深圳某混凝土斜交网格结构设计研究

本文基于笔者多年从事建筑结构设计的相关工作经验,以某高层写字楼结构设计为研究对象,论文首先对多种斜交网格结构形式进行了对比分析,进行了斜交网格结构计算及抗震性能分析,为该类结构形式的运用提供了一定的参考.     

基于哈密顿力学的斜交网格筒-核心筒结构协同分析

高层斜交网格筒-核心筒结构是由斜交网格筒与核心筒组成的新型双抗侧力体系,协同分析是结构简化计算的基础。采用连续化方法将斜交网格筒等效为正交各向异性连续筒体,考虑其剪力滞后效应;将开有洞口的钢筋混凝土核心筒简化为双肢剪力墙模型,建立同时考虑内外筒弯曲变形和剪切变形的并联铁摩辛柯梁模型。采用哈密顿力学求解体系对结构进行协同分析,导出结构协同工作的哈密顿正则方程,用两端边值问题的精细积分法求出结构的侧移、网格斜柱轴力和核心筒剪力墙内力,理论推导过程便捷、数值计算结果精确。与有限元方法对比,二者结果吻合良好,误差不超过5%。对结构协同工作性能的影响因素进行了分析。结果表明：基于哈密顿力学的斜交网格筒-核心筒结构协同分析新方法,为斜交网格筒-核心筒结构分析提供了新途径。     

制冷组件安装区域温度场分析研究及影响

现代民用科技机身结构大量的采用了复合材料,复合材料遇到高温时会变软,耐热性较差,对复合材料周围的环境温度提出了新的要求。本文以某型飞机的制冷组件安装区域进行温度场CFD计算,分析了安装区内的高温部件对机身复合材料结构的影响。为了防止机身复合材料被高温部件烫伤,在高温部件的上方安装隔热板同时进行局部通风冷却,并对相应的工况进行CFD计算对比。     

纤维增强复合材料螺旋弹簧刚度预测模型

建立了一种通用形式的复合材料螺旋弹簧刚度预测模型,提出一种无需限定网格和节点的复合材料螺旋弹簧有限元建模方法.基于复合材料层合板理论,推导了复合材料层合板等效剪切模量,并据此建立了纤维增强复合材料螺旋弹簧刚度预测模型,该模型能够适用于任意铺层角度的纤维分布.为了解决在有限元建模过程中复合材料螺旋弹簧单元方向设置的难题,提出建立复合材料弹簧有限元模型的新方法,可直接对铺层进行设计,避免了划分网格时单元坐标系与簧丝螺旋线方向难以协调的问题.刚度预测模型计算结果与文献实验结果的对比表明,所建立的预测模型具有更好的计算精度.针对复合材料类型和纤维铺层角度的不同组合形式,利用所建立的有限元分析模型和刚度预测模型进行了对比分析,结果表明两者之间的计算误差较小,有效性较好.      

混凝土大跨度密肋式折板壳的结构形式与分类

大跨度密肋式折板壳结构是一种新型的混凝土空间网格结构,它由密肋平板按一定规律相交组成,受力性能类似于壳体.通过对空间几何体的切割和组合,可以得到其丰富的造型,本文按外形特征对这种结构进行了分类,并介绍了结构的组成和支承形式,可为工程应用时结构的选型提供参考.     

有限元梁格法在斜交空心板计算中的合理性分析

采用正交网格和斜交网格划分梁格建模方式,利用有限元软件Midas/Civil805分析和比较斜交空心板桥受力情况.通过建模解析两种划分方式对斜交空心板桥在跨径为13m、16m、20m斜交角为15°、30°、45°和活载作用下结构中部弯矩的影响.研究结果表明:斜交网格在斜交角为15°和30°时可以作为划分梁格时较为简便的划分方式;跨径相同时,每根板的受力随斜交角的增大而减小;斜交角相同时,每根板的受力随跨径的增大而增大.这一合理性评估对以后进行类似试验和研究提供相应参考价值和指导意义.     

