基于ANSYS的钢结构构件优化设计

在土木建筑大兴发展的今天,钢结构的使用使得建筑独具一格,但是钢材的造价较高,通过ANSYS我们可以对钢结构构件进行截面的优化,建立了预设的构件尺寸,通过Microsoft Excel工作表改变截面的尺寸,建立ANSYS网格模型。并以现有的构件截面尺寸试验数据为样本,通过对构件施加不同的固定约束形式（点约束、线约束、面约束）,用ANSYS模型计算出该构件的应力值。对不同的约束形式实验数据和实际计算值进行了分析对比,结果表明,模拟值与计算值吻合良好,精度较高。该方法可作为实际结构设计的一种辅助手段对钢结构构件进行截面优化设计。     

基于静载试验检测及静力模型分析的桥梁承载力评定

本文描述了抚顺市某跨线桥静载试验,并得了该桥梁关键截面挠度、应变等试验数据,利用有限元分析软件建立该桥梁的数值模型,按照实际加载制度对模型进行加载。通过对比各工况下试验结果与数值结果确定最终校验系数得到该桥梁处于安全状态的结论。文中详细介绍了桥梁静载试验加载制度,分别选取中载、偏载等四种测试工况,选取跨中、支点及四分之一截面作为关键截面,监测点各技术参数测量方法等。对桥梁静载试验在桥梁检测实践中的应用进行了详细论述。     

一种增压器涡轮箱0-0截面计算方法

根据涡轮箱设计的一维计算模型,提出了一种新的0-0截面A/R值计算方法。对5种车用增压器涡轮进行了性能试验,试验结果与理论计算结果的比较验证了该计算方法的准确性。     

液压挖掘机工作装置载荷谱测试方法

为了给液压挖掘机工作装置的疲劳试验研究提供基础数据,提出了一种能够反映实际作业工况的载荷谱测试方法。该方法以测试截面内力为基础,首先在斗杆无应力集中部位选定测试截面,其次通过布置应变片测量斗杆截面特定测点的应力来拟合斗杆截面内力,通过布置压力传感器和位移传感器同步测量工作装置油缸压力和伸缩量,最后建立力学平衡方程计算出斗尖载荷-时间历程以及工作装置各铰点载荷-时间历程,由载荷-时间历程可求得整机载荷谱和相关零部件的载荷谱。为了验证测试方法的正确性,进行了模拟仿真试验和室内样机加载试验。研究结果表明:斗尖载荷的计算值与仿真值相当吻合,误差在3%以内;斗杆截面特定测点应力的计算值与试验测试值吻合较好,最大平均误差在侧载工况下为3.48%,在正载工况下为6.46%;斗尖载荷的计算值与试验测试值基本一致;该方法得到的载荷谱不仅包含了正载的影响,同时也包含了侧载和偏载的影响,与实际情况更加接近;以截面内力为基础数据获得的载荷谱不受挖掘机细部结构的影响,对吨位相近、斗容量相同的各类挖掘机具有普遍适用性,也可用于其他机械载荷谱测试。     

不同断面线形波纹钢管涵结构力学性能研究

采用ANSYS有限元分析软件,建立二维平面应变有限元模型,选择等跨径圆形截面和管拱形截面管涵,对二者在不同填土高度下的力学性能特点进行了对比研究。首先通过有限元数值模拟值与试验模型实测值进行对比,验证了有限元模型的合理性;进而通过有限元模型计算,对圆形截面和管拱形截面管涵施工过程中随填土高度的增加管涵变形、应力和土压力的变化情况进行比较分析,得到了两种截面形式的管涵在变形和内力方面的一般性规律:两种截面形式的管涵在施工过程中的变形和内力变化趋势基本一致,管拱在填土超过管顶后的变形变化比圆管显著,竖直土压力略小,而由于起拱效应的影响,管顶以上填土1.1 m左右时,圆管截面最大应力略大于管拱截面最大应力。     

汽车覆盖件冲压方向优化系统设计

通过分析影响汽车覆盖件冲压方向选择的因素,建立了以评价函数法为基础的冲压方向优化模型。利用该模型对冲压件截面形状进行了分析,确定了截面转角的公共可行域,并建立了一组目标函数作为优化对象。在公共可行域内优化各个截面的转角,然后加权平均可得到目标函数的最优值。以典型汽车覆盖件为例,对实现覆盖件冲压方向的优化系统进行了理论验证。     

钢筋砼简支梁斜截面抗剪承载力计算方法

结合桁架拱模型,考虑剪跨比、配箍率、纵筋等对钢筋砼简支梁斜截面抗剪承载力的影响,通过相关文献的试验数据进行分析修正,从而提出改进的钢筋砼简支梁斜截面抗剪承载力计算公式,并利用数据将计算值与试验值进行了对比。     

影响矩阵在大跨度桥梁荷载试验加载计算中的运用

为解决大跨度桥梁荷载试验(静载)方案设计计算时,常规加载计算方法普遍存在的工作量大、效率低的问题,文中通过在桥梁计算模型中满布加载车,计算得到每一组加载车作用下桥梁关键截面(节点)的效应值,然后组成影响矩阵K,再引入加载向量R,并与Excel结合使用,提出新的荷载试验(静载)加载计算方法.通过实例计算验证,该方法能够大...     

