陶瓷/金属功能梯度多层组合板的热弹性极限分析

对陶瓷／金属功能梯度多层组合板进行了稳态热传导分析及热弹性极限分析，导出了稳态温度分布场，极限状态热弹性应力分布的计算式，并在弹性极限状态下，得到了弹性极限温度．文中的结果是以ZrO2／Ti-6Al-4V陶瓷热障涂层为对象得到的，其模型和方法同样适用于各类金属陶瓷梯度涂层材料．     

钢框架梁柱端板连接腹板开孔型节点的受力特性

对梁柱端板连接标准型和腹板开孔型节点进行了非线性有限元分析,研究了腹板开孔参数对节点区应力分布、屈服时应力应变发展变化及节点的弹性极限承载力的影响,对不同开孔尺寸节点的力学性能进行了分析比较,探讨了端板厚度、螺栓、开孔参数对端板上应力分布的影响．结果表明,梁柱端板连接腹板开孔型节点的细部构造对其受力影响较大,采用合理的细部构造形式有利于降低应力集中．改善节点的应力分布,使之受力均匀合理．     

FRP板加固钢筋混凝土梁的界面应力分析

基于弹性力学理论，研究了4点弯曲情况下FRP板加固钢筋混凝土梁的界面应力分布．在考虑粘结层影响的情况下给出了FRP板板端界面上剥离应力和正应力的解析表达式，分析了表达式中各物理量对界面应力的影响．由于进行了合理的简化，使得分析过程简单，且得到的解析解与文献中给出的有限元解答和试验结果符合很好，此外还给出了FRP板发生断裂破坏时的极限承载力表达式．     

双线性黏聚区模型在混凝土路面损伤开裂分析中的应用

为了揭示混凝土路面的损伤开裂机理及其对承载力的影响, 考虑混凝土材料的弹塑性, 应用非线性断裂力学中的双线性黏聚区模型, 结合ABAQUS有限元软件, 在预计开裂部位布设黏结单元, 模拟了四点加载小梁试件从弹性响应到断裂失效的全过程, 以验证双线性黏聚区模型在混凝土损伤开裂分析中的适用性; 应用双线性黏聚区模型分析了Winkler地基上混凝土板的断裂特性和损伤后的承载力衰减。分析结果表明: 在加载小梁受荷全过程中, 梁底应力经历了线性增大、达到混凝土极限强度后减小、最大点上移与变为0等阶段, 作用力-加载位移变化与已有研究一致; 在加载全过程中, 混凝土板的截面应力分布变化与小梁类似; 混凝土板在损伤阶段承载力会持续增大, 但由于板的支承条件与四点加载小梁不同, 板的断裂近似于脆性断裂, 无明显承载力衰减过程, 板断裂时的极限承载力与弹性阶段临界状态承载力之比为1.32;混凝土板发生初始损伤后, 极限承载力最大会衰减至未损伤板的87%, 且随着初始损伤程度的增加, 极限承载力衰减速率变大。      

履带板加热器消除焊接残余应力的试验研究

测试了履带板加热过程中温度沿钢板厚度方向的分布，并用小孔释放法测试了补焊试板在焊态、经履带板加热以及炉内加热后残余应力的分布．结果表明，履带板加热时所需加热时间较长，但温度沿试板厚度方向梯度小，截面温度分布均匀；履带板加热器消除焊接残余应力效果与炉内加热相当．     

陶瓷／金属梯度热障涂层的微结构与力学性能

讨论了由纯陶瓷层，陶瓷／金属梯度层、纯金属层及基体层４种不同层组成的梯度热除涂层的结构模型。梯度层的微结构沿厚度方向具有不同的陶瓷和金属体积分数分布曲线。采用多项式和幂函数２种分布函数来描述梯度层的微结构。     

矿用自卸车车厢承受冲击的数值分析

研究矿石对车厢底板的不同位置冲击时,车厢的受力分布。建立车厢的三维实体模型,导入有限元分析软件Ansys,利用有限元分析软件计算车厢在受到冲击时各部分的应力以及应变;对得到的结果进行分析并对结构进行优化。通过仿真分析可知,当质量为3t的矿石从距离底面板2．8m的高度冲击车厢底板时,车厢的最大应力小于其屈服极限,车厢的强度符合一般的使用要求。     

