大型汽轮发电机若干部件有限元分析模型探研

本文提出采用有限元板壳单元模型来模拟大型汽轮发电机若干部件的力学分析模型,通过理论与有限元计算分析可见,采用这样的模型,可以简化模型的建立,简化计算,并能取得与理论上加筋用梁模型所获得的效果和计算精度.本文提出的简化模型有效性已经在若干发电机力学问题的分析中获得验证.     

钢纤维混凝土简支墙梁力学性能试验和有限元分析

依据12个钢纤维混凝土简支墙梁试件的试验情况,研究了钢纤维混凝土简支墙梁开裂荷载、破坏荷载、裂缝和挠度的特点.确定了钢纤维的最佳掺量.运用力学的基本原理,建立了钢纤维混凝土简支墙梁的计算模型,提出了有限元分析钢纤维混凝土简支墙梁性能的方法.通过算例,验证了有限元分析钢纤维混凝土简支墙梁受力性能的方法的正确性.     

中型客车车身结构强度优化及轻量化设计

建立客车车身骨架的有限元分析模型并对其进行结构强度分析与优化.模型中保留了主要承载件,对悬架、预埋件、变截面梁与蒙皮进行了简化.在整车结构强度分析的基础上,采用尺寸优化设计方法对整车骨架进行轻量化设计.结果表明:优化后的结构强度明显增强,在一定程度上达到轻量化的目的,为客车整体骨架的优化提供了参考和依据.     

某扭转梁后悬架侧倾刚度的解算与优化

建立悬架侧倾力学模型,利用结构力学的初参数法,推导出带稳定杆的扭转梁的扭转刚度解析解,在此基础上建立了其等效在车轮处的侧倾角刚度的数学模型,通过与ABAQUS软件建立的有限元模型的仿真结果对比验证其可靠性.结合NSGA-Ⅱ算法对悬架的侧倾角刚度及横梁总质量进行了优化,结果表明横梁质量和侧倾角刚度得到很好的折中,证实了该优化方法较为可靠,对扭转梁后桥开发初级阶段总成特性参数的设计、选择具有理论指导意义.     

不压井设备承载结构设计及强度分析

摘要：针对带压作业特点设计了一种不压井设备承载结构。该结构设计两层平台,将液压缸、防喷器等布置在两层平台间,节省空间并增强设备的整体性,方便现场的安装和运输;在一层平台设有支撑腿,有效地将设备重量转移到地面,避免对井口的冲击。本文根据所设计的承载结构建立三维力学模型,利用有限元法对其进行力学计算,采用应力分类法并引入《JB4732-95压力容器分析设计标准》对承载结构进行强度分析     

碳纤维布加固指接木梁的强度性能

通过有限元分析木梁和指接梁的典型破坏特征,对不同构件的CFRP进行加固分析,得出提高指接木梁弯曲承载能力的加固模式.考虑材料线性和非线性本构关系,以及损伤因素对碳纤维布加固指接木梁的力学影响,利用ABAQUS 软件对指接点进行有限元分析,建立简化模型,设计出精确描述模型损伤行为和性能的数值方法.结果表明,运用CFRP加强材来增强木梁力学性能的方法有效,木梁的变形性能得到明显改善.     

基于拓扑优化的电动汽车白车身优化设计

针对电动汽车的独特承载要求,提出一种结合拓扑优化和车身尺寸优化的优化设计方法.以某型电动汽车为实例,通过建立白车身拓扑优化模型、有限元概念模型、尺寸优化模型和样车制造,进行了从整车拓扑结构到车身梁截面的优化设计过程,实现了电动汽车白车身的正向设计.在优化过程中采用遗传算法,以弯曲刚度和扭转刚度同时作为优化目标,白车身质量最小作为优化约束,选取了灵敏度较高的梁作为变量进行多目标优化.通过与样车参数的比较表明,该方法能够满足设计和工艺要求,实现轻量化设计,对提高白车身设计效率和精度有着重要的意义.     