底面外贴钢筋加固混凝土梁抗弯性能试验研究

通过1根控制试验梁与5根加固梁的静力试验,对底面外贴钢筋加固混凝土梁的抗弯性能进行试验研究.讨论加固试验梁在不同加固技术参数下(增补钢筋面积、锚栓布置与数量)的裂缝开展、刚度变化和承载力提高等情况,并分析各参数因素对试验梁加固的影响规律.试验结果表明:底面外贴钢筋加固试验梁经加固后其开裂荷载、刚度和抗弯承载力均显著提高;从跨中截面的混凝土应变规律可知,正截面应变符合平截面假定.提出外贴钢筋加固混凝土梁正截面抗弯承载力计算公式,由该公式计算的正截面承载力计算值与试验值吻合良好.     

大型梁式承台模型试验及跨中挠度简化计算方法研究

为了解大型梁式承台的力学性能,以某快速化改造工程的大型梁式承台为背景,按照缩尺比1∶10制作梁式承台模型进行力学性能试验,结合有限元计算,分析梁式承台结构受力、破坏模式、开裂情况等,并研究不同跨高比条件下梁式承台的受力特性。结果表明：在跨中荷载作用下,梁式承台受力大致可以分为线弹性阶段、裂缝发展阶段和屈服阶段3个阶段;线弹性阶段截面应力分布已不满足平截面假定,剪切效应对结构变形的影响不可忽略;模型最终破坏模式为弯曲破坏;裂缝主要表现为跨中弯曲裂缝和斜裂缝;跨高比越小,梁式承台剪切刚度越大。为考虑剪切效应对梁式承台变形的影响,拟合得出梁式承台跨中挠度的简化计算方法,将该方法计算值及规范计算值与试验值进行对比,可得在裂缝发展阶段,规范计算值与试验值偏差较大,所提方法计算值与试验值偏差较小,该方法可用于线弹性阶段及裂缝发展阶段梁式承台跨中挠度的初步估算。     

大跨度桥梁荷载试验结构变形测试与分析

采用桥梁静载试验是对在役桥梁安全评价的有效方法。文中通过对某5跨连续箱梁桥进行静荷载试验,利用有限元软件建立全桥数值仿真模型,分别分析该桥在2~3跨、3~4跨时L/2截面和L/4截面的挠度值;4号墩墩顶荷载下负弯矩值。经过测试,该桥在跨中截面最大的挠度值为11.1mm,而计算值为11.5mm。对3种荷载工况下的挠度值进行对比分析,得出该桥的实测值和理论计算值吻合较好,表明该桥具有足够的桥梁安全储备。     

变截面连续梁的扭矩影响线

变截面连续箱梁在偏载作用下将对各截面产生扭矩。为了得到截面虹最大扭短值,就需要先绘出截面的扭矩影响线,然后按最不利情况布载。阐明了机动法作扭矩影响线的原理,并通过算例说明该方法的具体应用。     

某简支板桥静载试验与分析

对某简支板桥进行静载试验和分析,通过现场静力荷载试验,测得该桥控制截面的挠度和应力。将其与理论计算值进行比较,对该桥的使用性能作出评价。     

弯矩和剪力组合作用下混凝土梁截面抗剪计算理论研究

为准确计算钢筋混凝土梁及预应力钢筋混凝土梁在弯矩和剪力组合作用下的截面抗剪承载力，进行钢筋混凝土梁及预应力钢筋混凝土梁截面抗剪计算理论研究。根据混凝土梁抗剪破坏特征，考虑混凝土、纵向钢筋、竖向箍筋、弯起钢筋以及预应力筋对梁抗剪性能的影响，提出一种基于楔形截面的抗剪计算模型，并对抗剪承载力的上限值和下限值进行分析。开展轻型T梁计算和足尺模型静载试验，并进行对比验证。结果表明：楔形截面抗剪计算模型解释了混凝土梁纵向钢筋、竖向箍筋、弯起钢筋的抗剪承载力贡献，并为抗剪承载力的设计提供了实用的公式；该模型的抗剪上限值为最小腹板厚度提供了理论解释，即纵向钢筋、竖向箍筋均存在一个充分配筋率下的腹板厚度；通过实例计算和足尺模型静载试验，楔形截面抗剪计算模型和计算方法相对于传统方法更为准确和合理，具有更好的理论基础。     