基于ISIGHT的复合材料机身优化设计研究

对机身等直段受气密载荷作用时蒙皮铺层的优化设计进行初步研究。将有限元软件NASTRAN求解器与遗传算法相结合,通过ISIGHT软件实现具体流程,并通过C++编程弥补ISIGHT的不足。分析得出了在气密载荷作用下,最优的机身等直段蒙皮的铺层顺序、铺层角度和层数。将优化前后复合材料机身对比,机身等值段减轻了16.2%的机身结构重量;与A320-200金属机身对比,相应机身段减轻了26.5%,提高了结构效率。该方法可实现读取初值、计算和读取结果整个过程的自动化,减少了大量计算时间。     

联通式内缓冲结构对隧道气动效应减缓效果

为解决地形受限而无法在隧道入口处设置缓冲结构的隧道气动效应问题,提出了一种新型的联通式内缓冲结构,基于三维、可压缩、非定常Navier-Stokes方程,采用k-ε两方程湍流模型,通过滑移网格技术,对列车高速驶入隧道所引起的压力波动进行了计算.通过将不同缓冲结构形式对隧道气动效应的减缓效果进行对比,选定出了此缓冲结构的...     

水上飞机浮筒布局形式对气动特性影响

水上飞机具有浮筒等水动结构,其气动外形相对于一般陆基飞机更加复杂,因此其布局设计应充分考虑到水动布局与气动布局之间的匹配性和协调性。为研究不同浮筒形式对水上飞机气动特性的影响,通过T-REX网格技术生成高质量带粘性附面层的非结构网格,采用基于有限体积方法的FLUENT软件和RNS+SST k-ω模型对流场进行离散求解,分别对低速翼型NACA4412和某轻型水上飞机的气动力特性进行预测和验证,数值计算结果与试验数据吻合性较好,表明该数值计算方法适用于水上飞机气动力特性预测与分析。并基于此方法对无浮筒、翼梢浮筒和鳍式浮筒三种构型的气动力特性进行预测,对比分析了不同浮筒布局形式对水上飞机气动特性的影响。数值计算结果表明,翼梢浮筒距离机翼和机身较远且体积较小,对飞机气动力特性影响较小,而鳍式浮筒由于体积较大且距离机身较近,因此对气动力特性影响较大,特别是大迎角范围内。     

公路斜交梁(板)式桥涵及锥坡几何尺寸计算

随着公路事业的快速发展,公路等级的提高,斜交式桥涵所占数量已不可低估,为了在设计和施工中处理好斜交桥涵的有关问题,文章主要介绍了公路斜交梁(板)式桥涵及锥坡几何尺寸的计算.     

斜交框架箱涵结构在钝角处的受力和配筋特点

运用自编框架箱涵计算软件及ANSYS有限元通用软件,对斜交框架箱涵结构进行了空间结构受力和配筋特点分析,对正交框架箱涵、斜交10°～40°框架箱涵,运用斜交转正交计算理论和斜交计算理论分别进行了计算分析.结果表明:斜交框架箱涵结构随斜交角度的增大,钝角处的弯矩呈现递增趋势;运用斜交转正交计算理论计算得到的钢筋拉应力,比斜交计算理论得到的钢筋拉应力偏大,这种差值随斜交角度的增加而变大,使得大角度斜交框架箱涵的配筋量增大;运用斜交转正交计算理论得到的混凝土的压应力比斜交计算得到的混凝土压应力偏小,计算差值在10°时达到最大为2.03 MPa.最后,根据斜交框架箱涵结构钝角处的受力特点提出了钝角处的配筋建议.     

二维非结构网格Euler方程高效解法

在非结构网格上应用多重网格技术加速 Euler 方程的收敛,在多重网格中通过聚合法进行粗网格生成,并对粗网格中的多边形网格做了等价面处理.在空间离散上采用 Roe 格式,在时间推进上分别采用了显式和隐式算法.通过对 NA-CA0012 翼型和 RAE2822 翼型的流场模拟,比较了显式多重网格法和隐式多重网格法的计算效率.     

基于FLUENT的节流管式调节阀结构优化

应用三维建模软件Pro/ENGINEER对节流管式调节阀进行了实体建模,抽取阀门内部流道,采用前处理软件ICEM-CFD划分流道的计算网格.应用计算流体力学软件FLUENT对阀门流道进行三维数值模拟,得到节流管端面处的压力分布,并通过二次计算得出阀门电机功率.在此基础上,对阀门流道进行优化,通过对比分析不同流道对应的阀门电机功耗,得到了更为理想的节流管式调节阀结构尺寸.     