锈蚀钢筋混凝土梁四点弯曲力学行为数值分析

为进一步研究锈蚀状态下钢筋混凝土梁弯曲试验下其力学行为等相关性能分析,本文基于已有的试验结果,构造与钢筋锈蚀率有关的钢筋—混凝土界面的粘结性能退化模型。并使用ANSYS有限元软件,进一步建立钢筋混凝土梁有限元模型。利用该模型,对锈蚀钢筋混凝土梁在外荷载作用下的力学行为进行数值模拟,并与试验结果进行对比。结果发现:数值模拟得到的锈蚀钢筋混凝土梁的荷载—挠度曲线与试验曲线吻合较好,证实了本文有限元模型分析锈蚀钢筋混凝土梁抗弯性能研究的可行性。论文最后还进一步分析了跨中混凝土与钢筋的应力分布、跨中混凝土与钢筋的应变分布、钢筋与混凝土之间的相对位移以及锈蚀钢筋混凝土梁破坏时的裂缝分布等,旨在更深入地研究钢筋锈蚀对钢筋混凝土梁弯曲力学行为的影响,从而能更加具体深入地研究钢筋混凝土结构耐久性。     

固定管板式热交换器应力分析

 管壳式热交换器因其可靠性高、适用性广泛成为很多工业部门中应用最广的热交换器。常规设计采用GB 151—1999《管壳式换热器》中当量等效近似方法,该当量等效力学模型和实际结构存在较大差异,尤其对于大型高参数热交换器,若无法应用常规设计方法,必须进行分析设计。有限元方法是最常见的分析设计方法。本文应用ANSYS通用有限元软件,对某实验台用热交换器建立了有限元模型,模型分别采用实体单元和梁、壳单元对固定管板式热交换器的壳体、管板和换热管所构成的固定连接结构进行了应力分析研究,以及温度载荷和压力载荷同时作用下的有限元分析。在实验台上进行与有限元分析中引用载荷相同的温度和压力载荷进行实验,并将实验结果与有限元分析结果进行比较,研究表明采用梁、壳单元或实体单元均能获得较精确的结果。考虑到热交换器的建模难度、工程精度需求和计算时间,对于大型高参数热交换器有限元分析采用梁、壳单元进行模拟,既可保证计算精度,又可降低建模难度,是切实可行的处理方法。     

基于灵敏度分析的客车骨架优化分析研究

客车的轻量优化对降低汽车油耗,提高运载量意义巨大。将灵敏度方法引入到轻量优化分析中,建立某全承载式客车车身有限元模型,确定有限元模型的边界条件和载荷,并对有限元模型进行电测试验验证。选取车架上刚度和强度相对富裕的梁作为灵敏度分析对象,根据分析结果选取设计变量,以车身最大应力和位移作为状态变量,以车身总质量为目标函数,从而实现了客车车身重量的优化。     

预应力碳纤维布加固混凝土梁非线性有限元分析

采用ANSYS软件,对卸载或不卸载时预应力碳纤维布加固梁进行非线性有限元分析,并在有限元分析中提出了施加预应力的方法(升温法),以及利用单元的生与死实现不卸载时加固的方法.分析了预应力碳纤维布加固梁中受拉底面混凝土和碳纤维布节点的应力分布规律、以及钢筋与碳纤维布的荷载-应力关系.通过实例对比分析表明,基于ANSYS的有限元分析结果与试验分析结果吻合较好.图8,表2,参10.     

基于ANSYS的圆孔蜂窝钢梁有限元分析

利用通用有限元分析程序AN SY S建立圆孔蜂窝钢梁模型,研究其应力分布和挠曲变形,并对工程设计提出建议.研究表明有限元分析结果和实测值比较吻合.     

火灾高温下钢筋混凝土连续梁非线性数值分析

应用有限元方法,对火灾下钢筋混凝土连续梁进行了非线性数值分析。通过计算,得到了5种典型工况下的三跨钢筋混凝土连续梁的混凝土与钢筋的应力以及梁的变形、位移。并通过分析可知:高温下连续梁温度荷载与结构荷载类似,在连续梁结构中存在着荷载最不利位置。     

多跨梁在移动车载作用下的动响应分析

分析多跨梁在移动车载作用下的动响应，采用动力刚度法求出精确的多跨梁振动模态，用模态迭加法求解；推导了N个车辆作用时的车－梁单元矩阵，用有限元法求解，数值计算结果表明用两种方法分析得到的结果相符。     

