ANSYS在计算薄壁梁截面几何特性中的应用

在结构分析中,如何确定截面的几何特性是非常重要的。本文通过对ANSYS程序的深入研究和应用,针对截面几何特性的计算提出相应的计算方法。本文阐述了使用ANSYS软件计算截面的扭转和弯曲等特性的步骤,并通过ANSYS软件计算了两个薄壁梁截面的几何特性。     

风荷载作用下斜拉桥概率有限元分析

随着桥梁跨径的增大,风对桥梁结构的作用也越来越重要,而桥梁结构的抗风性能评价涉及到许多不确定性因素:设计风速、结构几何物理参数以及风与结构的相互作用的不确定性等。从结构几何特性以及三分力系数两个方面来讨论不确定性参数对结构静力抗风性能的影响,利用MonteCarlo数值模拟与有限元相结合的方法进行参数不确定性分析,并得到影响关键截面响应的敏感性参数;利用抖振反应谱理论计算了长江上某拟建公路大桥在成桥状态的抖振响应,同时考虑静风、脉动风作用,利用一次二阶矩(First OrderSecond Moment,FORM)方法计算主梁跨中截面可靠度指标。     

常用跨径桥梁的截面型式的研究

本文主要对常用跨径桥梁的截面型式进行了研究。首先，分析了横截面设计中应考虑的因素，然后对现有的几种截面型式进行了介绍，最后探讨了结构截面优化问题。     

薄壁型钢结构杆件几何特性变异性的初步分析

本文对影响薄壁型钢结构安全度的重要因素——截面几何特性的变异性,作了比较全面系统的分析。通过实测截面尺寸、工厂自动记录数据以及由假定分布曲线进行经验推断等三个方面的分析比较,得到了薄钢杆件截面几何尺寸的变异性;又根据概率论误差传递原理,分别杆件受力状况(拉、压、弯)和截面形状(方管、槽形、角钢),求得了各种杆件的几何特性的变异性;得出了薄钢杆件几何特性变异性可采用同一值的结论,为分析薄钢结构安全度提供了既简单又比较可靠的参数。     

基于ANSYS的截面几何特性参数计算方法

文中介绍了ANSYS计算截面几何特性的具体过程和技巧,以简单薄壁截面和复杂薄壁截面为例进行计算,并与AUTOCAD计算结果对比可知:ANSYS不仅在截面几何特性的计算方面可与AUTOCAD达到相同的精度;而且还可以同时求得扭转常数、翘曲常数和剪切中心等AUTOCAD不能求解的截面几何特性。     

大跨度桥梁的三维非线性颤振领域分析

在PK－F法的基础上,考虑结构以及动力随风速的非线性变换因素,提出了大跨度桥梁的三维非线性颤振频域分析方法,该方法能预测出结构在颤振前后整个过程的振动特性以及颤振监界状态,并且可以对结构变截面、复杂结构等情况进行分析,最后,对江阴长江大桥和荆沙长江大桥进行了颤振分析,揭示了非线性因素对桥梁结构颤振特性的影响以及不同断面桥梁结构颤振形态的内在本质和统一性。     

大跨度结合梁斜拉桥非线性动力特性研究

以大跨度半漂浮体系组合梁斜拉桥为例,首先运用有限元理论,并考虑结构几何刚度与非线性的影响,建立了三维空间动力分析模型,然后采用分块兰索斯法对桥梁进行动力特性研究。结果表明:几何刚度与非线性对结构动力特性影响明显,结构基本周期长,自振频率低,模态振型密集,空间性与耦合性显著。对大跨度组合梁斜拉桥进行动力特性研究时应考虑结构的几何刚度与非线性以及空间性,同时为研究抗震与抗风性能奠定了基础。     

预应力法加固旧桥的设计与方法

桥梁结构经常遭受风吹、雨淋、地震灾害、温度变化等影响,而且随着道桥使用年限的推移和交通事业的迅速发展,桥梁在运营使用过程中难免会出现“病害”。本文对常用的预应力拉杆加固钢筋混凝土梁板法进行了分类介绍,重点介绍了桥梁上部结构加固中的预应力加固方法及其计算理论,以T型梁为例,介绍了补强拉杆的截面计算方法。     

