关于盖梁计算模型的探讨

盖梁因其结构的特殊性,其受力情况较为复杂.盖梁的内力计算,常使用计算机建立模型来模拟真实受力状态进行分析计算.主要模型有传统计算模型、平面简化模型和全桥空间模型,该文简要介绍了3种模型的计算原理及理论,结合工程实例对盖梁内力进行计算,并对计算结果做了一些对比和分析.     

钢管混凝土桁架梁结构的抗弯刚度研究

将钢管混凝土桁架梁结构简化为平面桁架,应用子结构法推导出计算方程,采用matlab程序解出该平面桁架的内力,再将平面桁架等效为梁结构,用相同条件下桁架所受的内力代替梁的内力,推导出了钢管混凝土桁架梁的等代抗弯刚度的计算方法,并通过与传统计算理论的分析比较,验证本文提出的计算理论公式的优越性。     

基于土-钢共同作用模型的覆土波纹钢板拱桥施工过程受力分析

通过积分计算波纹钢板截面特性,并利用刚度等效的原则将其简化为平钢板,建立了平面二维土体与结构共同作用模型,计算分析了土体参数对结构受力的影响.采用有限元分析技巧,对一座实际波纹钢板拱桥的施工过程进行了模拟,计算分析了施工过程中关键截面的变形和内力变化规律.计算和分析结果表明,波纹板截面特性的积分算法具有很高的精度,通过刚度等效方法建立的土-钢共同作用模型可以考虑土与结构相互作用.施工过程的模拟结果说明,覆土波纹钢板拱桥施工过程中变形和内力变化较大,施工中应严格分层,对称回填、压实,并应特别注意覆土回填至拱顶附近时的位移和内力变化.     

波形钢腹板箱梁桥面板横向内力计算的框架分析法

基于框架分析法的基本原理,结合波形钢腹板箱梁的结构特点和力学特性,建立了适用于其桥面板横向内力的计算模型.该计算模型能够反映横向框架作用和箱梁畸变效应对桥面板横向内力的影响.通过与相关室内模型试验数据和有限元分析结果的对比可知,框架分析法计算值与有限元结果、试验值吻合,误差均在10％以内,验证了此计算模型的正确性.并采用上述模型分析了钢腹板线刚度变化对桥面板横向内力的影响,结果表明在波形钢腹板箱梁截面上的腹板间距确定的条件下,波形钢腹板与混凝土顶板的线刚度比是影响桥面板横向内力的重要因素.     

弹性地基板模型在钢柱脚底板内力中的应用

钢柱脚底板计算内力时,采用倒楼盖方法忽略基础刚度与相邻板件间影响,与板件的受力状态相差较大。为精确计算底板内力与变形,采用弹性地基板模型计算底板内力,考虑基础混凝土刚度对底板内力的影响,通过有限元软件壳单元建立分析模型,利用壳单元面外刚度考虑基础对底板内力影响。对比混凝土刚度取值的变化对底板内力影响,并与倒楼盖方法计算结果对比。分析结果对比,采用弹性地基模型确定底板厚度,并考虑相邻板件间影响的板厚计算结果与常用方法有较大差别。方法能够考虑混凝土刚度对底板内力影响,可为提高底板分析精度提供理论基础。     

核反应堆厂房的非线性抗震分析

在核工程抗震计算中 ,普遍还是采用线弹性模型进行动力计算 ,但一般结构物在强震中有可能进入弹塑性变形阶段。该文的主要目的是考察结构物在线弹性模型和弹塑性模型下地震响应的不同。以反应堆厂房为例 ,介绍了线性动力算法和非线性动力算法的不同特点 ,计算了厂房在线弹性模型和弹塑性模型下地震响应 ,并对结构响应进行了比较。与线性模型相比 ,弹塑性计算所得到的结构位移和加速度较大 ,但结构内力却相差不多。结果表明 ,采用非线性模型进行抗震计算可以得到更为真实的结构响应 ,可以更加合理地指导结构设计     

某城市地铁车站风井结构分析

文章以某城市地铁车站风井为例,建立结构平面应变分析有限元模型,对结构的应力、位移、变形和内力进行结构计算,得出结构的强度安全系数及结构裂缝宽度,确定和验证了支护方式.用有限元数值方法对风井结构模拟计算能较真实地反映结构的内力和变形情况,可以用于对结构安全性能进行评价,为类似结构设计提供科学依据.     