纤维增强树脂基复合材料在土木基础设施领域中的应用

纤维增强树脂基复合材料作为一种高性能结构材料在基础设施领域逐步得到关注和应用,国内外相关学者开展了大量的研究与实践应用。本文对纤维增强树脂基复合材料的组成、主要特点以及成型工艺进行简单介绍,对纤维增强树脂基复合材料分别在建筑、桥梁、道面、防撞以及地下等土木基础设施领域中的研究及应用进行介绍与探讨。基于纤维增强树脂基复合材料已经显示的优势,对其发展趋势进行阐述:海工复合材料、复合材料漂浮式光伏支撑结构、智能复合材料以及复合材料和传统钢、混凝土材料的组合结构等均具有广阔的前景。通过对土木基础设施领域纤维增强树脂基复合材料应用进行系统综述,从而促进纤维增强树脂基复合材料的研究与工程应用。     

力电湿多物理场耦合Cell-Based光滑有限元法研究

为了解决压电结构在实际工程应用中受到空气湿度影响的问题，基于压电材料的本构方程、几何方程和平衡方程提出了力电湿多物理场耦合Cell-based光滑有限元模型.建立了一种新型压电俘能器，并对其简化模型的静力学性能进行求解，对比了不同湿度变化对结构性能的影响.与有限元法的计算结果对比，Cell-based光滑有限元法采用较少的网格就能够达到与有限元法采用较多的网格相同的精度，验证了本方法的正确性和有效性.研究发现，较小的湿度变化给结构的广义位移带来了较大的影响.压电结构在潮湿环境下的性能研究为复合材料产品化过程提供了理论依据.     

复合材料转向架构架及其疲劳损伤分析方法研究综述

复合材料相比于金属材料具有更优良的性能,可以满足轨道交通车辆对轻量化、低能耗、舒适性的需要,逐渐成为各国轨道交通领域关注的热点.中国将复合材料应用于轨道交通车辆结构的研究起步较晚,缺乏相关经验,需要开展关于转向架构架这种大型主承载结构疲劳损伤分析的深入研究.本文介绍了国内外应用复合材料技术于转向架构架上的研究进展,重点综述了在复合材料转向架构架上广泛应用的纤维增强复合材料层合板的疲劳损伤分析方法,简要分析了几种疲劳分层损伤模型,并对目前研究中面临的困难和挑战进行了总结.     

聚合物基复合材料导热模型及其研究进展

综述了聚合物基复合材料研究现状和应用前景,简要介绍了填充型聚合物基复合材料的导热机理.重点对聚合物基复合材料的经典导热模型进行了归纳和总结,介绍了部分模型的具体推导过程,对比了各模型的适用条件及特点.同时提出了导热模型普适性不足的问题,指出在人工智能的飞跃式发展和大数据时代背景下,聚合物基复合材料在各种高精尖领域中将具有广阔的发展前景,并对该领域的未来研究提出一些建议.     

基于网格技术的高校网络应用构想

介绍网格技术在高校校园网络的应用.阐述了网格技术结构,技术特征,并通过分析网格在高校网络的应用现状,对其应用前景提出了构想.     

微小型水平轴风力发电机的流固耦合分析

基于ANSYS CFX流体求解器和Workbench结构求解器,采用整体求解一致性网格方法和k-ε湍流模型,分别对单向和双向流固耦合条件下微小型水平轴风力发电机的结构特性进行了对比分析,并重点对机组的双向流固耦合分析进行了研究.首先,通过对微小型水平轴风力发电机进行动力学分析,确认所建立模型的准确性;其次,通过对流场域中旋转域及网格数目之间网格收敛性的相关分析,确认了流场域网格数目收敛性的拟合关系曲线,以及最优的网格数目实例;最后,分别对单向和双向流固耦合进行对比分析,确认了机组双向流固耦合分析结果的可信度.     

钢筋混凝土预应力斜交T梁检测

以某钢筋混凝土预应力斜交T梁为工程背景,为了保证该桥在运营过程中的安全,对其进行静载检测,以此来确定该桥是否满足正常使用要求。本文采用有限元软件Midas/Civil对桥梁结构进行计算分析,然后与实际测量的挠度、应力和应变等进行对比分析,详细描述了静载检测与桥梁结构分析软件Midas/Civil相结合在此类型桥梁下的应用,为钢筋混凝土预应力斜交T梁试验提供参考。