截面形式对波纹钢腹板桥梁动力特性的影响

随着对波纹钢腹板新型桥梁研究的深入开展,其动力性能也备受关注.波纹钢腹板桥梁截面形式的不同,对其动力性能有着很大的影响.本文针对常用的单箱双室和双箱双室两种截面形式,分别建立了有限元模型,得到了其自振特性,对其动力特性进行了分析比较.分析结果表明:波纹钢腹板箱梁在正常使用状态下,双箱双室截面的扭转刚度较截面为单箱双室箱梁偏低,整体性较差.本文的研究成果可以为波纹钢腹板桥梁的设计提供参考.     

变截面辊弯成形装备运动特性研究

针对U型变截面零件辊弯成形工艺要求,对变截面辊弯成形装备设计方案及其运动特性进行了研究。给出了变截面辊弯成形机的结构组成与工作原理、机构模型及其运动学方程,求解了符号形式的运动学逆解,获得了变截面辊弯成形机各个驱动轴的运动特性与末端轧辊路径的几何特性、机床结构参数以及加工速度之间的数学表达式。采用Mathematica编程对逆运动学进行仿真,获得了所有驱动轴的运动特性仿真曲线,仿真运动规律与成形工艺要求一致。基于设计方案制造了变截面辊弯成形装备,并完成了变截面辊弯成形零件的成形加工实验。实例仿真和实验结果表明:装备移动关节驱动轴的运动特性与机械结构参数、加工速度以及轧辊成形轨迹曲线有关,而转动关节驱动轴的运动特性只与轧辊运动轨迹曲线有关;新方案能够完成板材的进给、拉伸和折弯操作,实现连续的变截面辊弯成形加工,成形精度可达0.397mm。     

减震榫设计及试验研究

结合高速铁路桥梁抗震设计的需要,基于支座功能分离的设计理念,对现有防落梁装置的结构进行了改进,设计出上端线性,下端等强度的减震榫结构.通过对3种常用截面减震榫的延性分析,确定了圆形截面作为减震榫的合理截面形式,对两根等尺寸减震榫进行了拟静力试验,结果表明:减震榫具有稳定的滞回性能和良好的塑性变形能力,是一种理想的耗能元件.     

下端固接上端弹性支承变截面压杆的屈曲

变截面压杆由于其节省材料且具有良好的受力特性,故在起重机械、桥梁结构、飞机结构中被大量使用.利用贝塞尔函数分析了一端固定一端弹性支承的截顶圆锥体变截面压杆的屈曲,得到了弹性支承在不同弹性刚度下,上下端不同刚度的临界荷载.     

钢管混凝土哑铃形截面拱桥应用与分析

为对钢管混凝土哑铃形截面拱桥的工程应用与研究提供参考,文中根据收集到的大量已建钢管混凝土哑铃形截面拱桥基础资料,介绍了哑铃形截面拱桥的发展概况、桥跨结构类型、拱肋截面受力特点和各类哑铃形拱桥常用施工方法,并对其结构与构造的主要参数,如拱轴线形、矢跨比、宽跨比、拱肋跨高比、拱肋截面高宽比、拱肋材料特性、横撑和吊杆布置等进行统计分析,提出了钢管混凝土哑铃形截面拱桥主要设计参数的取值范围。分析表明:大多数哑铃形拱桥的矢跨比f/L在0.2~0.25范围;矢跨比为0.2的桥梁最多,约占桥例总数50%;拱肋跨高比L/h主要分布在30~50范围,跨高比一般随跨径增大而增大;拱肋截面高宽比h/d与跨径关系很小,不同跨径区间哑铃形拱桥的高宽比都集中2.5左右,其中高宽比在2~3范围的桥梁占总数90%以上。     

钢筋混凝土简支T梁桥加固后的体系时变可靠度

为分析钢筋混凝土简支T梁桥加固后承栽能力的变化趋势,对钢筋混凝土简支T梁桥上部结构加固前后的体系时变可靠度进行了计算分析．在计算过程中,推导了构件加固前后正截面承载能力的统计参数,并确定了其分布类型,然后利用蒙特卡罗法编制了串联方法计算加固后桥梁上部结构体系时变可靠度的计算程序．计算结果表明,在常用的4种桥梁上部结构加固方法中,体外预应力加固上部结构后的可靠度指标上升幅度最大,且桥梁承载能力再次衰减的速率最小．     