国产木材与桥梁模型力学性能试验研究

针对国产落叶松木材,进行了顺纹拉、压和弯曲试验,得到了强度、弹性模量与泊松比结果。同时,制作了一座落叶松胶合木桥梁模型,考虑结构配重、人群荷载及结构控制截面最不利受力,开展了静力试验;采用有限元软件进行结构数值模拟分析。结果表明:国产落叶松拉、压强度试验值,大于木结构规范设计强度值;其变异系数小于规范值;拉、压弹性模量测试值与规范值接近,离散性不大。落叶松木材质量及干燥性较好。国产落叶松胶合木桥梁结构刚度与强度满足设计规范要求,国产落叶松胶合木可以用于现代木结构桥梁。     

预应力混凝土连续刚构桥剪力滞效应分析

针对连续刚构桥悬臂施工过程中的实测数据出现的剪力滞现象,为了解决施工监控常用的空间杆系单元模型不能有效地反映并且计算实际施工过程中箱梁截面上的剪力滞效应的问题,对连续刚构桥悬臂施工阶段的荷载工况进行简化,给出各简化荷载工况对应的简化计算模型,推导各简化计算模型的剪力滞系数的计算公式,并通过计算公式计算施工过程中的箱梁截面应力与实测值对比。对比结果显示,通过简化计算模型计算得到的箱梁截面应力值相较实际值误差较小,在实际工程中具有一定的应用价值。     

火灾下混凝土空心板温度场及损伤规律研究

为分析火灾下混凝土空心板温度场分布变化,研究其结构受火损伤规律,从服役多年的空心板桥上截取长2.6 m的梁段,按ISO 834标准规定的升温曲线对其进行180 min的明火高温试验,通过预埋温度传感器实测获得空心板梁段温度场随受火作用时间的分布变化规律。在此基础上,结合统计得到的混凝土热工参数代表值、火灾试验升温加热过程和空心板实际受火热边界条件,对梁段的温度场进行有限元数值仿真分析,并将温度场理论计算结果与实测结果进行比较,分析温度场计算偏差的主要原因,探讨温度场有限元模型参数合理取值。采用300℃、500℃和800℃等温线法分别计算火灾下空心板的截面缩减系数。基于最小二乘法拟合得到空心板截面缩减系数与受火作用时间关系,对其火灾下截面损伤进行多项式量化。研究结果表明：空心板内部在试验前期升温速度较快,后期趋于平缓;同一时刻下,空心板内部温度沿梁高方向非线性递减,且梯度逐渐降低;空心板温度场有限元数值仿真结果与实测结果接近;所提出的热工参数代表值合理;空心板截面高度对其受火损伤范围影响不大;火灾下混凝土空心板截面缩减系数随受火时间呈二次抛物线递减,并随梁高递增。该研究成果可用于类似桥梁火灾下的温度场仿真分析和损伤状况评估。     

预应力混凝土梁徐变性能试验

通过对6根1:5模型梁的800 d长期试验,对预应力混凝土梁的徐变性能进行了系统的研究,重点考察了混凝土种类、预应力筋张拉方式以及截面上、下缘应力差等因素对梁徐变变形、徐变应变、截面曲率、预应力筋应变和钢筋应力等的影响;基于龄期调整有效模量法,编制了步进法时随有限元分析程序,并应用该程序对试验进行了全过程模拟分析;提出了综合考虑混凝土种类、预应力筋张拉方式以及截面应力差等多因素影响的预应力混凝土梁徐变变形设计建议计算公式.结果表明:有限元分析结果及该设计建议公式计算结果均与试验值吻合较好,且设计建议公式计算结果更为吻合.     

非均质沥青混合料劈裂试验应力分布规律研究

为量化研究沥青混合料受荷载时应力分布规律,借助有限元法建立二维非均质沥青混合料劈裂试验模型,赋予非均质模型材料属性,模拟劈裂试验的受力状态。为测定模型内部应力值,布置沿模型圆心水平方向位置上的5条应力测定线,准确得到各测点的应力值,分析各测线上最大主应力的变化规律,研究沥青混合料劈裂试验后的损伤规律。结果表明:圆心区域的应力值大于周边区域,圆心区域应力值使得该区域沥青混合料受拉开裂,裂纹向外延伸,该情形符合实际劈裂试验的破坏形式;并且在圆心水平方向的上下两部分模型区域应力值对称分布。     

预应力混凝土连续宽箱梁空间效应分析

为研究连续宽箱梁结构的空间效应,以南京市纬七路工程某预应力混凝土连续宽箱梁桥为例,采用Midas/Civil软件建立该桥上部结构空间梁格模型,分析了施工阶段和车辆荷载作用下,上部结构典型截面的应力分布。结果表明:施工阶段,截面局部拉应力值较大;成桥后,车辆活载作用下截面应力值较小,恒载起主导作用;截面应力分布不满足平截面假定,且边腹板处剪力滞效应显著,体现出空间效应显著,应采用更加精细化的模型进行此类结构分析。