空中爆炸下舰船桅杆结构动态响应的数值模拟

对某舰的桅杆结构及相关甲板,用Lagrange单元进行模拟,桅杆周围的空气用Euler单元进行模拟,Lagrange单元和Euler单元耦合界面采用一般耦合方法.运用动力有限元软件MSC/DYTRAN进行计算,欧拉方程求解时使用具有二阶精度的Roe求解器,用MSC/PATRAN进行前后处理,模拟了桅杆结构在空中爆炸下的全过程.从计算结果可以得到爆炸冲击波的传播过程,桅杆结构中各点的加速度、速度、位移、应力响应.分析爆炸冲击波的比冲量及靠近桅杆结构的冲击波峰值压力表明本文计算结果是合理的;计算中考虑了流固耦合效应,模拟出了冲击波的反射和绕流,更加接近实际情况.因此文中的研究,对桅杆抗爆设计具有一定的参考价值.     

基于ANSYS 二次开发求解实体单元内力在港口工程中的应用

在依据规范对混凝土块体进行配筋计算时,需要求得该块体的内力。而有些混凝土块体结构非常不规则,一般采用有限元软件进行计算。当采用有限元软件ANSYS对复杂结构进行分析时,需要采用实体单元。而ANSYS软件不能直接输出实体单元的内力图,需要进行二次开发。介绍了力学中将应力转为内力的计算原理,并应用于ANSYS二次开发中求解实体单元的内力。结合实际工程,求出了实体单元的弯矩图和扭矩图。结果表明,此求解实体单元内力图程序具有很好的适用性和通用性,可以应用于ANSYS分析港口工程中。     

边界元耦合径向基点插值无网格法在求解声散射问题中的应用

边界元耦合有限元方法（BEM-FEM）在求解无限域弹性结构声散射问题中得到广泛应用。传统有限元方法的计算精度依赖网格的类型和质量,而无网格方法离散问题域时不需要传统意义上的网格划分,其形函数构造不依赖网格且相对灵活。因此无网格方法相比传统有限元方法可以减少网格划分成本并减缓数值污染效应。将边界元方法（BEM）和径向基点插值无网格法（RPIM）结合,形成边界元耦合径向基点插值无网格法（BEMRPIM）,用于求解无限域弹性结构声散射问题。本文分别从计算精度、收敛性和对不规则节点分布的适应性对BEM-RPIM和BEM-FEM进行比较,结果表明提出的BEM-RPIM在求解声散射问题中优于BEM-FEM。     

基于人工智能的三维结构全局应力求解方法研究

针对结构健康监测系统（SHM）中有限数量的应力测点难以监测结构全局应力的问题，提出一种基于人工智能的三维结构全局应力求解方法，通过少量应力测点实现对三维结构物应力场的实时求解。首先，基于有限单元之间对载荷响应的关联性，运用相关性分析找出求解三维结构物应力场的特征单元；其次，利用神经网络建立特征单元与相关单元的求解关系，并将特征单元设为应力测点进而求解结构全局应力；然后，以某海洋平台连接器结构为应用主体，考虑测点数量、神经网络架构、收敛准则等因素对求解精度的影响，建立连接器结构应力场人工智能算法优化模型；最后，开展实尺度模型试验，经比较分析得出该算法模型应力求解精度高达93.6%，该技术可切实提升SHM系统的实用性，将传统的对“点”监测提升为对“场”监测。     

单舱大开口重吊船弯扭强度有限元分析

针对10000t级单舱大开口重吊船的弯扭强度问题,运用水动力分析和全船有限元分析方法,通过挪威船级社的SESAM软件系统对波浪诱导载荷进行长期预报,推导出设计波参数组,在全船结构有限元模型上计算船体结构在各等效波上的变形和应力分布,从而获得全船结构强度的详细信息。对重吊船类大开口型船舶的结构设计和强度分析有一定的参考价值。     