大跨独塔斜拉桥纵隔板的极限承载力

为保证主跨383m 的广州珠江黄埔大桥北汊桥主梁吊装施工期间钢箱梁桁架式纵隔板的稳定性,对集 中荷载作用下纵隔板的极限承载力进行了非线性有限元数值模拟和模型试验.采用通用有限元软件ANSYS建 立梁段的空间数值模型,得到了设计荷载作用下纵隔板的应力分布及施工阶段结构的弹性屈曲系数;考虑材料 及几何非线性和初始缺陷,得到了该纵隔板的极限承载力.采用1:2.5缩尺模型对纵隔板进行了静载试验,得到 了设计荷载作用下纵隔板的应力和变形;通过极限承载力试验,得到了设计荷载作用下纵隔板的非线性屈曲系 数.研究结果表明:该斜拉桥钢箱梁纵隔板设计合理,其稳定性满足设计要求;考虑初始缺陷的非线性有限元分 析可用于研究钢箱梁纵隔板的局部稳定性.      

预应力混杂碳/玻璃(C/G)纤维布加固RC梁的应力重分布

基于实体退化单元,对钢筋混凝土(RC)梁和混杂碳/玻璃(C/G)纤维布采用分层壳元模型,对纵向受力钢筋采用组合壳元模型,模拟了混杂C/G纤维布的预应力作用,建立了预应力混杂C/G纤维布加固RC梁的非线性层壳组合单元模型,采用弥散裂缝模式、Ottosen屈服准则和Hinton压碎准则描述了加固梁的开裂、屈服和压碎的材料非线性效应,分析了破坏全过程中加固梁挠度变化规律、刚度折减规律、极限承载力与混杂C/G纤维布应力重分布。计算结果表明:非线性层壳组合单元分析方法可靠,加固梁的特征荷载计算值与试验值的相对误差不超过10%,且非线性层壳组合单元具有较好的收敛性和数值稳定性;在加固梁达到开裂荷载前,混杂C/G纤维布的应力重分布系数变化较小,开裂荷载时为1.3,其后应力重分布系数逐渐增大,屈服荷载时为4.1,极限荷载时为14.8;采用普通C/G纤维布加固时,纤维布高强性能未充分发挥,利用率约为83%,采用预应力C/G纤维布能改善梁的结构体系,能使得材料充分发挥作用,利用率超过90%。     

轴向循环载荷下扁钢加筋板极限强度研究

为分析带板厚度、加强筋尺寸及循环加载模式对扁钢加筋板极限强度的影响,采用有限元软件ABAQUS,基于初始变形、焊接残余应力和鲍辛格效应,针对不同带板厚度和加强筋尺寸的扁钢加筋板开展了3种轴向循环载荷模式下的极限强度数值模拟。研究结果表明：当扁钢加筋板的带板厚度相同时,经循环载荷后,加筋板的极限强度随加强筋尺寸的增加而下降,其下降程度减缓;当加强筋尺寸相同时,经循环载荷后,加筋板的极限强度随带板厚度的增加而下降,其下降程度加剧;当循环载荷的幅值由大到小时,扁钢加筋板的极限强度下降程度最大;在等幅循环载荷时,扁钢加筋板循环后的极限强度下降程度最小。     

齿轮塑性变形失效的安定极限分析

为研究直齿圆柱齿轮优化设计中残余应力对齿轮材料塑性极限的影响,基于Hertz接触理论和齿轮局部坐标下的弹塑性接触模型,分析了直齿圆柱齿轮啮合过程中的弹性接触应力、残余应力及弹塑性接触应力.根据第三强度理论,导出齿轮材料在弹性状态下弹性极限约为简单拉压屈服极限的1.6倍;根据安定极限理论,考虑齿轮啮合过程产生的残余应力对齿轮材料的强化作用,得到弹塑性状态下齿轮接触的静力安定极限约为简单拉压屈服极限的2.3倍;与弹性极限相比,将静力安定极限作为齿面出现塑性变形的失效判据,齿轮材料的许用应力提高了约50%.     

复合碾压混凝土路面温度应力分析

采用ANSYS有限元分析软件,建立了弹性地基上由碾压混凝土面层和水泥稳定碎石基层双层板三维路面结构模型;分析了复合碾压混凝土路面在温度曲线分布情况下的温度翘曲应力,包括曲线温度场,不同时刻,层间接触状态,碾压混凝土面层厚度、温度膨胀系数、模量和板平面尺寸等影响因素。分析结果表明:曲线温度场下的温度应力明显低于折线性温度场下的温度应力;随着板厚的增加,出现最大温度应力的时间推迟;层间接触状态对温度应力的影响不显著;面层厚度、温度膨胀系数及模量对温度应力的影响较显著。     