柔性悬索吊桥的几何非线性特性

对悬索吊桥的结构性能进行空间非线性有限元分析,并通过静力荷载试验,将实测变形与数值分析结果进行对比。研究结果表明:结构变形试验结果与仿真结果接近,说明该有限元分析方法可精确地模拟出悬索吊桥成桥后的受力状态,对其受力性能评估具有较高可靠性;各测点变形实测值均小于仿真值,说明柔性悬索吊桥受力性能良好。且得到从主索3L/8和5L/8(L为桥梁主跨)截面向跨中截面趋近时,主索垂度增量与跨中施加荷载和张力的增量基本呈线性关系,几何非线性特性不明显;从主索3L/8和5L/8截面向端部截面趋近时,几何非线性特性更加突出;在主索L/4和3L/4截面附近,增加单位垂度所需跨中荷载量和张力逐渐减少;在主索L/8和7L/8截面附近,增加单位垂度所需跨中荷载和张力逐渐增大;在L/2,3L/8和5L/8截面附近,主索增加单位垂度所需荷载和轴向张力相差很小。     

冲刷作用对大跨度自锚式悬索桥地震响应的影响

目的研究冲刷作用对大跨度自锚式悬索桥桥塔地震响应的影响,为此类桥梁冲刷条件下抗震设计提供参考.方法采用考虑几何非线性的全桥有限元模型,并应用m法模拟土对桩基的约束刚度,分析不同基础冲刷深度条件对基础刚度和桥梁整体动力特性,以及对高耸桥塔地震响应的影响.结果冲刷效应通过减小土对桩基的约束,使桥塔基础刚度明显减小,但桥梁竖向和纵向基频不受影响,高阶振型及其地震效应的变化控制了结构的某些地震响应;不同冲刷深度下,桥塔关键截面-塔底截面纵桥向内力会出现明显峰值,而塔顶位移及横桥向内力效应呈现不同的规律.结论对于大跨度自锚式悬索桥高耸桥塔结构,最不利地震荷载效应并不完全发生在冲刷深度最大时,抗震设计需要考虑地震下多目标效应的多级冲刷的精细化处理方法.     

基于平板空腹结构刚度特性的最合理结构高度确定

为确定平板空腹结构的最合理结构高度,对平板空腹结构的刚度特性进行了研究。运用解析法得出了任一平板空腹结构均存在一个最合理结构高度使结构刚度最大、变形最小的结论;总结出上下弦截面尺寸、竖腹杆截面尺寸等主要几何参数对最合理结构高度值的影响规律;并推导了最合理结构高度的计算公式。最后运用有限元方法验证了上述结论的正确性和最合理结构高度计算公式的有效性。     

石拱桥现状评价与静载试验研究

对实际桥梁的现状进行了客观的评价,确定了桥梁静载试验的目的、检测项目和试验工况及加载方案。对实际桥梁在试验荷载作用下的荷载变形反应、荷载裂纹特性、结构的变形恢复特性和控制截面的应力状态进行了科学的研究和分析,得出了该桥在试验荷载作用下的技术结论,为该桥的加固设计提供了科学的试验数据,同时也为同类桥型的静载试验提供了合理化建议。     

仙游寺法王塔抗震性能的研究

根据法王塔实测的几何尺寸和结构构造,运用有限元方法对其进行了动力特性分析以及地震时程相应分析,并根据相关文献,给出了古塔的周期公式,探讨法王塔的抗震机理,并对其截面的抗震承载力进行了验算,结果表明其截面承载力满足8度抗震设防要求,同时找出了其薄弱层面。     

三塔斜拉桥的非线性地震反应分析

结合马鞍山长江右汉斜拉桥的工程设计实例,采用桥梁有限元分析软件Midas,考虑结构大位移特性建立动力计算模型,来分析三塔斜拉桥的几何非线性地震反应。分析了三塔斜拉桥的动力特性及在EL-Centro波作用下的时程响应,比较了结构设置铅芯抗震橡胶支座的振动响应。