双碑嘉陵江大桥非线性稳定分析

为保证双碑嘉陵江大桥结构的安全,对该桥进行非线性稳定分析。采用ANSYS建立全桥有限元模型,考虑梁柱、大位移、斜拉索垂度等几何非线性因素,采用弹塑性分析中的各向同性强化模型考虑材料非线性,材料本构关系选用双折线模型。分析结果表明：该桥的稳定性满足规范要求,考虑几何非线性的结构稳定安全系数和仅考虑线弹性的结构稳定安全系数差别不大;考虑材料非线性的结构稳定安全系数大概是仅考虑线弹性的结构稳定安全系数的0.4倍左右;考虑几何与材料双重非线性的结构稳定安全系数是仅考虑线弹性的结构稳定安全系数的0.3倍左右。建议非线性稳定的安全系数参考结构丧失承载能力的安全系数的计算方法。     

温度对空心薄壁高墩稳定性影响研究

以内蒙古G209线贾家湾大桥空心薄壁高墩为例,采用大型有限元软件MIDAS建立了有限元模型,并对其进行了4种不同温度工况下的线弹性和几何非线性稳定性分析,得到了考虑几何非线性影响的稳定性分析结果比线弹性情况低,且同一温度荷载作用下高墩的顺桥向较横桥向更容易失稳,故施工中有必要增加贾家湾大桥顺桥向的刚度。     

有推力钢管混凝土拱桥空间稳定性分析

文章针对有推力钢管混凝土拱桥的空间稳定性进行了分析,参考巫峡长江大桥的设计,采用ANSYS有限元程序建立这一类钢管混凝土拱桥的力学分析模型,采用特征值屈曲方法计算了该模型在自重恒载下的稳定安全系数,分析了拱脚位移、横撑布置、横撑刚度、拱肋内倾角等参数的变化对有推力钢管混凝土拱桥稳定性的影响,为合理、安全地设计这类桥梁提供依据。     

曲塔混合梁斜拉桥的非线性稳定分析

介绍了曲塔混合梁斜拉桥的结构形式和稳定性分析方法。根据曲塔混合梁斜拉桥的受力特点,建立斜拉桥施工阶段几何非线性分析的有限元模型,完成了斜拉桥施工过程的仿真分析。在考虑了几何非线性和材料非线性效应的基础上,进行斜拉桥施工阶段和成桥状态的稳定性分析。结果表明,几何非线性对结构整体稳定性影响显著,在考虑几何非线性效应的基础上,材料非线性对稳定性的影响可忽略不计。     

大跨连续刚构桥施工阶段稳定分析

结合四川在建的新民岷江特大连续刚构桥工程实例,考虑结构的几何非线性、材料非线性和初始缺陷,对该桥最大悬臂施工状态下结构的稳定性进行了数值分析。计算得到了该状态下结构的稳定系数、屈曲模态和墩底截面的极限承载力,并提出了大桥施工过程中加强稳定性的措施。     

基于AYSYS稳定分析的空心薄壁桥墩截面尺寸拟定

空心薄壁桥墩在恒载、活载、风荷载等荷载作用下,随着墩高的增加,稳定性分析已成为控制墩身截面设计的主要因素之一。本文基于ANSYS计算软件对33.5m路基宽度的高速公路桥梁采用的空心薄壁墩进行稳定性分析,通过分工况调整截面尺寸试算,对比分析试算结果,从而得出安全经济合理的空心薄壁桥墩截面尺寸,为空心薄壁桥墩设计提供借鉴与参考。     