六边形孔蜂窝梁抗弯承载力的数值模拟与分析

为研究蜂窝梁的力学性能,运用ANSYS有限元程序中的板壳单元及双线性随动模型建立数值模型,模拟分析六边形开孔蜂窝梁的抗弯承载力,并与实腹梁进行对比。结果表明：当扩张比k≤1．50时,k为蜂窝梁抗弯承载力的主要影响因素;当k〉1．50时,承载力较同规格实腹梁削弱过大,不适宜用于承重结构。承载力对比计算结果,验证了文中蜂窝梁屈服荷载修正系数拟合公式的可行性。该研究对六边形开孔蜂窝梁这一新型构件的推广及应用具有促进作用。     

双层弹性支承梁的有限元分析

用有限单元法分析了双层弹性支承梁的静力响应.双层弹性支承梁结构由二种平行的梁(上层梁和下层梁)、上层梁和下层梁之间的离散弹簧和下层梁下部的Winkler基础组成.上层长梁、下层短梁、离散弹簧、Winkler基础和作用在上层梁上的荷载视为一个系统,并将该系统进行有限单元离散,梁单元的弯曲形函数采用Hermitian 3次方插值函数,利用变分原理及形成矩阵的"对号入座"法则建立该系统有限单元形式的平衡方程.阐明了单元刚度矩阵以及在上层梁单元作用竖向集中荷载或分布荷载下单元节点荷载列阵的形成.举例说明了该方法的应用,为类似结构的力学分析提供了一种数值方法.图5,参13.     

复合材料薄壁梁模态的有限元分析

采用有限元软件ANSYS对三闭室复合材料箱型薄壁梁以及复合材料翼型截面薄壁梁进行了模态分析.首先建立了复合材料薄壁梁的有限元模型,然后对这2种不同截面形状的薄壁梁分别进行了模态计算,讨论了铺层角度、长高比、宽高比对三闭室复合材料薄壁箱型梁的模态振型及固有频率的影响,并讨论了铺层角度、长度、铺层数对复合材料薄壁翼型梁的模态振型及固有频率的影响.     

钢-混凝土组合梁的非线性杆系有限元分析

根据截面应符合平截面假定等基本假设提出了预应力钢-混凝土简支组合梁全过程工作中钢梁下翼缘应力达到0.2fsy、钢梁下翼缘初始屈服、钢梁腹板下翼缘0.3hw高度处屈服及构件正截面破坏这4个特征状态的弯矩、曲率计算公式.基于这些特征点,运用最小二乘法分析得到组合梁截面弯矩-曲率关系的解析表达式.此外,利用该解析表达式建立了组合梁的有限元分析模型,推导了组合梁的单元刚度矩阵,编制了相应的非线性全过程分析程序.该方法考虑了混凝土压碎、钢梁材料硬化对结构性能的影响,计算简单,易于在计算机上实现,计算结果与实测结果较吻合.     

CFS/AFS混杂加固RC梁非线性有限元分析

针对碳/芳纶纤维布混杂加固钢筋混凝土梁的这种新型的加固方法,通过建立不同材料本构方程,对单层及双层加固模型进行了非线性有限元分析.分析了纤维布长度及加固形式对加固梁弯曲刚度、初裂载荷及极限载荷的影响,并将计算结果与试验结果进行了对比,发现非线性有限元计算结果与试验结果吻合较好,混杂加固具有良好的混杂效应,碳纤维布高强度的特点得到充分发挥.     

CFRP加固钢结构吊车梁疲劳有限元分析及应用

钢结构吊车梁疲劳破坏是其未达到设计使用年限破坏的主要原因。文章提出"实体-桁架-壳元"有限元分析模型对吊车梁采用CFRP加固前、后的疲劳性能进行分析,发现粘贴CFRP可以有效地降低焊趾处的应力集中问题,明显改善吊车梁的疲劳性能,从而延长吊车梁的使用寿命。与传统的钢结构加固方法相比,吊车梁粘贴CFRP加固后其性能恢复非常显著。分析结果表明,所采用的有限元数值模型可以分析CFRP加固钢结构,对钢结构吊车梁应用CFRP加固的方法也为类似工程提供参考。