多场耦合作用下新型座舱盖服役行为仿真

为了研究具有不同厚度的凯夫拉纤维材料薄膜的某座舱盖在超声压、振动作用下的变化,采用结构计算软件Abaqus进行耦合计算的方法,对薄膜厚度分别为100nm、300nm、8 000nm的新型座舱盖进行声-振复合环境激励。通过计算机仿真分析得到了不同薄膜厚度下,声振耦合对结构位移响应的影响。结果表明:声振复合环境激励下的材料结构位移响应比声、振单独激励下位移叠加后的响应要大。随着薄膜厚度的增加,座舱盖的位移变化越来越大,结论对座舱盖的结构设计和寿命预测有一定的指导意义。     

筒状树脂基碳纤维编织体的热力耦合分析

使用仿真手段对具有编织结构的复合材料性能进行分析,利用三维CAD软件为设计平台,设计了具有编织结构的筒状复合材料几何模型。以有限元软件ABAQUS为计算平台,实现了对筒状树脂基碳纤维编织体材料的有限元模型在热载荷、位移载荷共同作用下服役行为的计算机仿真分析,得到了模型温度场及应力场分布情况。     

地震作用下海底隧道衬砌结构动力研究

为了研究地震作用下隧道衬砌结构的动力响应,本文将海底断裂破碎带中的隧道复合衬砌结构作为研究对象,定义隧道围岩为多孔连续介质、海底隧道衬砌结构为弹性混凝土材料,考虑粘弹性人工边界、围岩与岩体孔隙水之间的流-固耦合作用,利用有限元软件ADINA,模拟分析了在地震的作用下,多孔介质渗流场与地震应力场的耦合作用对于隧道衬砌结构的影响。计算结果表明:衬砌结构材料的抗剪强度是隧道结构安全的控制性因素,初衬结构边界位置的位移、速度和加速度的动力响应更大。     

隔震结构的柔性限位防护研究

针对基础隔震体系在遭受强地震时隔震支座的失效问题,提出一种新的柔性防护限位装置,以此控制隔震支座的水平位移在安全范围内,从而达到保护隔震支座的目的。首先建立控制装置的ABAQUS实体有限元分析模型,研究控制装置的力学性能,获得控制装置的非线性力学模型,然后以一栋4层基础隔震体系仿真算例,分析地震作用下的抗震结构、基础隔震结构和设置限位装置的基础隔震结构的响应。仿真结果表明:柔性限位装置能够控制隔震支座的水平位移在安全范围内,从而确保结构的安全,同时同抗震结构相比,它的动力响应小于抗震结构;同隔震结构相比它的动力响应略大于隔震结构但对上部结构的影响不大。     

基于ANSYS的平面框架结构位移可靠度分析

为研究框架结构位移可靠度,基于蒙特卡罗法和响应面法的基本原理,利用ANSYS有限元分析软件对一榀三跨十二层框架在水平荷载作用下进行了位移可靠度分析.计算结果表明,结构顶层最大水平位移利用蒙特卡罗法和响应面并结合蒙特卡罗法计算的失效概率较为接近;结构顶层最大水平位移的概率分布近似按极值I型分布;在设计过程中要注意截面尺寸对结构位移的影响.ANSYS分析结构可靠度速度较快,数据合理,可为复杂结构的可靠性分析提供参考.     

拱型波纹屋盖结构风致振动数值模拟研究

为研究拱型波纹屋盖结构在脉动风作用下的风振响应及位移风振系数,利用MATLAB语言编制波纹拱在不同跨度、矢跨比及支座约束情况下的风速数值模拟程序,得到各节点位置处风压时程,并将风压施加在有限元分析模型的单元上,利用ANSYS有限元分析软件对18m、30m跨波纹拱进行水平及竖向平均风、脉动风作用下的风振响应分析,得到了结构的风振系数.计算结果得出,结构在脉动风作用下位移的变形特点与相应平均风作用相一致,结构在脉动风作用下的各节点竖向位移大于在平均风作用下的位移,且水平脉动风作用下的竖向位移大于在竖向脉动风作用下的位移.风振系数随着结构的跨度增大而增大,支座约束为固支波纹拱的风振系数小于铰支波纹拱,因此提高结构刚度可以降低结构的风振系数.     

