某大跨度斜拉桥钢箱梁第二体系应力计算分析

以某大跨度斜拉桥为工程背景,对钢箱梁桥面板进行第二体系应力分析,分别建立杆系模型和空间板壳模型进行计算,并给出两种计算模型下钢桥面板应力分布等结果,通过对计算结果的分析,得出了一些有益的结果。     

压力容器有限元计算中的整体建模方法研究

在压力容器有限元计算中,通常仅针对所关心局部区域进行建模;但局部建模将带来边界条件难以确定的问题。针对一受内压作用的过热器强度计算问题,提出一种实体单元/壳单元混合建模的整体建模方法。对较厚区域,关注的局部区域及结构不连续区域采用实体单元建模;其余薄壁结构用壳单元建模。通过改变实体单元/壳单元连接位置,建立不同的计算模型。计算结果和实测结果比较表明:通过合理选择壳单元和实体单元连接位置,该整体建模方法所得计算应力能与实测应力较好吻合。既避免了局部建模边界条件难以确定的问题,又达到了减小整体模型计算规模,同时保证局部计算精度的目的,为类似的工程问题提供了参考。     

基于ANSYS的锥柱壳连接区域加强结构的应用

目的研究锥柱壳连接区域加强结构和加强效果。方法采用有限元法建立力学计算模型,应用ANSYS软件进行应力分析和强度计算。结果获得了两种加强结构的应力分布规律和应力强度。结论锥壳过渡环加强结构不但加强效果显著,且结构简单、加工简便。     

实体壳单元及其在动力显式有限元方法中的应用

将实体壳单元模型引入动力显式有限元方法,并采用假定自然应变方法消除剪切闭锁和梯形闭锁,利用平面应力假定改善厚向闭锁,通过共旋理论更新应力.对标准算例的计算及其与实体单元计算结果的对比显示,在相同计算模型条件下,实体壳单元模型较实体单元有更好的精度.利用实体壳单元对一段辊弯成型过程进行模拟.结果显示,采用实体壳单元可以有效缩小计算规模,提高计算效率.     

基于随机载荷的汽车驱动桥壳概率疲劳计算

结合概率疲劳分析理论和汽车振动理论,通过CAD/CAE的设计手段,建立了汽车驱动桥壳的有限元振动分析力学模型。基于路谱随机载荷的概率计算结果,对汽车驱动桥壳进行了疲劳强度校核和疲劳寿命预估,并进一步提出了汽车驱动桥壳基于CAE随机振动计算结果的概率疲劳寿命预估方法。结果表明：随机振动计算结果能直观地反映驱动桥壳在汽车行驶时的1σ应力分布情况,应力较大值分布在钢板弹簧座内、外侧上下表面较大的区域和驱动桥壳中部。     

基于实体壳单元的板壳非线性变形分析

将实体壳单元模型引入显式有限元方法,通过添加12个改善拟应变参数弥补变形缺陷解决闭锁问题,并利用共旋理论和径向返回迭代法更新应力.利用这种基于显式算法的实体壳单元模型对板壳结构非线性变形的标准算例进行计算,并与实体单元及壳单元计算结果进行对比.结果表明,该实体壳单元具有较高的计算精度,可有效地解决板壳非线性大变形分析问题.     

机器人关节短筒谐波减速器接触计算与分析

为了研究机器人关节常用短筒谐波减速器在不同负载下的接触应力和变形分布,采用AN-SYS有限元分析软件,建立了柔轮和波发生器面面接触的空载有限元模型,并根据实验得到的啮合力公式,对柔轮与刚轮的啮合边界条件进行了计算。在此基础上,利用前置条件共轭梯度法求解了柔轮在不同载荷下的应力与变形,分析了柔轮应力和变形与所受载荷之间的关系及其变化规律,发现负载的增大可使柔轮齿圈截面的变形和应力增量呈等比增大,且不会引起变形和应力增量分布位置的变化。通过柔轮空载的变形实验、柔轮破坏实例以及柔轮轴向应力分布实验的比较发现,所计算的结果与实验结果较为吻合,为谐波减速器短筒柔轮承载能力的计算、结构及制造工艺的优化提供了一种准确、有效的方法。     

