港口工程煤棚空间网壳结构设计

空间网壳结构为港口工程中大型煤棚常用的结构形式，因其明显的空间特性，常规设计手段无法满足计算分析要求。针对空间网壳结构的受力分析和设计问题，结合日照港石臼港区西区“散改集”工艺及环保提升项目的煤棚工程，采用通用结构有限元分析方法，从分析原则、结构选型、结构建模、作用和作用组合、结果后处理等方面进行分析。结果表明，采用正放四角锥双层圆柱面网壳、螺栓球网架节点、下弦支承的空间结构形式可满足工程使用要求，成果可为类似工程提供参考。     

双层变厚度带肋圆柱壳的整体结构矩阵分析

本文提出了均匀外压下的由圆环板正交连接的双层变厚薄壁圆柱壳的整体强度解析计算方法，利用圆环板与内、外圆柱壳正交连接的变形协调条件，把每跨双层壳作为整体，建立双层圆柱壳段的平衡方程，运用相关矩阵分析手段和相邻壳段的连续条件，将壳段平衡方程组集成待定参数的总体方程。从壳体封端的边界条件出发，计入不同规格的环肋、纵筋、中间支骨、圆环板及其径向筋、周向筋等构件的刚度，囊括了结构纵向上的全部性能，该方法可以准确、简便地求解从单层壳到双层壳各跨段任何部位、构件的挠度和应力，并捕捉结构的薄弱部位。     

柔性隔振系统功率流传递特性研究

由于基础和隔振器存在着动力耦合,经典隔振理论的局限性日益突出,从而出现了将基础简化为欧拉梁、柔性板、圆柱壳等。本文将基础简化为两端固支弹性梁,运用四端参数法推导了单层柔性隔振系统传递功率流,并运用电力类比法对推导结果进行了验证。通过数值仿真,分析了偏心激励对功率流传递特性的影响,并将功率流与振级落差频谱曲线进行了比较。结果表明：偏心激励会激发系统的高阶模态,基础的刚性会影响振级落差对功率流的估计。     

ANSYS中的有限应变梁单元和子结构技术在板梁组合结构分析中的应用

板梁组合结构是一种复杂的空间系统,主要由钢板和骨架(梁)组成.此结构通常采用的有限元模拟计算模型存在其自身的不足.本文提出了一种新的模拟方法,采用SHELL63板单元和BEAM188有限应变梁单元的组合板-刚架结构,依据实际工程模型的组合特性模拟板梁组合结构.同时结合子结构分析,解决了此方法产生的单元和节点数量大的问题,并节省计算空间和时间.通过在某导管架平台的实际应用,证明了此种简化模型不仅可以弥补通常的简化模型存在的不足,而且提高了计算精度和模拟层次.     

疲劳裂纹损伤下海洋平台结构的极限强度研究

基于多尺度建模方法构建了含裂纹损伤海洋平台结构的混合尺度有限元模型,其包含由壳单元描述的细观节点和由梁单元描述的宏观构件.将该多尺度模型用于研究波流耦合载荷作用下关键节点处焊缝裂纹的扩展规律.并将疲劳裂纹引入整体海洋平台的结构模型,在极端水平(水线处)载荷作用下,研究裂纹分布位置影响结构极限强度的退化规律.研究结果表明:水平载荷作用下,关键节点的斜撑在平行于载荷作用方向产生的裂纹相比于其他部位的裂纹,会导致更为显著的结构极限强度退化;处于结构受拉侧的裂纹,使得结构极限强度退化尤其严重;裂纹分布位置的差异会导致不同程度的极限强度退化,但仅关键节点处的裂纹才会显著削弱结构的极限强度.     

联排桩结构在航道高边坡直立式驳岸上的应用

针对岩层埋藏较浅的高边坡支挡结构,基于荷载结构法,根据弹性地基梁理论对模型进行合理的简化,将阻滑桩基由分布式结构优化为联排桩结构,充分发挥入岩段联排桩的固端作用,减小单桩的内力和变形,同时减少对周边建筑物的干扰,降低入岩桩基施工难度。     