大跨径斜拉桥钢锚梁式索塔锚固结构承载力分析

以鸭绿江界河公路大桥为工程背景,考虑了几何非线性、材料非线性和接触非线性影响,采用有限元方法,对钢锚梁结构的破坏形态和极限承载力进行分析。结果表明,钢锚梁式索塔锚固结构的破坏形式为钢锚梁受拉弯强度破坏,破坏荷载为设计荷载的5.8倍,结构有较大的安全储备。提出了钢锚梁腹板、拉索支撑结构以及钢牛腿的简化计算模型,结果表明理论计算结果与有限元计算结果较为吻合,能较好的预测钢锚梁的应力值和应力分布。     

沥青面层结构参数对倒装路面结构非线性响应分析

级配碎石过渡层能有效防止或减少半刚性基层反射裂缝,改善沥青路面排水条件,但级配碎石模量低,具有非线性应力应变特性,将其作为过渡层置于沥青面层与半刚性基层之间,会改变原路面结构应力状况。通过使用非线性路面设计程序,从沥青面层厚度、模量两个路面结构参数分析路表弯沉值、面层及半刚性基层层底拉应力、土基顶面压应变等控制指标。归纳总结沥青面层厚度以及回弹模量变化对路面各个结构层的拉、压、剪切等力学响应规律,对倒装结构组合设计具有重要的参考价值。     

双翼鱼刺型振动模型基础研究

介绍了将平面框架结构简化为双翼鱼刺型振动模型的方法。为了证实该模型的有效性,分别利用反弯点法、D值法、双翼鱼刺型振动模型方法设定多质点系刚度矩阵,对算例结构进行地震响应时程分析;并利用杆系单元有限元的方法,自编电算程序,对算例结构进行地震响应时程分析。最后,对上面几种方法的结果进行比较。结果表明,利用双翼鱼刺型振动模型设定结构刚度矩阵K后计算得出的地震响应值和利用杆系单元有限元方法计算出的结果比较一致。     

轻轴载对薄弱路面结构的影响分析

通过对县乡公路交通组成的分析,轻轴载、小交通量是其最大的特点,其路面一般比较薄弱,本文利用有限元软件对结构层的受力特点进行了计算,得出轻轴载对薄弱路面结构的影响规律。     

非均布动荷载作用下沥青路面粘弹性有限元分析

不考虑超载情况,为探求非均布动荷载作用下沥青路面的动态响应及破坏规律,采用层状体系理论,建立ANSYS 3-D有限元半刚性基层路面结构模型,施加非均布动荷载,并对粘弹性路面模型各层的动态力学响应及不同车速下路表弯沉的变化进行分析。结果表明,水平应力的交变变化是使路面产生疲劳破坏的主要因素;当重载车辆车速在10~32 km/h之间时,路面的动态弯沉值显著大于静态弯沉值,对路面实际使用寿命的影响非常显著。     

空间有限元理论在码头重型铺面结构设计中的应用

对于承受特重车辆荷载的港口铺面工程,其设计已不能按适用于普通车辆荷载作用的铺面设计规范进行控制设计。文中以国外某港口中承受特重车辆荷载的铺面工程实践为例,对此类铺面板采用有限元方法进行了空间弹性地基板受力分析,根据分析结果,对铺面板按钢筋混凝土构件进行抗弯强度、抗剪强度计算及限裂性验算,能够较直观地得出各种荷载情况下,铺面最不利位置及内力大小。     

提高轴孔连接结构承载能力的设计方法

文章针对轴孔连接结构提出了一种改善轴孔接触特性来提高承载能力的方法。以工程中通用的螺栓连接结构为例,建立接触分析模型,应用Persson接触理论和优化分析方法,通过优化耳片孔接触面的曲面形状和曲面参数实现了降低轴孔接触区最大接触应力及改善其分布梯度的目的。针对优化后的耳片孔接触曲面设计结果,利用有限元素法建立了螺栓耳片连接结构模型,分析验算了接触应力。结果表明,优化分析的解析法和有限元素法的计算结果基本一致。连接结构优化设计后,接触区最大应力降低50%以上,应力分布梯度明显改善,提高了其承载能力。     