某型履带车辆诱导轮结构强度分析

为配合某型履带车辆轻量化研制工作,研究分析了诱导轮所受履带张紧力的大小、方向以及位置,验证了诱导轮结构设计的合理性。建立了诱导轮的有限元模型,并进行结构强度的计算,对计算结果进行分析比较。结果表明,诱导轮的最大应力值位于包角为145°的轮毂边缘和部分加强筋处,小于材料的许用应力,满足设计要求。本研究为诱导轮的轻量化优化设计提供依据。     

弹性模量比对正交各向异性承压锥壳大端应力的影响

使用各向异性薄壳理论对承压锥壳大端进行了力学分析,获得了锥壳大端连接处的剪力、弯矩及应力解,计算了弹性模量比对结构连接处的剪力、弯矩以及沿筒体纵向应力分布的影响。与各向同性的结果对比表明,弹性模量比对结构应力影响显著。研究结果为正交各向异性承压锥壳设计提供了参考。     

支撑环“有缝”模型的有限元静力分析

本文用轴对称壳有限元分析程序计算了具有支撑环的球、锥和柱壳的组合结构。支撑环和圆柱壳的连接形式比较特殊,即支撑环仅在两端与圆柱壳焊接,而在两者之间并无焊点相连,仅仅是贴合在一起。在以往的计算中都把两者当做一个实心的整体来计算,致使计算结果与实验结果很不一致,误差较大。本文提出了一种能反映支撑环和圆柱壳之间连结特点的所谓“有缝”摸型,并对这种模型进行了计算,求出的应力和变形与实验结果很接近,表明了计算模型和计算方法的可靠性,从而也对过去计算与实测结果不符合的原因给予合理的解释。     

地下管道三通地震应力分析

采用反应位移法和圆柱壳有限元模型对地下管道三通地震应力进行了分析，计算结果与实验结果吻合较好，得出了一些有益的结论。     

轿车车身强度及刚度有限元分析

为了便于修改和调整轿车整车的有限元模型,提高有限元模型生成速度,对轿车车身和车架的强度和刚度进行有限元分析。应用参数化曲面造型技术、参数化变量技术实现整车的映射网格自动剖分,应用薄壳单元和厚壳单元模拟车身和车架,建立了全板壳单元轿车车身骨架有限元计算模型。采用映射网格单元来分析计算,优化处理存储数据,使得车身、车架变形和应力分布的分析计算速度更快、精度更高,并且获得更好的分析结果。在弯曲、扭转工况下对轿车车身进行强度、刚度分析,计算出变形和应力最大部位,并依据最大应力区,提出改进方案,降低了最大应力。     

带接管高压球形容器塑性大应变的应力分析

本文在应力测试和爆破试验的基础上,采用轴对称问题塑性大应变有限元程序对带接管高压球形蓄力器进行弹塑性应力计算,分析带接管球壳承载后在连接部位的应力分布、最大应力点的位置及应力集中系数,按Mises屈服准则计算接管连接部位的局部屈服压力、连接部位以及球壳的全面屈服压力;进一步分析连接部位和球壳的塑性区域扩展过程,结构弹塑性和塑性阶段的应力分布和应力集中系数。本文又分析了容器的爆破试验和理论应力计算结果,探讨高压容器的破坏失效机理及爆破压力的计算方法。     

箱梁剪力滞效应分析的梁条方法及模型

为简化剪力滞效应的计算,将箱梁沿纵向离散为若干根带有附加约束荷载的平行梁条.基于刚度等效和相邻梁条间的变形协调条件,获得了各梁条的约束等效荷载.基于梁单元理论和整体结构的边界条件,分别计算箱梁对应位置梁条的弯曲效应,从而得到箱梁全截面的应力分布.通过与有机玻璃试验模型和数值解的比较,分析了梁条模型的精度.研究表明,梁条模型的应力及竖向挠度值与试验值总体接近,变化规律与数值模型解吻合;试验箱梁的梁条应力值与板壳值最大相差9.84%,梁条模型的腹板竖向挠度较板壳值大7.53%;集中荷载以及均布荷载作用下铁路双室箱梁的梁条应力值以及挠度值分别与实体单元值最大相差10.42%、9.2%;梁条模型的计算结果偏于安全,可以计算箱梁的弯曲效应.     

