空心车轴不同形状比裂纹应力强度因子的仿真研究

空心车轴在运用中可能会出现意外损伤而诱发表面裂纹。应力强度因子是预测裂纹扩展情况的重要参数。本文分析了空心车轴的运用载荷,根据所测载荷谱,采取有限元方法计算车轴横截面的应力分布情况。采用四分之一20节点等参退化奇异单元模拟裂纹前缘的应力奇异性,建立空心车轴表面裂纹扩展的有限元模型,并对裂纹前缘进行离散,实现正交扩展,得到不同步扩展的裂纹前缘。在此基础上对裂纹前缘不同位置的应力强度因子进行计算分析,得出不同初始形状裂纹前缘扩展中的应力强度因子分布规律。计算结果表明,具有不同初始形状的裂纹,随着裂纹的扩展,裂纹形状将趋于某一形状比范围内。与解析方法计算的结果比较,二者基本吻合。     

船舶横梁纵桁腹板开孔应力集中计算

本文将解析分析与有限元数值分析相结合,研究了船舶纵桁和横梁腹板上开圆孔和腰圆孔后的应力集中问题,建立了用于梁结构应力集中的局部应力分析法。获得了:(1)开孔直径在1/10～1/2腹板高度变化范围、开孔位置可沿梁长度方向变化的孔口应力集中简便计算公式;(2)上述孔用不同厚度板加强或用围壁加强后的应力集中简便计算公式;(3)在研究了两个孔靠近后对孔口应力分布的影响后,提出了梁上开多孔时的应力集中计算方法。本文方法计算结果分别与光弹性试验、大型钢模试验结果和有限元法对整体梁的计算结果作了比较,表明本文方法可靠而方便。     

相似理论在分节驳结构模型试验中的应用

本文讨论了相似理论在分节驳模型试验中的应用。依据相似理论的基本原理,详细讨论了由模型试验结果去预报实船结构应力的可行性,提出了模型产生畸变的情况下,模型畸变的修正方法——有限元预测系数法。通过计算给出了进行模型畸变修正的δ_p-C_t曲线。     

矩形截面钢筋混凝土斜偏心受压构件的应力计算(容许应力法)

本文从力的平衡条件出发,建立确定矩形截面钢筋混凝土斜偏心受压构件的二元高次方程组,用Newton法求解该方程组以确定中性轴位置并由此计算混凝土和钢筋的最大应力。此法概念明确,精度高且计算比较方便。     

钢轨接头螺栓的有限元应力集中分析

应用有限元接触分析方法 ,研究钢轨螺栓螺纹根部的应力集中。通过优化螺栓螺纹根部圆角半径和螺母结构、改变螺纹根部直径的方法 ,缓解螺纹根部的应力集中 ,改善应力分布 ,实现提高螺栓疲劳强度的目的。     

船体结构总纵极限强度的简化逐步破坏分析方法

本文基于Smith方法,应用梁-柱理论、理想弹塑性假设、平截面假设和塑性铰理论建立了加筋板单元的应力-应变关系曲线,导出了船体结构总纵极限强度的简化逐步破坏分析方法并编制成FORTRAN计算程序.应用作者导出的简化逐步破坏分析方法分析计算了Reckling 23号模型总纵极限强度.计算结果表明,本文导出的简化逐步破坏分析方法和计算程序正确可靠,可供船体结构设计和使用.本文还对船体结构总纵极限强度的影响因素进行了分析,其中包括加筋板单元的载荷-缩短行为、横向压力、材料屈服强度和腐蚀等.     

库水位循环作用下架空斜坡式码头力学性能研究

依托云南省富宁港一期工程,建立架空斜坡式码头三维有限元模型。基于水岩相互作用,考虑岸坡岩土体在库水位循环作用下的劣化损伤,定性分析得到架空斜坡式码头桩基及轨道梁的弯矩、剪力及轴力变化特点,为进一步研究库水位循环作用下架空斜坡式码头整体性能及力学退化特性提供基础,为实际工程中库区码头运营后的监测及防护提供建议。     

水深对抛石强夯影响的模型试验研究

通过模型试验,探讨水深对重锤夯击抛石后夯沉率及抛石应力的影响,以及有、无水情况下抛石夯击夯沉率和抛石应力随落距的变化关系。试验研究成果表明：水面与抛石面齐平的情况与有水的夯击效果相近,为缩比尺模型试验中消除边界效应及水深影响提供了理论依据。     

铁路隧道基底脱空条件下的动力响应分析

列车荷载作用是诱发在役隧道基底病害的主要原因。为分析隧道基底脱空条件下对列车荷载的响应问题,以某铁路隧道工程Ⅲ级围岩正常断面为对象,通过现场在隧道铺底顶面埋设压力盒,对铺底混凝土层受力进行测试;在此基础上,通过数值计算,重点分析列车荷载作用下基底不同脱空长度下的基底中心线、轨道处与轨枕端头处的应力分布规律及铺底顶面振动特性。结果表明:在铺底顶面,动压力在轨道、轨枕端头处与基底中心线处分别为80,20 k Pa和60 kPa。经计算模拟,基底存在40 cm与80 cm宽脱空区时,在轨枕端头处、轨道处及中心线处应力规律基本一致,在脱空区处应力出现先减小再增加现象,且轨道处突变最大,脱空区侧壁处存在应力集中现象,脱空区影响深度范围约2 m。80 cm宽脱空区在数值上与40 cm宽脱空区相比,基底动应力、铺底顶面加速度与振动位移的最大增幅分别为50%、30%和3%。     

移动非均布荷载作用下的沥青路面动力响应分析

为更准确地模拟沥青路面实际的受力状态,基于弹性层状理论,借助大型有限元分析软件ANSYS,建立了沥青路面三维有限元粘弹性模型,并对其施加非均布垂直和切向摩擦行为的共同影响,分析车辆在匀速行驶时,沥青路面在不同载重车辆荷载作用下的动力响应。结果表明,纵向最大拉应力位于基层层底,纵向最大压应力位于沥青面层。超载显著增加了各层结构应力,加速了路面结构的破坏。路面设计时应提高上层材料的抗压强度。