基于FLAC~(3D)的坡顶建筑荷载对边坡稳定性的影响分析

为研究不同坡顶建筑荷载因素对岩质边坡稳定性的影响,根据有限元强度折减法的基本原理,借助岩土工程领域专业的三维有限差分软件FLAC~(3D)建立三维数值模型,并使用软件内置的Solve Fos命令,针对不同荷载大小,荷载位置计算分析岩质边坡稳定安全系数及潜在滑移面的位置变化规律。得出的结论表明:随着坡顶荷载的逐级加大,边坡稳定安全系数逐渐降低,且变化规律符合二次非线性多项式形式;随着荷载位置逐渐向边坡边缘移动,边坡稳定安全系数降低,荷载位置在距坡顶12m范围后,边坡稳定性不再受荷载位置的影响。这些分析结论可为岩质边坡稳定性分析以及滑坡治理提供一定的参考价值。     

超高墩大跨连续刚构桥设计

以赫章特大桥为例,介绍了该桥超高墩预应力混凝土连续刚构桥设计特点,同时采用有限元软件建立有限元模型,对其荷载作用下静力特性进行分析,计算了桥梁的所有施工阶段、成桥后荷载作用下结构受力状况,进行了高墩弹塑性稳定分析,重点考虑了预应力、混凝土收缩、徐变、整体温差、温度梯度、基础变位、汽车活载、风荷载及其作用组合对结构的影响。还介绍了赫章特大桥主桥的设计特点及静力分析。     

预应力混凝土U型梁空间力学性能仿真分析

预应力混凝上U型由于其良好的功能性,被国内外广泛采用于公路、铁路和城市高架桥的建设中。文中以30m跨的预应力混凝土U型梁为例,对该类桥在恒载和活载作用下的受力进行了三维仿真模拟,分析了该类型桥梁在外荷载作用下的受力特性,从而为这类结构设计提供参考。     

复合材料锥柱结合壳非线性稳定性特性

根据稳定性分析的前屈曲完全理论和修正型的Hahn－Tsai非线性本构关系，利用有限元位移法，对复合材料锥柱结合壳进行了考虑材料非线性弹性性能的总体稳定性分析，考察了复合材料的横向和剪切非线性对结构总体稳定性的影响．     

Numerical investigation on the ultimate strength behaviour and assessment of continuous hull plate under combined biaxial cyclic loads and lateral pressure

The ultimate strength of continuous hull plate under combined biaxial cyclic loads and lateral pressure is investigated in the present paper by using nonlinear finite element method. Geometric nonlinearity due to large deflection and material nonlinearity induced by kinematic hardening and isotropic hardening are both accounted for. A parametric study is designed and completed to examine the longitudinal ultimate compressive strength behaviours in the cycles on the basis of a large number of load-shortening curves. Effects of series of parameters especially the plate slenderness ratio, transverse cyclic compression, lateral pressure and cycle number are analyzed with details. It is found that the strength characteristic and collapse mode are highly affected by the coupling influence of the mentioned factors as well material behaviours. A dimensionless unified formulation as a function of the decisive factors is empirically proposed to accurately assess the ultimate strength of continuous hull plate in various cycles.     

基于数值模拟的钛合金锯齿状切屑研究

切削加工中切屑成形是一种典型的大变形问题,它涉及到材料非线性、几何非线性以及边界非线性等问题。本文利用DEFORM-2D对钛合金(Ti6Al4V)进行了锯齿状切屑形成过程的有限元模拟,分析了切削过程中的应力场、应变场及温度场,探讨了锯齿状切屑的形成机理,获得了切削参数对锯齿状切屑形态的影响规律,为优化切削参数、提高刀具寿命提供了参考。     

自升式起重平台站立工况总体特性研究

采用有限元计算方法针对起吊能力800t的自升式起重平台站立状态在设计环境载荷作用下的桩腿强度、桩靴支反力、锁紧装置承载力、抗倾稳性及风、浪、流载荷影响因子等内容进行了分析研究,结果表明环境载荷作用方向90°时,桩腿UC值(实际应力与许用应力之比值)最大,对平台桩腿结构最为不利;风、浪载荷对桩腿UC值影响颇大,正确计算风、波浪载荷对平台结构安全评估有重要意义。     

Collapase analysis of ship hulls

This paper presents an efficient finite element procedure for the collapse analysis of ship hulls under complicated loads. A set of finite elements, such as beam-column elements, stiffened plate elements, and shear panel elements are developed, directly accounting for the geometrical and material non-linearities and initial imperfections.