复合材料船舶帽型加筋结构静力分析

分析不同截面形状和不同铺层方案对复合材料帽型加筋结构最大位移的影响。分别采用Beam188,Beam189,Shell99单元模拟矩形截面帽型加筋梁结构,结果显示建立整船模型时可以采用梁单元代替壳单元模拟复合材料帽型加筋梁的方法来简化建模。同时还研究不同铺层、不同铺设角、不同截面形状对帽型骨材每一层等效应力的影响,为复合材料船舶帽型加筋结构的计算和设计提供参考。     

铰接和刚接模型对钢桁梁设计的影响

钢桁梁结构具有跨度大、承裁能力强、结构轻巧简洁等特点,广泛应用于工程项目中.目前在设计时通常采用简化的计算方法,一般均假定桁架结构为铰接,进而计算桁架杆件的轴向应力事实上上述假定同实际情况并不完全相符,节点不是理想的铰.对铰接和刚接两种模型进行比较分析,并通过实例验证,阐述了铰接和刚接模型对钢桁梁设计的影响.     

压电层合柔性梁振动主动控制

智能材料因其低质量、宽频带和强适应性等特点,在柔性结构振动主动控制方面有了极大的应用.基于Mindlin一阶剪切变形理论,考虑机电耦合作用,推导了含电势自由度的4节点四边形压电层合板/壳单元的有限元列式,并对含压电层的典型柔性结构的动力特性进行了分析.采用精细积分法计算结构的状态空间响应,用线性二次型调节器( LQR)方法设计输出反馈控制器,实现了压电层合柔性梁的振动主动控制.     

不同模型及不同载荷形式对单层圆柱壳声振特性的影响分析

螺旋桨轴系激励作用下水下航行器的尾部结构会产生低频辐射噪声,针对尾部结构的声振特性开展研究很有必要。本文以水下加肋圆柱壳为对象,采用有限元耦合声学边界元计算了加肋圆柱壳的辐射声功率,针对尾部噪声分析的3种模型:整体三维模型,尾部三维模型+首部梁模型的混合模型,尾部截断模型,分析讨论3种不同模型处理方法对声辐射特性的影响。结果表明采用尾部截断模型计算辐射声功率时在低频段与整体三维模型的误差较大,混合模型在趋势上与整体三维模型吻合较好。对比尾端部不同方向激励力对环肋圆柱壳声辐射特性的影响,结果表明横向和垂向激励对环肋圆柱壳的辐射声功率没有影响,但是对远场声压指向性有较大影响。     

C型液化气体船纵骨单层底结构校核方法研究

中小型液化气体船多为C型独立液货舱型,其船底结构通常采用纵骨架式单层底型式,但各家船级社规范对于该船型单层底结构均无适用规定,设计师需要参照其他单底船型的规定进行构件校核。本文采用主向梁节点挠度法,推导出针对C型液化气体船纵骨单层底结构的尺寸校核方法,可帮助设计者较为便捷地获得单层底构件尺寸,提高该类C型液化气体船的船型开发设计效率。     

自升式平台上层建筑强度分析

上层建筑强度分析是自升式平台基本结构设计与分析过程中一项重要内容。针对正常作业和迁移两种工况,在SACS软件和ABAQUS软件中建立简化梁模型和详细板壳模型对烟台中集来福士某自升式平台的上层建筑进行强度分析和比较,结果表明两者校核结果趋势相同。SACS软件简化梁模型可快速评估整体结构强度,方便快捷地实现基本结构设计优化与改善;需要详细的局部强度分析和加强时,则优选ABAQUS软件的详细板壳结构。分析结果可为同类型的板架结构强度分析提供借鉴,为上层建筑结构设计和优化提供技术依据。     

海上旅游平台大跨度网壳结构强度分析

海上旅游平台大跨度网壳结构作为新型结构,目前还没有成熟的设计和强度分析方法。本文以网壳结构立柱间的相对位移为波浪载荷控制参数,基于设计波法和三维水弹性理论计算波浪载荷;以百年一遇的风速作为风载工况,采用k-ε湍流模型模拟风场计算风载荷,利用面元积分法计算网壳结构等效节点载荷,建立大跨度网壳结构外载荷计算方法。在此基础上,以“海洋之心”旅游平台为算例,开展了网壳结构响应分析,获得了风载荷、波浪载荷及风浪联合作用下的网壳结构响应,对比分析了风载荷和波浪载荷对网壳结构响应的影响。     

肋骨布置方式对圆柱壳结构强度的影响

环形肋骨加强的圆柱壳结构是潜艇舱段结构的主体.文章将圆柱形壳板简化为轴对称的二节点单元,将肋骨简化为一节点单元,利用弹性壳体理论分别建立这两类单元的刚度阵与载荷阵,建立了求解静水压力下环肋圆柱壳结构强度的解析单元法(AEM).利用该方法对采用内、外两种不同的加强方式进行了对比分析.研究表明,肋骨布置方式对结构强度具有较大的影响.文中建立的AEM法也可以推广到各种轴对称压力作用下的肋骨加强回转壳强度分析.     