基于ANSYS的真空平板玻璃静态有限元分析

把真空平板玻璃视为一连续单层薄板模型,运用弹性力学和板壳理论分析计算其在静态载荷下的挠度和应力,并找出最大挠度和最大应力所在点的位置.运用ANSYS分析软件建立真空平板玻璃的简化模型,分析验证了理论计算结果的正确性,为真空平板玻璃的强度校核提供了依据.     

风力发电结构有限元建模及其地震响应分析

为研究不同精细程度的风力发电结构有限元模型在不同分析目的下的适用性,基于2MW三桨叶水平轴风力发电机,采用有限元软件ANSYS建立七种不同精细程度的风力发电结构有限元模型,以风力发电结构地震响应分析为例,得到各模型的响应结果,分别从变形、内力、应力以及应力集中四个方面分析各个模型的计算结果.研究结果表明:在计算风力发电结构的变形时,由于上部机舱及叶片对其影响较小,采用低阶单元即可得到较好的模拟结果;在计算塔底截面剪力和截面弯矩时,考虑机舱及叶片的有限元模型得到的结果较为精确,单元选择时需采用高阶实体单元;不考虑叶片、轮毂以及机舱得到的塔筒截面应力离散性较大,采用壳单元可较好地模拟塔筒截面应力;叶片、机舱等上部结构对门洞局部产生的应力集中影响较大,在计算时建议应用塔筒采用壳单元、门洞局部采用实体单元的多尺度模型进行模拟.     

基于壳梁单元耦合理论的车身有限元分析及其轻量化设计

在梁单元的基础上,采用壳单元和梁单元混合模型,并对壳元和梁元的边界耦合的刚度矩阵进行了详细的推导.利用通用有限元分析软件ANSYS计算了天然气公交客车在弯曲、扭转、转弯、刹车4种工况下的应力及变形.根据计算结果提出了轻量化的方案,并对应力集中点进行了结构优化,利用ANSYS对改进后的车型进行计算,结果表明改进方案可行.     

基于弹性分析法的大型储罐罐壁应力计算

运用短圆柱壳挠曲线微分方程,基于变形光滑连续条件,建立用于计算大型储罐罐壁应力的弹性分析法力学模型,推导阶梯厚度壳轴向应力的计算公式,得到详细的计算过程。采用此方法,以容积为15×104m3大型储罐为算例进行验算,并对有限单元法数值计算结果和现场实测数据进行对比。结果表明,该方法能够较精确地计算罐壁应力,可以为罐壁设计与校核提供参考。     

压力容器开孔接管区应变的有限元分析及应用

圆柱壳开孔接管的应变分析在压力容器设计中是一个普遍而重要的问题.利用ANSYS有限元分析软件对一圆柱壳开孔直接管区域的应变进行了计算,求出了在弹性范围和弹塑性范围内的最大应变及应变系数,并对应变分布状况进行了分析.利用有限元的计算结果求出模型的极限载荷及疲劳循环数N,并与使用设计标准JB4732-95中应力指数法的计算结果作了比较.比较的结果表明:在应变较大的情况下,使用应力指数法分析压力容器开孔接管区的疲劳问题,已不能反映出疲劳破坏的实质.     

双层筒形网壳静力分析模型的研究

本文比较研究了正在我国迅速发展的大跨度空间格构式结构—双层筒形网壳静力分析的力学模型.通过采用线性铰结及刚结两种模型分别计算了各种类型的双层筒形网壳,比较分析了两种力学模型计算所得的位移及内力,指出了两种力学模型的应用范围及合理性.分析表明,在实际工程中,可近似按铰结模型进行设计,但对杆件轴力、钢材的允许应力应作适当修正.