Elastic-plastic stiffness matrices for elements have been derived by combining elastic large displacement analysis theories with a plastic hinge model. The buckling and post-buckling behaviour of plates is included using an effective width concept. The procedure is effective, since few mode-points are necessary and numerical integration for evaluating stiffness matrices is avoided. Fracture mechanics criteria are introduced in order to account for tension tearing rupture and brittle failure of the material.

Practical applications to ultimate longitudinal strength analysis of ship hulls and tanker collision analysis are presented. The procedure can also be used for collapse analysis of offshore and onshore structures.     

Bow door slamming of Ro/Ro ferries

This paper addresses the structural response of clam-type bow doors of Ro/Ro vessels under slamming loading conditions. The structural analysis is performed with the finite element code MSC/NASTRAN. The loading conditions were determined on the basis of towing tank tests, numerical calculation and regulations of classification societies. Slamming loads are applied statically and the FE code accounts for both material and geometrical nonlinearities. Apart from stress distributions, which are determined for different loading patterns, the results are used to calculate the forces and moments induced on the locking and securing elements, which secure the doors among themselves and the doors to the bow structure. The modelling methods reported may be used for the finite element analysis of similar structures. Such analyses of bow doors response under slamming loading could be submitted to classification societies for approval.     

第二代完整稳性瘫船失效模式直接评估方法研究

国际海事组织(IMO)在第二代完整稳性规则的制定中,针对每一种失效模式提出了3层薄弱性衡准.目前,瘫船稳性失效模式薄弱性衡准已经完成了第1、2层次的内容,第3层次直接评估方案还未形成.本文基于IMO船舶设计与构造分委会第一次会议(SDC1)提出的第2层薄弱性衡准草案中关于瘫船稳性的相关内容,采用单自由度横摇运动数学模型,编制数值计算程序,模拟船舶在极端恶劣条件下风浪联合作用的横摇运动,计算给定暴露时间船舶倾覆概率.将计算结果与CEHIPAR2792标准模型试验结果进行对比,验证并分析数值方法的可行性,为确定该失效模式的直接评估方法提供参考.     

桶式防波堤离心模型试验

桶式基础防波堤结构在淤泥质海岸工程中的应用逐渐引起关注,但单桶多隔舱桶式基础结构的稳定性问题尚未得到解决。结合连云港防波堤工程,通过离心模型试验探讨波浪荷载作用下桶式基础防波堤结构的稳定性问题。采用拟静力和循环往复作用力两种方式模拟波浪荷载作用,分析试验结果,得出桶式基础防波堤结构在各个阶段中的变形稳定性状和可能的破坏模式,为工程设计优化提供参考。     

底梁式全直桩高桩码头水平力作用下的特性分析

全直桩高桩板梁式码头结构整体刚度较小,抵抗水平荷载的能力较差,为改善其不足,提出了底梁式全直桩高桩板梁码头结构型式。文中运用有限元方法,并选用非线性钢筋混凝土结构为计算模型,分别对有无底梁的全直桩高桩码头结构在水平力作用下结构的变形及内力特征进行了计算分析比较。结果表明:全直桩高桩码头结构由于设置了底梁后,结构整体刚度增大,其抗水平能力大幅度提高。     

弯曲航道水流特性及岸坡稳定性研究*

对某段弯曲航道水流进行三维数值模拟,简要分析了弯道水流特性,并将弯曲航道水流淘刷作用耦合于岸坡稳定性二维数值模拟中,量化水流淘刷对岸坡稳定性的影响,在此基础上计算不同冲刷深度下的岸坡稳定性。结果表明：高水位情况下岸坡受环流淘刷作用的影响更大;冲刷深度越大,岸坡稳定系数越小;当冲刷达到一定程度,岸坡局部发生崩塌从而降低整体稳定性。