带T单元的膜结构力密度法找形及程序编制

在力密度法中引入T单元的概念,建立了带T单元的力密度法平衡方程,推导了膜线单元以及索边界T单元的单元力密度矩阵,编制了带T单元的膜结构力密度法找形程序,从而解决了组合膜结构找形中边界索的“锯齿”问题。最后用算例验证了该方法的可行性及所编制程序的正确性。     

基于单元力密度法与CSR存储技术的膜结构找形分析

基于力密度法的基本原理,应用有限元原理提出单元力密度矩阵概念,引入高效CSR存储技术来存储总力密度矩阵,并把CSR存储技术与GAUSS_SEIDEL迭代法相结合来综合处理索膜找形问题,运用Fortran95计算机语言,编制了相应的计算程序,对工程实例进行了验算.结果表明,与传统力密度找形方法相比,该方法的分析效率有了很大的提高.     

任意孔与裂纹群相互干涉效应的分析法

提出了文题的改进型体积力法,修改了体积力密度的定义;引入了建立在各单元中心处的局部坐标;获得了以封闭形表述的所有应力影响系数计算式,提高了计算效率和精度,应用也更为方便与有效。文中给出的算例表明了改进型体积力法具有精度高、收敛快的优点。     

金属拱形可缩支架极限承载力分析──U.L.列式增量平衡方程

本文将金属拱形可缩支架离散为三种基本单元,曲梁单位、直梁单元、可缩构件为弹塑弹簧单元,基于拖带坐标建立曲梁单元与围岩共同作用的Ｕ．Ｌ．列式增量平衡方程和地基上直梁单元Ｕ．Ｌ．列式增量平衡方程;并采用加权残值法消除曲梁单元薄膜力闭锁,剪切闭锁．为有限元计算拱形支架等的极限承载力及有限变形提供了理论理论．图５,参６．     

考虑水平力作用的改进型文克勒地基模型

针时文克勒地基模型不能计算在水平力作用下的弹性地基梁的不足,提出了改进的文克勒地基模型．依据文克勒基本假定,考虑水平力对梁剪力和弯矩产生的影响,采用位移法推导出弹性地基梁梁单元劲度矩阵的修正项,形成可以用于计算承受水平力的弹性地基梁梁单元劲度矩阵,并编制了相应的有限元计算程序．计算表明,采用本模型计算承受水平力作用的弹性地基梁,可以进行合理的结构设计．     

利用ANSYS模拟螺栓预紧力的研究

在螺栓联接的有限元分析中准确模拟螺栓的预紧力是一项复杂而困难的工作。论述了利用有限元技术在ANSYS中模拟螺栓预紧力的预紧力单元法、降温法和渗透接触法等方法。通过对比发现预紧力单元法能较好的模拟实际预紧力，从而为有限元分析中施加预紧力栽荷提供了可靠的理论和应用依据。     

基于影响区域节点密度插值的结构拓扑优化方法

变密度法是结构拓扑优化中一种常用的处理方法,但在优化过程中会出现棋盘格、网格依赖性、灰度单元等数值不稳定现象.为解决单元变密度法中出现的棋盘格问题,在优化过程中引入节点密度作为设计变量.在提出基于影响区域节点密度插值优化方法的同时,给出了一种基于等密度线的后处理方法.计算结果表明该方法在消除棋盘格现象的同时,处理了网格依赖性问题,并消除了结果中的灰度单元现象.     

井眼中钻柱稳定性分析的有限元法

通过引入单元荷载刚度矩阵,提出了一种用于分析钻柱结构稳定性问题有限单元法。该方法可以用于分析变截面钻柱在变轴力和变横向力共同作用下的钻柱稳定性问题,也可用于分析弯曲井眼中钻柱的稳定性问题。在所建立的力学模型中,考虑了钻柱自重和井眼曲率的影响。分析结果表明,在斜直井眼中,除了钻柱自身密度及截面面积外,影响钻柱荷载的因素还有井眼状况及钻柱两端部的约束条件,但当钻柱长度超过８０ｍ时可以不考虑端部约束的影     