陶瓷/金属梯度层的热应力分析及缓和特性设计

分别以陶瓷／金属复合平板和圆筒为研究对象,导出了功能梯度材料组份连接变化下的温度及热应力分布,并将ＺｒＯ２／ＮｉＣｒＡｌ复合板热应力分布的解析解与有限元结果进行了比较,对复合圆筒进行了组份分布的热应力缓和特性设计,分析结果表明,用连续模型计算,可进一步减缓功能梯度材料层间的应力突变和残余应力,便于结构的优化设计。     

真实火灾场景下的货舱结构强度直接计算

以某大型船舶货舱为研究对象,探究了航行途中货舱发生火灾时船体受到波浪和火灾双重载荷作用下的强度情况.基于目标船的水动力分析和自建的FDS-ABAQUS耦合分析方法,分别通过ABAQUS和PATRAN软件完成了货舱在热载荷作用下的热力响应分析和波浪载荷作用下的结构强度分析.云图结果显示,波浪和火灾双重载荷下目标船货舱会发生严重变形,其中内底板、后底凳、货舱口围板、中旁底桁、船底、横向框架及两侧纵舱壁下沿部位的应力值均会超过结构的屈服极限.     

基于ANSYS的多层振动筛侧板开裂研究

针对某厂家生产的沥青搅拌设备多层振动筛的侧板开裂问题,提出通过增大振源板与侧板的接触面积的解决方案,在ANSYS中对改进前后的结构模型进行热固耦合仿真分析,并进行相关理论计算。结果表明,该改进方案能有效降低振源板与侧板铆钉圆孔周围的应力,且接触部分整体的应力分布较均匀,能防止振动筛侧板开裂。     

观音岩大桥锚拉板区域焊接应力试验

针对钢结构斜拉桥索梁锚固区域焊接应力较为集中的特点,以重庆江津观音岩大桥索梁锚固区域为研究对象,制作了三个足尺比例的试件,对锚拉板区域相关焊缝的残余应力进行试验研究。结果表明,锚拉板区域各条主要焊缝都不同程度地存在着焊接残余应力,局部地方接近屈服强度。研究分析了锚拉板区域各类焊缝的残余应力特征、分布规律、产生原因及影响因素,并提出相关的意见和建议,为同类桥梁索梁锚固区域的设计和制作提供科学的依据。     

钢箱梁面板与U肋焊接残余应力的分布特性

为研究残余应力场对钢箱梁疲劳性能影响效应,以港珠澳大桥正交异性钢桥面板为例,采用数值模拟的方法,研究了正交异性钢桥面板焊接全过程及残余应力分布特性,分析了板件参数对残余应力的影响效应,得到钢箱梁确定正交异性钢桥面板焊接残余应力分布的经验公式.研究结果表明:采用ANSYS热-结构弱耦合数值模拟方法可反映实际焊接过程中残余应力场的分布;焊缝区域残余应力峰值受板件参数影响较小,横向最大残余应力约为300 MPa;沿板厚方向焊接残余应力符合正弦分布,表明采用正弦函数作为其经验分布模型是可行的.      

陶瓷／金属热障涂层组合筒的热弹性极限分析

对热障涂层组合筒进行了热弹性极限分析,导出了热弹性应力分的计算式,在给定隔热效果和基体内层开始进入塑性状态的条件下,就ＺｒＯ２／ＴＩ－６Ａｌ－４Ｖ陶瓷热障涂层给出了计算结果,得到了弹性极限温差,并就热障涂层材料设计时参数的优化进行了分析。     

二期荷载下预应力CFP加固钢筋混凝土梁

对预应力碳纤维片加固钢筋混凝土梁进行了可行性研究。根据碳纤维板的特性,为了施加预应力,开发了一种预应力钳及一个装置。在普通碳素纤维板和预应力碳纤维板之间,及二次荷载的碳纤维片和混凝土梁二次荷载的碳纤维板之间进行了对比实验。在此基础上,我们分析了故障模式、裂缝的宽度和分布、开裂荷载、屈服载荷、极限载荷及载荷与挠度之间的关系。结果表明,采用预应力碳纤维片来加强混凝土梁有效可行。     

规则分布多孔板的有限元弹塑性分析

本文对于规则分布的多孔板,利用其规则性,从基本构元入手,采用有限元方法进行了弹塑性分析。在满足本文提出的前提条件下,可以将弹性阶段的板“抹平”为刚度矩阵相同的单调板,然后按单调板理论进行处理。为了判断板的塑性性质,本文通过大量计算,得出了屈服和极限荷载随板孔参数变化的规律。通过所提供的图表,可以根据荷载判断板的状态,或反过来根据承载要求提出合理的板孔参数值。