地铁车站端头井受力计算模型研究

针对上海轨道交通明珠线二期某地铁车站，提出采用空间梁一板单元模型分析车站端头井在施工过程中的受力和变形，并与传统的平面简化模型计算结果进行比较．计算结果显示：对于端头井墙体结构，两种方法计算得到的内力、变形和弯矩分布规律基本一致；对端头井上、下框架梁结构，采用空间梁-板单元模型计算，其内力变化较大，端头井空间效应显著，且可避免平面简化模型计算中框架梁出现轴向拉力这种失真现象．最后，建议采用空间梁-板单元模型分析地铁车站端头井结构．     

轮辐式传感器的有限元计算

为了很好地选择轮辐式传感器的结构尺寸,提供设计依据,本文选用三维有限元法对其应力分布及垂直挠度进行了计算与分析。为简化计算,还用二维有限元法取不同模型进行计算、分析与比较,试图用平面问题的解法等效地代替三维计算,给优化设计创造方便条件。     

甲米一级混流式水轮机顶盖强度及刚度计算研究

以甲米一级混流式水轮机顶盖为研究对象,应用ANSYS有限元分析软件,建立了顶盖的结构三维模型。根据水轮机的结构参数,对其结构进行受力分析与计算;施加受力后,分析了顶盖的应力与应变。计算表明其结构设计是可靠的,能充分保证整个水轮机的可靠性和寿命。     

降雨-蒸发作用下膨胀土边坡的非饱和渗流分析

针对非饱和膨胀土边坡问题,考虑降雨、地表水入渗、地下水径流、地表蒸发、植被蒸腾等因素的作用,运用二维非饱和渗流模型求解不同气候条件下膨胀土边坡孔压、体积含水量的变化情况,通过分析得到如下结论:①持续降雨后,坡体内吸力减小,其中坡脚处的孔压最先达到正值,其次是坡中,最后是坡顶,因此持续降雨可扩大饱和区的范围,使边坡安全度降低;②坡脚、坡中及坡顶处体积含水量的差异除与土体孔压相关外,还与土体的水分特征曲线参数相关;③降雨-蒸发的干湿循环促使膨胀土滑坡内部土体的孔压、含水量的变化,从而形成裂隙,减小强度,降低边坡的安全度.     

复杂高层结构抗震性能分析

应用ANSYS国际通用有限元计算软件,对复杂高层结构的抗震性能进行分析。编制了ANSYS的接口程序,将PKPM等结构模型转换成ANSYS结构模型。成功地解决了将AN-SYS应用于高层建筑结构抗震分析中的质量转换、剪力及抗倾覆弯矩计算方法等问题。在结构抗震分析中,利用ANSYS强大的参数化计算语言APDL编制了荷载、质量转换程序、层间位移角计算程序、层间剪力计算程序以及结构抗倾覆弯矩计算程序,计算得到了结构的自振周期、结构层间位移角及结构的抗倾覆弯矩,并对计算结果进行分析,计算结果表明,该双塔楼结构在Y向空间协同工作能力较弱,结构加强层对结构的刚度及结构的抗倾覆能力均有较为明显的作用。     

方坯连铸凝固传热数学模型

根据连铸二冷区不同的冷却特点，应用差分法和变时间步长，建立了与具体铸机相适应的方坯二维传热数学模型。应用所建立的数学模型可进行模拟优化计算获得铸坯的最佳二冷制度。     

榫连接结构叶片盘振动特性研究及验证

针对航空发动机榫连接结构叶片盘振动特性分析时,采用一体化处理建模方法导致计算精度降低的问题,开展了榫连接结构叶片盘振动特性研究.提出了一种考虑榫连接刚度的叶片盘建模方法,以燃气涡轮叶片盘对象,采用上述方法完成了考虑榫连接刚度的燃气涡轮叶片盘建模,在此基础上进行了叶片盘振动分析并开展了动应力试验验证.结果表明:采用考虑榫连接刚度的叶片盘模型得到的叶片共振转速计算精度在6％以内,相比于榫连接结构一体化的叶片盘模型,得到的共振转速计算精度提高50％.研究工作可为航空发动机叶片盘振动设计提供指导.     