灰色聚类法在矿山地质灾害危险性分区评价中的应用

在灰色聚类分析中,把太原市西山矿区环境质量看作是一个灰色系统研究对象,运用灰色聚类法对矿区进行地质灾害危险性评价．为定量评估研究区地质灾害危险性,把整个太原市西山矿区进行单元划分,将全区划分为70个有效单元．经过筛选确定了地层岩性、断裂构造密度、地震强度、地面坡度、相对高差、矿层开采条件、多年平均降水量、植被覆盖率、矿层开采状况、灾害分布密度和规模大小十一个评估因子．由于原始数据样木中的各个输入数据值大小和单位都不同,为了避免评价结果受到数据样本数据绝对值大小和单位的影响,木文采用平均标准化方法,在应用数据样本之前进行数据的预处理,消除量纲的影响．根据危险性评估的分类标准,确定了灰类白化函数．由公式计算出了评价因子的权重值．根据太原西山矿区不同地质单元的地质要素实测值（聚类白化函数）,计算出不同隶属关系的灰类的白化函数fj^k,然后计算出各加权聚类系数,即得不同隶属关系的聚类行向量,按照最大隶属关系确定该地质单元的地质灾害危险性级别．文中以第26单元为例详细说明了灰色聚类法．按照该法依次求出其它单元所属地质灾害聚类类别,从而判断出各单元所属的危险性等级．根据评价结果,结合地形和岩性条件,按地质灾害危险性程度将太原市西山矿区划分为三个区．木文用灰色聚类法两种方法对太原市西山矿区进行地质灾害危险性评价．所得结果与模糊综合评判结果、太原市西山矿区实际情况基木吻合．     

灰色聚类法在矿山地质灾害危险性分区评价中的应用

在灰色聚类分析中,把太原市西山矿区环境质量看作是一个灰色系统研究对象,运用灰色聚类法对矿区进行地质灾害危险性评价．为定量评估研究区地质灾害危险性,把整个太原市西山矿区进行单元划分。将全区划分为70个有效单元．经过筛选确定了地层岩性、断裂构造密度、地震强度、地面坡度、相对高差、矿层开采条件、多年平均降水量、植被覆盖率、矿层开采状况、灾害分布密度和规模大小十一个评估因子．由于原始数据样木中的各个输入数据值大小和单位都不同,为了避免评价结果受到数据样本数据绝对值大小和单位的影响,木文采用平均标准化方法,在应用数据样本之前进行数据的预处理,消除量纲的影响．根据危险性评估的分类标准,确定了灰类白化函数．由公式计算出了评价因子的权重值．根据太原西山矿区不同地质单元的地质要素实测值（聚类白化函数）,计算出不同隶属关系的灰类的白化函数正然后计算出各加权聚类系数,即得不同隶属关系的聚类行向量,按照最大隶属关系确定该地质单元的地质灾害危险性级别．文中以第26单元为例详细说明了灰色聚类法．按照该法依次求出其它单元所属地质灾害聚类类别,从而判断出各单元所属的危险性等级．根据评价结果,结合地形和岩性条件,按地质灾害危险性程度将太原市西山矿区划分为三个区．木文用灰色聚类法两种方法对太原市西山矿区进行地质灾害危险性评价,所得结果与模糊综合评判结果、太原市西山矿区实际情况基木吻合．     

索结构几何非线性分析的悬链线索单元法

基于索的基本假定和悬链线平衡方程,通过对沿索曲线均布荷载作用下的索段分析,得到了索端力和索的几何线形之间的对应关系;进一步通过索单元的柔性迭代分析,获得了内力改变和位移增量之间的关系,进而得到索单元的刚度矩阵和节点力,从而建立起了空间悬链线索单元的几何非线性有限元分析方法.经典算例结果证明了空间悬链线索单元的正确性,同时具有较高的精度,可为大跨度悬索桥、斜拉桥以及张拉结构等几何非线性较强的结构精确分析提供强有力的计算工具.     

某无背索部分斜拉桥斜拉索索力控制研究

无背索部分斜拉桥中的斜拉索不但是一种造型,更是改善桥梁线形和调节主梁受力分布的关键构件,在施工过程中其索力的施加顺序和大小都需按照一定的程序进行,这样才能保证成桥之前梁体内力分布合理、成桥后索力施加得充分且不超限.借助于有限元软件对某无背索斜拉桥的斜拉索受力状况进行研究分析,以得到斜拉索在实际工程中的受力状态和分布规律,并用环境随机振动频率法进行索力的测量,从而控制索力的精确张拉和调整.     