随机动载作用下沥青路面的动力响应分析

为深入了解沥青路面早期损坏的力学行为,研究路面不平度引起随机动荷载作用下沥青路面受力的特性,将车辆随机动载作为输入激励,运用ANSYS软件建立二维有限元模型,对车辆随机动载作用下的动力响应问题进行了理论分析,计算表明在各等级路面条件下,同一路面等级下沥青路面的垂直位移、竖向应力、应变都随着车速的增大有所改变.     

“L”形平面不规则钢结构的弹塑性时程分析研究

为了研究“L”型平面不规则钢框架结构房屋的抗震性能以及此种不规则建筑的薄弱位置,应用Abaqus有限元软件对某“L”形平面不规则钢框架结构建立三维杆系模型。对不同地震波下钢框架结构进行动力弹塑性时程分析对比,研究结构的顶层位移、最大层间位移、层间位移角以及基底剪力,分析钢结构的薄弱部位。结果表明:在3种地震波作用下,位于结构内部的各轴地震响应差别不大,而位于轴8的角柱上二层的层间位移与层间位移角均相对较大,为该结构的薄弱部位;“L”形平面不规则结构边柱的地震响应要高于中柱的地震响应;结构柱应力变化自下而上不断变化,呈现不连续线性的特点。     

粘滞阻尼结构的随机地震响应分析

考虑到地震动具有随机性,利用过滤白噪声地震动模型,采用虚拟激励法对粘滞阻尼结构在随机地震下进行响应分析,建立粘滞阻尼结构的状态空间方程,在状态方程中求解减震结构的响应统计值,对减震结构和非减震结构进行比较分析,得出粘滞阻尼器能将楼层位移减小28%,楼层速度减小32%~45%,层间位移减小28%.并得出使用虚拟激励法能高效快捷求出结构的随机响应的结论.     

隔震钢筋混凝土贮液结构的流—固耦合高频振动响应

通过对贮液结构的共振响应,分析结构的流—固耦合高频振动响应。根据液体发生微幅晃动时的钢筋混凝土矩形贮液结构液动压力的解析解,当结构受到的外界激励频率为液体自振频率时,贮液结构会发生共振现象,动力响应将趋于无穷大。如果在现实情况下发生这样的响应,将会给钢筋混凝土贮液结构的隔震设计带来诸多理论困扰。利用ADINA有限元分析软件,分析了橡胶隔震钢筋混凝土矩形贮液结构流—固耦合共振时的动力响应,结果表明:橡胶隔震支座可过滤掉外界激励的高频振动分量,不会使结构产生理论上的高频共振现象。但是,当外界激励的频率接近液体一阶频率时,结构的动力响应将会出现明显的共振放大现象。因此在选择隔震周期时应该以第一阶频率为主。     

树脂基复合材料注塑工艺及纤维增强效应的研究

首先对碳纤维编织复合材料的树脂基体做模流分析,旨在探索模具温度和网格尺寸对树脂基体注塑过程和翘曲变形的影响。结果显示,模具温度对结构复杂的薄壁注件填充过程影响明显,网格尺寸对薄壁注件厚度方向翘曲变形有较大影响。其次对注塑过程状态数值化,进一步将数值化的状态传输到有限元分析软件ABAQUS中进行结构分析,得到了碳纤维增强树脂基复合材料在温度载荷作用下的应力场分布和位移场分布,实现了不同有限元分析软件之间数据的交换和状态的继承,验证了碳纤维编织结构对树脂基体的增强作用。     

基于柔性基层小板块透水道面力学响应分析

为研究柔性基层上小板块透水道面荷载应力分布和响应规律,以B737系列飞机为设计机型,采用ABAQUS有限元分析软件,建立了小板块透水道面结构三维有限元计算模型,通过改变道面板平面尺寸、道面板厚度、综合回弹模量,得到道面结构内最大弯拉应力和最大剪应力的响应规律。计算结果表明:平面尺寸的影响程度最大,道面板厚度次之,综合回弹模量的影响最小,合理选取道面板平面尺寸和厚度,可以有效地降低道面板内的荷载应力。     

三通管接头流固、流固热耦合计算对比分析

为了研究三通管接头在流体运输过程中的力学性能变化,基于多物理场耦合程序MpCCI,联立结构场分析软件ABAQUS和流场计算软件FLUENT,对三通管接头的力学性能变化进行了流固耦合、流固热耦合数值仿真。结果表明:在相同的流场边界条件下,流固热耦合计算得出管对应部位的应力、位移比没有温度场的流固耦合计算得到的都大了数百倍;在三通管存在尖角以及管接合的区域,应力集中的现象很明显,有温度场时应力集中更严重,应力集中的区域也更大。     