曲面边界层局部相似性解法

本文对任意形状的曲面边界层,采用了局部相似性解法,将二元曲面分成若干段,把每一段看成一个楔形体的斜面,并将相似性解用于每一线段,求解后再沿曲面积分,便可得到问题的解答。实际计算表明,这种方法是行之有效的。1 问题的提法 对于给定的翼型,已知来流速度U_∞ =100m/s,Re_∞=6.85×10~5,同时表1和表2分别给出翼型的几何尺寸和势流速度分布,要求计算翼型的摩擦阻力和摩擦阻力系数。     

高耸钢筋砼筒体-钢框架塔台结构的地震响应

以首都机场新塔台结构缩尺模拟地震振动台试验模型为研究对象，采用时程分析法分析高耸塔台结构各振型的地震响应，并对这种上下部由不同材料组成的复合结构(下部为钢筋砼筒体。上部为钢框架结构)的非经典振型阻尼比进行了探讨．研究结果表明，该结构地震位移响应可以不考虑高振型的影响，但应考虑高振型对地震响应内力的影响、该结构在地震作用下的运动方程可近似采用实模态强振解耦法．用现行规范方法求解地震响应时应对规范的地震影响系数进行修正，以消除计算误差．研究结果为提出这类复合结构体系抗震计算模型和设计理论提供了依据．     

二维电磁晶体带隙结构的PWE法分析

针对常见的电磁晶体带隙分析方法存在耗时、不易理解等问题,推导了二维电磁晶体的平面波展开法(Plane Wave Expansion,PWE)模型,并采用平面波展开法分析了不同形状填充单元二维方格子电磁晶体的带隙结构。将电场(或磁场)、介电常数(或其倒数)展开为双重傅里叶级数,然后将其代入所满足的标量波动方程中,经过运算整理得出二维电磁晶体的本征方程,求解该方程,就可得到电磁晶体的带隙结构。计算结果表明,填充单元尺寸和相对介电常数均对带隙结构存在影响。最后,采用周期延拓,得出了两种电磁晶体的等效结构。通过结构等效,无需再推导相应电磁晶体的结构系数,利用本文的平面波展开法模型即可实现其带隙结构的求解,因而实现了简化分析。仿真数据与文献中的实验数据对比,验证了本方法的有效性。     

旋转电机磁场计算的有限元法研究

在二维电磁场的数学模型基础上,建立二维电磁场有限元的离散方程,利用"场"的方法代替了以前"路"的方法及"场路结合"的方法.算例表明,其算法可有效提高计算精度.尤其对电机的关键部分——齿层区域的磁场精确求解比较有意义,可以根据磁密的饱和程度来精确选材.     

桥梁结构静力模型修正响应面方法试验设计研究

在基于响应面方法的结构模型修正中,参数试验设计对于响应面模型(函数,)以及最后结构模型修正结果的精度具有决定作用.对正交、中心复合、均匀试验设计方法进行了比较和分析,并结合一片两跨连续梁结构静力试验模型修正的数值算例,分析了不同试验设计对结构模型修正结果的影响.理论和数值算例分析表明,均匀试验设计具有设计点(参数选取)较少、结构有限元计算量少,且精度可接受的优点,更适合基于响应面方法的桥梁结构模型修正.     

某叉车驾驶室外辐射声场预测研究

以某叉车驾驶室为研究对象,应用了PML方法和边界元法对驾驶室结构振动引起的外辐射声场进行分析预测。在CAE分析过程中,建立了叉车驾驶室PML方法和边界元法声学模型,并以接近实际工况下的振动位移为边界,计算了叉车驾驶室外近场点的声压情况,分析结果表明两种数值方法计算的声场结果基本一致,并与实际场点测试情况对比,测试结果作为CAE数值仿真判断依据,检验了模型的正确性。最后,在此元模型基础上对远场点进行预测分析。两种方法都能有效地分析驾驶室外声场,为结构设计和结构噪声辐射控制提供指导。