斜拉桥异型主塔稳定性研究

斜拉桥体系中,主塔是受压构件,对于异型主塔,结构重心偏离中轴线位置,空间受力和稳定性比较薄弱,稳定性分析显得极其必要．针对长青沙二桥施工过程中主塔的不同状态,建立主塔有限元分析模型进行稳定性分析;在悬臂施工阶段对比主塔稳定性计算方法,确定了斜拉索保向力对主塔稳定性的贡献．     

缆拱桥的结构形式和性能

提出了一种桥梁结构体系——缆拱桥,其结构的主要特征是缆索两端锚固于拱脚或其附近,荷载由拱肋与缆索共同承担.拱既是承重构件,又起到锚碇作用;缆既是承重构件,又起到系杆作用.给出了缆拱桥的具体结构形式,并对其结构强度、刚度、稳定特性及动力特性进行有限元分析.结果表明:与相同跨度及截面的系杆拱桥相比,缆拱桥的稳定承载力及强度承载力大幅提高,刚度略有下降.此外,缆拱桥造型美观,更容易做到力与美的统一,且其较高的稳定承载力和强度承载力为拱结构跨度提升提供了新的有效途径.     

空间折索单元的切线刚度矩阵

预应力空间网格结构是一种新型的结构形式 ,对该结构进行非线性分析计算时 ,需要采用空间索单元的切线刚度矩阵 .通过对于预应力索单元的分析研究 ,推导了具有初始应力的空间折索单元的单元切线刚度矩阵的计算公式 ,并且建立了可用于预应力空间网格结构非线性有限元分析的非线性方程组 .所推导的公式均具有良好的规律性 ,非常便于计算机进行分析处理     

拉力集中型锚索作用效果的数值模拟分析

通过FLAC3D程序,用实体单元模拟了岩体和砂浆体,用结构单元来模拟锚索,对锚索施加预应力时采用的建模方法是在边坡和锚索间建立刚性连接,代替在锚头的位置施加均布力的方法,建立预应力锚固数值仿真模型。通过模拟试验,分析了岩体单元以及砂浆体单元的应力云图等,更加清晰地显示了拉力集中型预应力锚索作用下岩体沿锚索轴向的应力、砂浆体应力分布等情况。     

张弦桁架结构拉索设计预应力影响因素研究

提出预应力态张弦桁架结构计算模型,采用有限元分析技术建立了拉索设计预应力计算公式,以哈尔滨国际体育会展中心屋盖张弦桁架结构型式为背景建立算例结构模型,研究了拱桁架上下弦杆截面积比对拉索设计预应力、结构特征杆件内力和结构变形的影响,以及张弦桁架结构矢跨比所产生的影响．文章的研究方法和成果可为今后此类大型张弦桁架结构的设计...     

土锚相互作用特征的数值实现方法及验证

 为探讨锚杆和土体的相互作用特征,研究了锚杆单元的数值实现方法及其正确性。首先,探讨了土锚相互作用机制,建立了锚杆单元的数值实现方法;然后,进行锚杆锚固力的现场试验监测,得到锚杆锚固力随时间的变化过程,并将现场试验结果与数值模拟结果进行对比。结果表明,① 随下部土方开挖,锚杆锚固力不断增加,土方开挖到底后,锚固力基本趋于稳定;② 数值计算得到的最大锚固力为259.0kN,试验结果为229.4kN,二者差别较小,且数值计算得到的锚固力随时间变化规律与试验得到的结果较为相近,验证了数值模型的正确性。     

玻璃幕墙索桁架支承体系工作状态设计

点支式玻璃幕墙近年来得到了很快的发展。索桁架支承体系是点支式玻璃幕墙发展的要求和趋势。索桁架的分析和计算 ,共有三种不同的状态 :零状态、初始态、工作状态。利用有限元的理论推导了索桁架的几何非性线有限元方程 ,并编制了相应的电算分析程序 ,建立了一种索桁架的工作状态设计方法。算例表明提出的方法是可行的、实用的。     

钢丝绳弹性组合元件中滞后力的数学建模

钢丝绳弹性元件具有滞后非线性，其恢复力可表示为“非线性无滞后力”和“纯滞后力”之和．由于实际系统中阻尼力的描述比较困难，文中引入了新的参数，描述同时具有干摩擦和线性阻尼特性的混合型阻尼．参数辨识的结果表明，这个模型能够合理反映兼有不同性质阻尼的滞后非线性特性．