半潜式平台空间刚架模型强度分析

将半潜式平台结构简化成空间刚架模型,运用SACS软件对其进行整体强度分析,并与该结构的板梁组合模型的分析结果对比,两者的结果较为接近.计算结果表明,在基础设计阶段使用空间刚架对结构进行分析可以快速评估结构的力系分布,为结构优化提供分析依据.     

船舶开孔梁局部屈曲的无网格MLPG分析方法

[目的]针对船舶开孔梁板易产生局部屈曲效应、受到较高的集中载荷作用会产生明显的结构响应和屈曲破坏力的问题,提出采用无网格数值方法对该类问题进行数值分析。[方法]首先,以问题域离散节点为基础建立其紧支函数,运用加权余量法建立系统位移场离散方程,并由移动最小二乘法构造离散节点的形函数,以获得位移函数的逼近函数;然后,结合经简化的屈曲评估法,将屈曲方程特征值求解进行降阶处理,得到更为精确的屈曲载荷因子;最后,进行算例演示,比较所提方法和传统计算方法并进行验证。[结果]结果显示,所提方法有效,其结果与原结构有着更高的契合度。[结论]针对开孔板梁的无网格法数值分析特性可为分析各种形状的蜂窝状板梁结构提供一种新的思路。     

水平地震作用下钢筋混凝土柱-钢梁组合框架整体性能研究

利用有限元软件分析了不同节点连接型式的多层钢筋混凝土柱-钢梁组合结构体系,在水平地震作用下整体受力性能。研究表明:不同节点连接方式对结构体系的动力特性影响较小,最大水平位移和层间位移均能满足相应的要求,大部分水平地震剪力由钢筋混凝土柱承担,因此能更好地发挥钢筋混凝土柱的抗侧力性能。这些研究结果为多层或高层钢筋混凝土柱-钢梁的结构设计提供一定的理论依据。     

板壳模型在整体现浇板设计中的应用

为了研究板壳模型在整体现浇板桥设计中的应用,通过使用有限元分析软件Midas/civil建立板壳模型,计算得出相对于等效梁格法更为精确,更为接近实际情况的结果。并根据提取板单元的纵横向弯矩以及主弯矩进行配筋设计。板壳模型的计算结果既包括了结构的整体受力效应,又包括了结构的局部受力效应,因此对计算结果要进行局部削峰。     

预制装配式RCS框架的抗震性能分析

RCS混合框架结构能发挥钢与混凝土两种材料各自的优点,为充分利用钢结构的装配优势,提出一种将预制装配式与RCS混合框架结构相结合的新型装配式RCS节点;在节点试验的基础上,基于开源软件Open SEES平台提出装配式RCS节点的建模方法,并对装配式RCS框架结构进行动力弹塑性对比分析;通过修改节点连接处的初始转动刚度,研究节点处半刚性行为对结构整体抗震性能的影响.分析表明:装配式RCS框架在8度罕遇地震作用下,结构的最大层间位移角相对于普通RCS框架有所增加,但可以满足规范的抗震性能要求;节点连接的半刚性行为对装配式RCS整体结构受力性能有显著的影响,降低节点连接处的初始刚度对增大结构周期作用明显;当连接处节点的初始刚度在半刚性范围内变化时,结构的最大层间位移角与初始刚度的关系需通过屈服机制进行精细研究.     

关于钢筋混凝土结构主、次梁连接问题的探讨

钢筋混凝土结构物中次梁与主梁的连接方式分为铰结点和刚结点,在结构计算中简化为何种连接方式应视主、次梁的尺度和配筋情况等而定。以数值模型计算分析为基础,探讨在不同荷载作用下主、次梁节点的不同连接方式对主梁应力和变形的影响,以及主、次梁节点的协调扭转、协调扭转的零刚度等关键技术问题,可供同类型结构设计参考。