正交异性钢桥面板U肋与横隔板细节处疲劳分析

正交异性板的细节处疲劳破坏会使纵肋与横隔板开裂,从而降低桥面板的整体刚度,为了研究正交异型钢桥面板的U肋与横隔板等细节连接处的疲劳性能,以驸马长江大桥钢桥面板与横隔板的连接处、U肋与横隔板的连接处和横隔板U肋开槽部位为研究对象,通过ANASYS建立跨中段有限元模型,进行有限元分析,得到结构各细部处应力分布。研究结果表明:正交异性钢桥面板在U肋与横隔板连接处存在较大的主拉应力,疲劳问题较为突出。另一方面,正交异性钢桥面板在横向方向上的应力影响线较短,在不同车道上的车辆不会对同一个疲劳易损位置的应力产生显著的叠加,即只考虑单辆疲劳车在单车道上行驶是合理的。     

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。     

基于BS5400的岸边集装箱起重机疲劳分析

以岸边集装箱起重机为研究对象,基于现代疲劳分析理论,利用有限元分析软件ANSYS,参考BS5400疲劳算法,对其实际结构进行模拟,并进行疲劳分析,给出计算结果,解决了实际工程的需要。     

大跨径双层悬索桥运营阶段静力分析

为了研究大跨径双层公路悬索桥缆索体系、主桁杆件、正交异性桥面板的力学性能,以某在建的超大跨度双层公路悬索桥为研究对象,采用有限元分析软件ANSYS建立双层悬索桥全桥有限元计算模型。系统分析悬索桥运营阶段主缆的最大应力及安全系数,确定各荷载工况下主桁杆件上下弦杆、斜杆的最大内力,探明正交异性钢桥面板的顶板、U肋、横梁最大应力,获得汽车和人群荷载下桥梁的最大挠度,计算结果表明,大跨径双层公路悬索桥成桥状态受力良好,具有合理的安全储备。     

板单元焊接变形辊式矫平方案研究

通过对U肋桥面板板单元焊接变形的辊式矫正方法的理论分析及有限元数值模拟,提出一种板单元焊接变形机械设备矫正方法,以改善传统火焰矫正工作效率低、成型质量差、工作环境恶劣、能耗较大、污染环境等问题。     

公路钢桥疲劳积伤理论及其程序实现

近年来公路钢桥被广泛使用,钢桥疲劳问题也得到业界重视。由于国内钢桥疲劳计算规范陈旧,在没有相关试验条件下,钢桥疲劳设计计算往往直接套用国外规范。由于交通荷载的差异性,直接套用国外规范说服力相对不足。本文首先根据使用Monte Carlo方法生成随机交通荷载,然后在疲劳损伤细节应力影响面上加载随机交通荷载得到疲劳损伤细节应力幅值,最后按照不同疲劳损伤理论分别编写了疲劳细节损伤计算程序并应用于港珠澳大桥正交异性钢桥面板横隔板U形开槽的疲劳计算,得出在120年设计寿命期内结构抗疲劳性能满足要求的结论。     

加筋板弹塑性断裂的J 积分计算

以EPRI断裂分析方法为基础,对符合Ramberg-Osgood应力应变关系的材料,结合筋板相互影响系数,提出一个考虑材料应变硬化性能的船体加筋板弹塑性断裂的J积分计算公式,采用有限元软件ANSYS进行数值模拟,并比较理论计算结果与有限元模拟结果。结果表明:理论计算结果比较接近有限元模拟结果,表明该理论模型能较好地反映加筋板的断裂规律与加筋条的止裂性能,可直接用于加筋板在疲劳载荷作用下的理论分析,对于船体结构弹塑性断裂分析具有重要的参考价值。     

断裂力学在船舶结构疲劳评估中的应用

疲劳失效是船舶结构失效的主要形式,由于船舶结构长期处于海浪、洋流等变应力载荷作用下,导致船体结构产生应力集中和疲劳破坏。为了提高船体结构的使用寿命,改善船舶质量,对船舶结构进行疲劳评估非常有必要。本文系统的介绍了机械结构的疲劳强度评估方法和断裂力学理论,在有限元分析软件Ansys平台上建立了船舶中部肋板的有限元模型,并基于断裂力学对该结构进行有限元分析仿真。本研究提高了船舶结构疲劳评估的精度,有利于延长船舶的使用寿命,降低船体维护成本。     