沥青路面结构两阶段寿命预估

基于传统疲劳强度理论,用修正系数的方法来估计裂缝扩展阶段的寿命没有任何的理论依据。提出两阶段方法预估沥青路面结构的疲劳寿命,运用有限元方法对沥青路面进行疲劳断裂分析,研究沥青路面裂缝的扩展规律。     

土工格栅加固港区道路基层效果分析

我国华南港区,高温多雨,因荷载轮压很大造成路面不同程度的破坏。港区道路基层强度承载能力决定港区道路使用性能。考虑港区深软土地基,基于塑性理论,运用有限元软件模拟分析土工格栅加固港区道路基层效果。分析研究表明,采用有限元方法模拟土工格栅加固港区基层的结果与试验段结果相对应;弯沉与极限荷载成反比关系,弯沉值小,极限荷载大,表明土工格栅能提高港区基层结构承载能力,并且,土工格栅放置位置越接近面层,加固效果越好。     

小型联锁块铺装力学计算分析

文章介绍了一种使用有限单元法计算小型联锁块铺装结构的计算模式，并对该方法进行了试验论证。结果表明通过将联锁块划分为矩形单元与三角形单元的组合，便可近似满足各种形状联锁块的计算需求。     

基于遗传算法的滩海路路面结构优化设计研究

滩海路是为了开发丰富的滩海石油资源而修筑的联系陆地与人工岛的纽带。浅海滩涂地带受潮汐影响，水陆界伸缩很大，这就造成了滩海路建设具有费用高、风险大、工期长、维修费用高的特点。近年来，滩海路出现了漫水路的结构型式，其路堤高程较低，路面允许潮水淹没和通过，潮水过后可恢复通车使用。路面结构是构成滩海路堤工程建设总费用的重要部分，其合理确定对于降低工程建设总费用、确保工程建设质量都是至关重要的。文章以遗传算法作为基本数学工具，结合全寿命周期成本理论，建立了滩海路路面结构优化设计模型，并对渤海海域某工程地的滩海路路面进行优化设计，同原设计比较表明：利用该方法具有优越性，可以节省工程建设资金。     

超密实地基堆场铺面结构优化设计

非洲某集装箱堆场已使用数十年,目前堆4层集装箱,采用正面吊作业,铺面结构无面层和基层,集装箱直接堆在地基上,地基为4 m的人工回填密实贝壳砂层,下面为原状黏土质砂。现堆场改造要求堆5层集装箱,并采用正面吊作业。按英标重型铺面设计手册规定,铺面结构厚度较厚,原因是高强度的贝壳砂层地基不能充分利用。通过铺面结构加铺层设计理论,利用已有的密实贝壳砂层来减少铺面结构设计厚度,同时采用有限元计算对优化后铺面结构基层底拉应力进行复核,优化后铺面结构可以满足设计要求。     

现场冷再生法在旧路改建工程中的应用

介绍了沥青路面现场冷再生技术的特点,通过滨大高速大高至阳信连接线的应用实例,介绍了现场冷再生施工工艺。试验研究表明,此方法能够充分利用现有路面的旧材料,解决建筑废料的运输和堆放问题,在减少新材料用量的同时达到降低成本与保护环境的目的。     

基于接触问题的桩土相互作用机理

采用子结构凝聚自由度法推导出桩土接触问题的非线性有限元平衡方程,引入接触问题的约束条件,并通过增广拉格朗日乘子法对约束条件进行处理,得到数值计算的迭代格式,进而对桩土相互作用进行非线性数值计算,结果表 明：数值计算结果与实测结果吻合较好,接触问题的引入可以合理地解释桩土相互作用的机理问题。     

多货罐化学品船液货罐体与支承结构的接触分析

介绍了有限元分析方法对接触问题进行求解的一般方法,应用大型有限元分析软件Marc进行多货罐化学品船液货罐体与支承结构的接触分析,研究了支撑结构的加强方式,为制定CCS《散装运输危险化学品船舶构造与设备规范》（2006）的补充检验要求,提供了依据。