用图像处理技术实现沥青混合料有限元建模

提出了一种基于图像处理技术的沥青混合料二维有限单元分析的几何建模方法.该方法将数字图像处理技术、几何形状向量化原理和有限元网格自动生成技术相结合,得到能够应用于力学计算的有限元模型.用实例验证了该方法的有效性.     

薄板点焊预压时接触压力的有限元分析

对薄板结构点焊预压阶段进行了弹塑性有限元分析，得到了在锥端和球端两种电极作用下工件-工件界面和电极一工件界面的接触压力分布及工件变形情况：计算结果表明，工件在焊点附近的局部变形符合圣维南原理，但在多焊点柔性大结构的分析中应考虑局部变形的累积效应。预压阶段的分析结果有助于确定后续瞬态多耦合场分析时的初始条件.     

桥墩防护装置数值模拟分析

采用拉格朗日坐标系中的三维弹塑性有限元动态分析模型对船撞桥墩这一动态过程进行仿真分析,给出了整个作用场的数值解;考虑到混凝土的动态力学性质,采用应变率相关损伤混凝土模型来描述混凝土的力学行为;采用能量吸收装置--防护罩作为碰撞防护装置,计算分析表明防护效果明显.     

Application Analysis of Strengthened Story in Frame-Core Structures

Lateral deflection formulas are presented for analysis of the strengthened story applied to frame-core structures. For the frame-core structures with top outriggers and with middle outriggers, the relationship between stiffness characteristic parameters of frame and outriggers and the top drift of structures under different loads is analyzed. It is indicated that when stiffness characteristic parameter of frame is large, outrigger efficiency for top drift reduction is low, and the mutation of internal forces occurs; when the stiffness characteristic parameter of frame is less than 3, installing the strengthened story is advantageous to frame-core structures.     

沥青路面的热粘弹性温度应力分析

基于沥青路面混合料的热粘弹属性,利用有限元对不同降温条件以及不同结构形式的沥青路面温度应力响应进行了分析,研究了降温速率、初始温度、降温幅度、面层厚度、基层模量和温缩系数对温度应力的影响。结果表明,当温度较高时,沥青路面的温度收缩应力的累积值非常小;初始温度与降温速度对沥青路面的温度应力影响显著;薄的沥青面层容易出现反射裂缝,厚的沥青面层则可能出现由沥青面层表面向基层裂缝发展的对应裂缝;沥青路面的基层模量不宜过大。     

14MnNbq焊接件全范围疲劳裂纹扩展性能研究

由试验获得桥梁用钢14MnNbq焊接件的疲劳裂纹扩展da/dN、ΔK数据点及其疲劳门槛值ΔKth,断裂韧性Kc近似采用相同厚度母材试样得到的结果。采用四参数Forman公式利用多元线性回归法拟合试验数据,给出了14MnNbq焊接件的全范围疲劳裂纹扩展的表达式。在应力比R=0.05,0.25,0.50条件下Forman公式拟合曲线与试验数据吻合较好;相对于母材而言,在疲劳开裂和稳定扩展初期焊接件疲劳裂纹扩展速率较高。     

有限元-无网格伽辽金耦合方法模拟沥青路面裂纹扩展

基于断裂力学理论,利用无单元伽辽金-有限元耦合方法分析了沥青路面的开裂问题,研究了水平荷载、结构参数等因素的影响。结果显示,水平荷载对沥青路面Top-Down裂纹(TDC)的扩展不利,它使得裂纹尖端的应力强度因子增大,裂纹扩展路径缩短,疲劳寿命减小;交通荷载作用下,沥青面层越薄,越容易产生开裂;Ⅰ、Ⅱ型应力强度因子随着沥青面层模量、基层模量的增加而近似线性增加,裂纹的起裂角随着面层模量的增加而减小,随着基层模量的增加而增大;随着土基弹性模量的增加,Ⅰ型应力强度因子线性减小,裂纹扩展角增大。     

沥青砂蠕变特性及力学模型研究

进行了沥青砂试样在40℃温度,不同应力水平(0.1 MPa、0.15 MPa、0.2 MPa、0.25 MPa和0.3 MPa)下的单轴压缩蠕变试验,分析了其蠕变特性,提出了一个完整描述沥青砂整个蠕变阶段的粘-弹-塑力学模型,该模型由反映弹塑性、粘弹性和粘塑性变形的3个子模型串联构成,通过对粘塑性子模型中粘性系数进行改进,理论推导了模型本构方程.为求得模型参数,编制了非线性拟合程序,得到了参数与加载应力函数关系.进行模型预测与试验结果对比,结果表明,该模型描述了试样在不同应力水平下蠕变变形的3个阶段,能够反映沥青砂粘-弹-塑变形特点.     

桥墩防护装置数值模拟分析

采用拉格郎日坐标系中的三维弹性有限元动态分析模型对船撞桥墩这一动态过程进行仿真分析，给出了整个作用场的数值解；考虑到混凝土的动态力学性质，采用应变率相关损伤混凝土模型来描述混凝土的力学行为；采用能量吸收装置-防护罩作为碰撞防护装置，计算分析表明防护效果明显。     

利用格形模型预测沥青混合料的等效弹性性质

通过建立沥青混合料的三维随机格形模型，加载适当载荷和边界条件求解后，采用体积平均法得出混合料等效弹性性质；大量重复随机投放过程可获得沥青混合料等效弹性参量的分布，卡方检验结果表明：等效弹性模量服从正态分布，期望值处于Paul上下限之间，并且接近上限值：同时，由于骨料分布的随机性，沥青混合料不同方向等效泊松比的期望值和标准差存在很小的差异，体现出很弱的各向异性性质。随着骨料体积分数的增加，沥青混合料等效弹性模量的期望值增大，而标准差减小。骨料和沥青砂的弹性模量越接近，等效弹性模量的的标准差越小。沥青砂弹性模量的变化对沥青混合料等效弹性模量的影响最大：