基于损伤力学和XFEM的舰船蒸汽轮机叶片裂纹扩展研究

叶片作为舰船汽轮机的核心零部件,其在复杂工况下的低周疲劳寿命一直是备受关注的问题。传统的寿命预测方法大多是基于经验公式进行求解,没有考虑损伤累积对材料固有属性的影响,也没有对裂纹萌生和扩展过程进行全面的分析。文章以损伤力学的基本理论为基础,考虑叶片实际非对称循环的工作状态,引入平均应力的概念,推导叶片低周疲劳寿命的计算公式以及损伤随循环次数变化关系的表达式。同时基于有限元分析软件ABAQUS,使用XFEM方法模拟叶片裂纹扩展并进行低周疲劳寿命分析,并与所给出的理论计算结果进行对比。结果表明,所建立的基于损伤力学的低周疲劳寿命计算结果与基于扩展有限元的裂纹扩展模拟结果吻合较好,其对于舰船汽轮机叶片等工程结构的寿命预测具有一定价值。     

基于Midas gen的大跨度薄壁U型梁水化热分析

对于钢筋混凝土构件而言,混凝土浇筑之后会由于水化热、外界温度变化等原因产生裂缝,混凝土构件开裂是一个常见却又难以克服的问题,针对该常见的工程现象,本文结合青岛蓝色硅谷城际轨道交通工程07标的三跨现浇连续U型梁,利用Midasgen有限元软件对该梁浇筑后因水化热、温度变化引起的内部应力进行了模拟分析。最后针对预防施工期间大跨薄壁U梁裂缝的产生提出了切实可行的操作方法。本文结论对今后大跨薄壁U型梁的温度裂缝控制、研究具有一定的参考价值。     

铁路桥墩裂缝加固设计和有限元分析

分析了某铁路桥桥墩开裂的原因,提出了对深度超过桥墩钢筋保护层厚度的裂缝．先采用深层压浆,再对表面开槽。并采用加固型混凝土进行置换的加固设计方案,并采用通用有限元软件ANSYS11．0对该桥20号墩的加固设计进行了有限元模拟分析。     

带有大开口的玻璃钢游艇舷侧夹层板架结构强度分析

为了避免玻璃钢游艇在角隅区域产生疲劳裂缝,对船体结构造成危害,需要对该部位进行强度校核。在研究玻璃钢游艇的基础上,用ANSYS软件建立大开口舷侧板架有限元模型,采用层合壳单元处理复合材料和复合材料夹层结构并计算分析其结构强度,试航结果表明,计算结果可靠。     

曲线钢-混凝土结合梁桥的温度应力

摘要基于有限元软件分别对曲线钢一混凝土结合梁桥整体升温25℃和桥面板降温7．5℃进行受力分析。研究在整体升温的温度应力作用下沿桥宽方向桥梁跨中挠度值、桥面板横向位置值、纵向应力值,并给出了整桥的变形云图;降温的温度应力下桥面板沿桥宽方向桥梁跨中挠度值、桥面板横向位置值、混凝土板及钢箱梁底板纵向应力值,同样给出了桥面板及钢箱竖向位移分布云图。通过对陆线钢一混凝土结合梁的有限元分析,说明曲率效应和扭转效应在曲线梁桥计算中是不可忽视的。     

基于损伤力学-有限元法的大跨度钢桥梁构件疲劳损伤累积分析

采用损伤力学-有限元全耦合方法分析桥梁焊接构件内的疲劳损伤累积过程,具有明确的物理意义.首先介绍了耦合疲劳损伤分析的基本方法,建立了全耦合疲劳损伤分析的有限元方法过程,并将分析方法和过程嵌入大型通用有限元软件ABAQUS的用户接口里,便于对实际工程结构疲劳损伤累积过程进行分析.采用全耦合疲劳损伤分析方法,对青马大桥关键焊接构件进行疲劳损伤累积分析,结果表明:关键焊接构件疲劳损伤的累积过程具有局部性;疲劳损伤场与应力场之间存在着相互作用;广泛采用的线性米勒准则用于疲劳寿命评估是偏于安全的.这种偏于安全的误差,用于结构的疲劳设计是合适的,但对于在役结构疲劳损伤累积的准确砰估却是不利的.该方法为桥梁结构基于有限元热点应力分析和损伤力学理论进行局部疲劳损伤累积的准确评估提供了可行的方法和理论基础.     

