性能的影响，同时建立体外预应力混凝土简支梁的几何非线性与材料非线性的耦合分析的有限元计算方法，并利用按该方法所编的非线性程序对6根体外预应力简支梁进行了非线性分析，结果表明该方法是相当精确的。     

微型客车白车身碰撞特性的模拟计算

利用逆向工程法对某微型客车白车身碰撞吸能特性进行了建模和模拟计算，详细讲述了几何建模和有限元建模及计算的方法，将计算结果与白车身碰撞试验所得到的数据进行了分析比较。在几何建模以及有限元建模中，对结构是否简化、删除以及有限元单元划分大小等进行了有限元模拟验算。整个碰撞模型的模拟计算结果与所进行的碰撞试验结果基本吻合，证明所采用的建模和计算方法基本正确。这些方法对企业改善产品性能或开发新产品有重要的参考价值。     

箱形桥梁内外温差空间效应分析

为研究箱梁内外温差对其抗裂性影响的程度,以苏通大桥辅桥(140 268 140)m大跨径连续刚构桥为对象,采用结构空间分析有限元软件,建立空间整体分析模型,针对箱梁内外温差对抗裂性的影响进行分析,并与相同条件的结构平面杆系有限元分析软件计算结果进行比较。     

水闸坞式结构的计算及数值模拟

坞式结构整体工程安全性的结构分析通过常规计算手段已经较为成熟,但缺乏综合所有外界条件对其中特殊节点的详细影响分析。为此采用Sap2000系列软件对坞式结构进行整体三维计算和二维简化计算,并与常规计算手段进行对比验证,以便为日后通过有限元方法有效分析该结构做准备。     

Tyre rolling kinematics and prediction of tyre forces and moments: part I – theory and method

A new method to describe tyre rolling kinematics and how to calculate tyre forces and moments is presented. The Lagrange–Euler method is used to calculate the velocity and contact deformation of a tyre structure under large deformation. The calculation of structure deformation is based on the Lagrange method, while the Euler method is used to analyse the deformation and forces in the contact area. The method to predict tyre forces and moments is built using kinematic theory and nonlinear finite element analysis. A detailed analysis of the tyre tangential contact velocity and the relationships between contact forces, contact areas, lateral forces, and yaw and camber angles has been performed for specific tyres. Research on the parametric sensitivity of tyre lateral forces and self-aligning torque on tread stiffness and friction coefficients is carried out in the second part of this paper.     

考虑抗扭性能影响的多梁式矮箱梁桥荷载横向分布计算

目前对于多梁式矮箱梁桥的荷载横向分布计算采用刚接梁法,或采用有限元软件建立模型计算,但以上2种方法都未将抗扭刚度的影响考虑在内。因此,以上采用的2种计算分析方法不能对结构的特性进行准确模拟计算,也不能十分准确地对桥梁技术状况以及承载能力进行评价。为此,基于传统刚接梁计算荷载横向分布方法,在建立柔度系数矩阵时加入考虑主梁和翼板的约束扭转作用,提出一种适用于多梁式矮箱梁桥的荷载横向分布计算方法。为验证该方法的正确性,以某20 m跨径预制PC箱梁桥为对象,采用考虑抗扭刚度、未考虑抗扭刚度的刚接梁法和有限元数值模拟方法（梁格模型和板单元模型）计算其荷载横向分布系数,并与场地试验（中载和偏载2种工况）实测结果进行验证对比。结果表明：所提出的横向分布计算方法比未考虑箱梁主梁和翼板扭转的刚接梁法计算精度更高,也更接近实桥受力特点;同时,梁格模型、板单元模型与所提出的横向分布计算方法所得计算结果整体趋势基本上一致,相比于有限元数值模拟计算结果,采用该横向分布计算方法所得应变和挠度横向分布与实测结果更为接近,且偏差都在20%以内;该方法可在现场场地试验和桥梁承载能力评定中替代复杂的有限元数值计算方法,为预制矮箱梁桥场地试验和桥梁技术状况及其承载能力的评定提供较为准确的理论参考依据。     

南宁大桥弹性稳定分析

南宁大桥为外倾式非对称钢箱拱桥,分别建立全桥的杆系有限元模型和混合有限元模型,对其稳定性能进行分析。计算结果表明,对于薄壁箱形截面构件,采用杆系有限元方法计算的稳定结果偏于不安全,必须考虑其局部稳定的影响,采用混合有限元方法能有效地分析该类构件的稳定性能。     

重型卡车保险杠拓扑优化设计

分析了运用现有有限元软件进行耐撞击结构拓扑优化设计的基本方法和所涉及的关键问题,对某重型卡车保险杠结构进行了拓扑优化分析与研究,结果表明动态撞击结构拓扑优化设计方法是有效可行的。     

Parallel computing with domain decomposition for the vehicle crashworthiness simulation

The research presented in the paper deals with explicit nonlinear finite element calculation with domain decomposition for vehicle crashworthiness simulation. This is very important for vehicle design. Parallel computing is an efficient solution method to speedup and enhance the solving ability of large-scale numerical simulation. In this paper, a cost-effective domain decomposition method based on contact balance is presented, and the algorithm flowchart including contact computing is provided, and the parallel computing process and communication overhead are analyzed. Furthermore, scalability of the parallel computing method on different hardware platforms, the SGI Onyx 3800 and the ShenWei cluster, is studied. Finally, the effect of different domain decomposition strategy on vehicle crashworthiness simulation computing efficiency is presented. To end users, the research results should provide a reference for vehicle design and choosing appropriate hardware platform and computing software.     

混凝土薄壁箱形结构横向温度应力解析计算方法

为了改进和提高求解混凝土薄壁箱形结构横向温度应力计算方法的适用范围和精度,运用结构力学的方法将薄壁箱形结构比拟成框架结构,对不同温度模式下箱形结构横向温度应力的计算方法进行推导;按求解无铰拱内力的弹性中心法对力法方程进行简化,导出了求解薄壁箱形横向温度应力的解析计算公式。为验证解析计算法的正确性和精度,分别采用解析计算法和有限元程序对一个典型算例进行了对比分析。结果表明：解析计算法计算得到的横向温度应力结果与有限元分析结果吻合很好,且解析计算法具有较好的精度,适于工程应用;该解析法能够考虑各箱壁厚度不等和温差不同的情况,较既有求解横向温度应力的解析法有较大的改进。     

Parallel computing with domain decomposition for the vehicle crashworthiness simulation

The research presented in the paper deals with explicit nonlinear finite element calculation with domain decomposition for vehicle crashworthiness simulation. This is very important for vehicle design. Parallel computing is an efficient solution method to speedup and enhance the solving ability of large-scale numerical simulation. In this paper, a cost-effective domain decomposition method based on contact balance is presented, and the algorithm flowchart including contact computing is provided, and the parallel computing process and communication overhead are analyzed. Furthermore, scalability of the parallel computing method on different hardware platforms, the SGI Onyx 3800 and the ShenWei cluster, is studied. Finally, the effect of different domain decomposition strategy on vehicle crashworthiness simulation computing efficiency is presented. To end users, the research results should provide a reference for vehicle design and choosing appropriate hardware platform and computing software.