曲线顶管施工中地表沉降规律数值模拟研究

利用通用的有限元分析软件ABAQUS对大直径矩形顶管的顶进过程中周围土体的扰动情况进行数值模拟,总结了周围土体在顶管施工的影响下产生的应力和位移的规律。建立的有限元单元主要包括顶管隧道单元,上覆土层单元,验证了该单元模型的合理性。分析影响地表沉降的主要因素有泥浆套的摩阻力、机头压力、土体抗力等,在此基础上,对顶管施工引起的地表沉降进行了动态预测,给出了曲线顶管情况下地面沉降的计算公式。     

声学超材料声场增强与传感应用技术

声学超材料是一种新型的声学介质,它通过设计结构来实现天然材料所不具备的物理特性,获得人们所期待的超出常规的声学属性。在声学应用中,超材料经常被设计出各种结构以实现声波调控的目的。由于具有结构灵活、设计性强和超出自然材料的优异性能等优点,声学超材料受到了广泛的关注,也成为声学领域的一个热门研究方向。本文针对声场增强型声学超材料,结合超材料声学传感技术的研究发展,介绍了几种具有代表性的研究成果,主要包括基于F-P共振型声场增强、Mie共振型声场增强的声学超表面和渐变型声场增强的声学超材料。简述了它们的基本原理和功能特点,并对声场增强型声学超材料的应用前景进行了展望。     

直升机机头多物理场耦合分析

研究直升机在两相流的作用环境下,受侧向来流影响进行加速飞行和匀速飞行过程中其机头部位的力学性能变化,采用多物理场耦合工具,耦合联立结构计算仿真分析软件和流体计算仿真分析软件,对直升机机头部位的简化模型进行了三维流-固-热耦合数值分析。结果表明,直升机在飞行过程中温度基本保持平缓降低趋势;机头表面应力随着速度的增大而增大,但应力分布相对均匀且无应力集中现象发生;两块玻璃之间的机壳及周边部分区域产生位移较大,需采取相应措施减小产生的位移以防止变形和断裂。结论对设计和研发有一定的借鉴作用。     

深基坑开挖对周边管线位移的影响分析

以湘潭某深基坑开挖为研究背景,采用ABAQUS有限元软件对基坑某一横断面进行深入研究,并考虑了土体、围护结构、地下管线的相互作用,分析不同影响因素(分步开挖、预应力大小、钢管桩截面尺寸、地面超载)对管线位移的影响.研究结果表明:一定范围(≤120kN)内增加预应力可以有效地减小管线的位移;钢管桩截面尺寸的变化对管线竖向位移的影响程度大于水平位移;管线最终水平位移随着地面超载的增大呈线性增加.     

高层框架结构层间隔震性能研究

【目的】探究不同高度隔震层对框架结构的抗震性能。【方法】基于某高层框架结构，运用SAP2000有限元软件对非隔震模型进行建模，并在此基础上分别建立基础隔震、6层隔震、12层隔震、18层隔震及22层隔震结构模型。【结果】对于上述结构模型进行反应谱和时程分析，通过软件运算得到模型在地震波下的基本周期、层间剪力以及层间位移，使其之间相互对比，探究不同隔震层位置对结构受力的影响。【结论】研究表明，随着隔震层高度的上升，基本周期在逐渐缩小，层间剪力和层间位移逐渐增大，在隔震层接近顶层时，基本周期、层间剪力和层间位移接近非隔震结构。     

复合载体夯扩桩承载性状分析

根据复合载体夯扩桩承载力及沉降计算理论,针对具体工程实例中的桩基检测试验对该桩型的承载及沉降特性进行分析,认为桩端载体的存在使得相同条件下复合载体夯扩桩的承载力提高了50%~200%,且桩端土体的不同对该桩型的沉降影响很大。之后采用ABAQUS有限元软件对单桩的承载力进行模拟计算分析,并与现场试验结果进行对比,证明了模型的可行性,在桩长较短的情况下可以将侧摩阻力作为承载力设计的安全储备。     

桩径和嵌入深度对复合土钉墙工作性能影响的有限元分析

对某深基坑土钉+水泥土搅拌桩复合土钉墙,运用大型非线性有限元软件ADINA建立三维有限元模型,模拟了开挖与支护的施工过程,分析了不同桩径和嵌入深度对开挖面水平位移、坑后地面沉降、坑底隆起以及土钉轴力的影响,得出了一些可供复合土钉墙设计和施工人员参考的结论.