船闸大体积混凝土水化热温度监控及有限元仿真分析

为研究大体积混凝土水化热的温度变化规律及其对温度裂缝产生的影响,对在建船闸进行有限元仿真分析并对埋设温度计进行监控.通过对比分析有限元计算结果和实测温度结果,得到两者存在差异的可能原因.通过对放热函数及强度调整函数的参数设置调整,使计算结果更接近工程实际情况.在有限元分析结果的基础上,通过裂缝指数来评价船闸主体结构温度裂缝产生的可能性,在对放热函数及强度调整函数进行调整后,计算结果表明结构出现温度裂缝的可能性在5%以下,与主体结构外观情况相符.对比分析不同规范对温度应力计算规定的异同,以期为相关计算选择适用规范及互通有无提供参考依据.     

基于《船体结构疲劳强度指南》的有限元改进算法

根据中国船级社《船体结构疲劳强度指南》(2021)的基本原则对疲劳载荷进行计算模拟,使通用疲劳有限元分析软件包MSC.FATIGUE所需的输入更为精确.结合具体算例进行有限元疲劳强度核算,以改善热点疲劳应力区域计算结果.该船体结构疲劳强度有限元改进算法对于船舶工程中的实际应用具有参考价值.     

基于奇异强度理论的疲劳特性评估方法

疲劳是海洋结构物破坏的重要因素,为简化舰船结构疲劳评估方法,基于线弹性断裂力学和切口应力强度理论,针对典型薄板结构研究拐角节点处的应力强度,分析结构形式,利用ANSYS有限元模拟和MathCAD函数拟合,分别给出计算应力强度因子的＂奇异权函数法＂和＂奇异等效裂纹法＂的研究方法,同时给出简便算法和经验公式。进而应用Paris裂纹扩展法则进行结构奇异强度疲劳特性评估,并结合S-N曲线分析拐角节点处的应力集中,得到与结构尺寸相关的＂奇异应力集中系数＂函数。最后,针对切口应力,提出有限元分析所需要的＂奇异应力等效取值点＂的参考位置。希望能将奇异强度理论纳入船舶结构疲劳强度校核规范中做参考。     

基于COMSOL有限元模拟大体积混凝土温度裂缝研究

为控制基础大体积混凝土施工因水化热过大产生的温度裂缝,在对筏板基础大体积混凝土施工温度监测的基础上,采用有限元软件comsol对筏板基础进行温度场仿真模拟分析,研究筏板基础温度变化曲线及温度场随时间变化规律。模拟结果表明:采用有限元软件comsol对筏板基础进行温度模拟,模拟结果与实测数据基本吻合,说明可以用数值模拟方法,预测大体积混凝土在不同浇注温度及导热系数影响因素下温度变化趋势。     

港口浮码头中固定桩墩振动实测与数值计算分析

为更好地研究港口浮码头中桥台墩的位移响应、动力响应特性和振动产生的原因,采用非线性有限元分析软件Abaqus进行二维数值仿真模拟,并比较实测位移数据得到理论位移曲线。最后与现场工程固定桩墩结构的实测位移曲线进行拟合对比分析,显示模拟结果与实际工程状况符合较好,表明钢引桥的推动力和波浪的动力作用是造成桩墩振动的主要原因,对解决相关工程结构施工安全问题具有实际意义。     

二维疲劳裂纹扩展的有限元方法模拟研究

疲劳裂纹扩展率曲线是比S—N曲线更基本的描述金属疲劳特性的曲线。由于实验条件和经费等因素的限制，疲劳裂纹扩展的数据很难获得，因此寻找一种结合有限元方法进行疲劳实验数据模拟，然后使用计算机数学工具进行相关计算分析的方法显得比较现实和具有探索性。本文对现有的一些疲劳分析有限元软件进行了对比，最终选择在国内疲劳研究领域尚未被熟知的FRANCE2D／L软件作为工具，获得二维疲劳裂纹扩展的相关数据。