有限元法在预应力锚索桩设计计算中的应用

预应力锚索桩受力复杂，为了更好的模拟其受力状态，推导了桩土相互作用下，用平面梁单元模拟锚索抗滑桩的单元刚度矩阵，并编写了相应的计算机程序．用有限元法对一工程算例进行了计算，并与传统抗滑桩的计算结果进行了比较．结果表明，有限元法对预应力锚索抗滑桩有较高的实用价值．     

预应力混凝土梁非线性分析单元模型

为了能够准确有效地分析混凝土梁中预应力钢筋的力学性能,模拟结构中存在的普通钢筋、预应力直线钢筋和预应力曲线钢筋,提出了一种预应力混凝土梁非线性分析的单元模型。应用有限元理论,采用全拉格朗日列式的三维杆单元模拟预应力钢筋;采用实体退化组合壳单元模拟结构;应用钢筋单元和混凝土单元之间的位移场关系形成钢筋对混凝土单元的贡献,将预应力钢筋对结构的作用直接反映在单元模型内部。预应力混凝土T梁的破坏过程模拟结果表明梁的跨中挠度计算结果和试验实测数据吻合,单元模型有效地反映了预应力束的力学性能。     

平衡悬架钢板弹簧离散梁单元模拟方法误差修正

为研究平衡悬架钢板弹簧离散梁单元模拟模型的精度,建立了3种典型重载车辆常用平衡悬架模型.同时采用平衡悬架刚度经典计算方法,计算3种悬架的刚度.对比分析离散梁单元法和经典方法垂向刚度计算结果,发现离散梁单元法模拟结果较理论计算结果大55%左右.分析误差产生原因,提出误差修正方法.修正之后的模型垂向刚度与理论刚度相比,偏差在5%以内.该修正方法为离散梁单元建模的推广应用,同时也为建立符合实际力学性能的钢板弹簧模型提供了条件.     

预应力等效荷载的有限元处理研究

通过分析预应力等效荷栽的特点，对顸应力等效荷栽法在有限元分析中的具体实现展开讨论，提出将预应力筋与结构单元对应分段，利用有效预应力将预应力荷载统一转化为单元集中荷载的办法．简化了荷载类型，便于程序处理。     

基于人工可压缩方法的后台阶绕流数值模拟

针对二维后台阶绕流采用人工可压缩方法进行数值模拟，方程的离散采用有限体积法．为了消除离散求解时可能产生的数值振荡，在离散方程的右端人为增加四阶人工耗散．在Re=45，60，90等低雷诺数下的数值试验结果表明，人工可压缩方法和有限体积离散方法联合进行数值模拟的可行性；在低Re的情况下，伪可压缩系数α取小的值会对方程求解的稳定性更有利．在其它参数取值相同的情况下，还分别针对加入和不加人人工耗散两种情况进行模拟，结果表明人工耗散的加入使迭代余量的绝对值明显减小，也就是从一定程度上消减了数值解的振荡．文中同时在数值试验的基础上提出了人工压缩系数的参考取值范围．通过采用上述方法对后台阶绕流进行模拟，模拟结果和商用软件PHOENICS3．2在相同条件下模拟结果基本吻合，表明了该方法的可行性．     

铁路轨道空间有限元前处理系统的研究

对于象铁路轨道这样的复杂三维结构，在进行力学分析时，数据文件的准备工作既复杂又容易出错，本文依据铁路轨道的特点，将钢轨离散为梁单元，轨枕离散为梁单元，而垫板模拟为弹簧单元，对道床和路基则采用空间超单元变换法，离散为块体单元，同时形成约束信息，荷载及材料参数均采用交互输入，依据上述算法开发了程序TPRE，得出可以直接用以空间有限元分析程序需要的数据文件。     

锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的预应力损失数值模拟与试验研究

先张法和后张法预应力混凝土构件预应力损失均含有锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩损失,该项预应力损失是张拉锚固阶段主要预应力损失.利用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）中计算锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩损失方法和ANSYS有限元分析软件中单元特点,提出了一种在有限元中模拟该项预应力损失的方法,并推导了该项预应力损失的数值计算公式.通过有限元模型的分析现场试验表明：两者结果吻合较好;可以在有限元模型中模拟锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩损失,误差均在3％以内.     

预应力混凝土箱梁桥精细化有限元模型

介绍了预应力箱梁桥的有限元分析方法,基于ANSYS二次开发了预应力箱梁桥有限元分析模块,能够计入材料与几何非线性影响,可用于预应力箱梁桥的受力特性分析及局部应力分析.利用开发的模块,采用Solid45单元模拟混凝土,Link8模拟预应力束,建立预应力混凝土箱梁桥的精细化有限元模型,对钱江通道南接线大宽跨比现浇箱梁进行分析,验证了此建模方法的实用性.     

纵向预应力对箱梁剪力滞效应的差分解

选取3次抛物线变化的纵向位移,通过能量变分原理得到悬臂箱梁的剪力滞基本微分方程,再利用有限差分法进行求解,将该方法用于分析纵向预应力等效荷载作用下的悬臂箱梁剪力滞效应.运用ANSYS有限元软件建立模型,采用Solid 95单元模拟箱梁,采用Link8单元模拟预应力钢束,分析在纵向预应力作用下箱梁剪滞系数分布规律并与差分法求解的结果进行对比.经过对比,验证了差分法求解纵向预应力等效荷载作用下箱梁剪滞效应的可行性,同时分析了纵向预应力对箱梁剪滞效应的影响.     

四面体单元下预应力等效荷载计算

预应力混凝土结构在桥梁设计中有着广泛的应用,预应力作用转换为等效荷载的方式在桥梁结构分析中应用越来越广。现今预应力等效荷载的方式主要应用于梁单元,很少应用于体单元,这使精确性受到限制。使用体单元对混凝土桥梁进行体系受力分析计算时,预应力等代荷载计算具有一定的特殊性。针对四面体单元提出一种数值计算方法,推导出四面体单元下预应力等效荷载公式,能直接求解四面体单元下预应力钢束的等效荷载。并以某连续刚构桥为实例,检验提出的四面体单元下预应力等效荷载计算的正确性。