基于ansys的网架结构优化分析

文章介绍了网架结构ansys分析的方法和相关命令流,利用ansys中的荷载工况组合对网架自重和外荷载进行荷载组合,确定了网架的最大变形和各杆的轴力,得到了该网架各杆的应力。再定义杆件壁厚作为设计变量,节点最大变形和杆件的应力作为状态变量,以达到目标函数钢材用量最小的目的。该文借鉴钢结构构件的可靠度指标的取值范围,综合分析网架结构的破坏特点之后,采用模糊优选方法,确定了网架结构杆件的可靠度指标。将可靠度指标约束条件引入网架结构模糊优化设计中,建立基于可靠性的模糊优化设计模型,使网架结构在进行优化设计时达到经济性和安全性的协调统一。分析结果表明了ansys在网架结构优化分析的可行性。     

基于APDL语言的网架结构优化设计

以通用有限元分析软件Ansys的二次开发语言APDL为开发工具,以网架结构的杆件截面面积作为设计变量,以网架结构的总质量作为目标函数,并考虑网架的强度、稳定、刚度、挠度以及截面规格等约束条件,采用改进的一维搜索算法和满应力准则法,分刚度、应力两步骤对网架结构进行优化.工程实例表明,该优化设计原理简单,收敛速度快,Ansys的分析结果可直接作为优化设计结果使用.     

不同支座约束下网架结构的动力特性对比

为了论证网架在设计时应与下部结构进行整体计算的必要性,以三种支撑下(刚铰支座、弹性支座和柱子支撑)的双层正放四角锥矩形网架为研究对象,应用ANSYS对多个网架结构的挠度、压杆、拉杆进行对比研究,得出如下结论:刚铰支座与弹性支座、整体分析网架的杆件动静力分布规律截然不同,必须考虑下部结构刚度对网架杆件受力的影响,不可简单地简化为刚铰支座,否则设计极不安全; 以弹性支座网架模型代替整体分析网架模型有一定的可行性,二者在内力分布及大小较相近,但也有不少杆件应力偏差较大.     

索托网架结构在干煤棚工程中的应用

提出了一种适用于大跨度干煤棚工程的结构形式——索托网架.通过与斜拉网架结构的对比分析,研究了索的位形对索力、网架特征部位杆件内力、杆件与索内力的比值以及挠度的影响,得出了索的合理位形.结果表明:索托网架结构可以更加充分发挥索应力高的特性,具有结构合理、用钢量低、净空高等优点,符合大跨度干煤棚的要求.     

ANSYS环境下基于离散变量的网架结构优化设计

以通用有限元分析软件ANSYS作为运行环境,将网架结构的杆件截面面积作为离散的设计变量,以网架结构的总质量为目标函数,同时考虑网架的强度、刚度、稳定性以及截面尺寸等约束条件,采用一维搜索方法和改进的应力比法等优化方法,对网架结构进行了优化. 工程实例计算表明:该优化算法原理简单,收敛速度快,能在保证安全的基础上降低工程造价,取得较好的优化设计结果.     

在役升降网架结构的力学性能检测与评估

结合公安部天津消防研究所试验馆升降网架结构,研究了老龄化升降网架结构力学性能的检测和评估方法.制定了一套检测方案,对网架结构的支座、吊点、整体挠度、锈蚀等情况进行了全面检测,分析了吊顶在升降过程中重要构件的应力变化.基于检测数据,建立了吊顶网架锈蚀前后的数值模型,分析了锈蚀厚度对不同工况下网架结构主要力学指标的变化情况.检测结果表明:网架基本情况较好,支座、吊点均连接稳固,整体最大挠度79,mm,满足要求.网架升降过程中,多数杆件处于弹性工作阶段,经过升降过程,能恢复到初始状态.4个吊点附近应力变化明显,部分杆件出现明显弯曲现象.进一步分析锈蚀模型,发现在起吊和未起吊两个工况下,网架的最大应力和最大位移均随着锈蚀厚度的增大呈现二次曲线增长.     

考虑土-结构共同作用悬挑网架多遇地震时程分析

针对某悬挑网架,分别建立网架整体有限元模型(model1)和考虑土-结构共同作用网架有限元模型(model2),通过在三维多遇地震时程作用下网架结果的对比分析,重点考察悬挑网架悬挑端最大位移和与支座相邻杆件应力的变化情况.结果表明,考虑土-结构共同作用时,悬挑网架悬挑端最大竖向位移较整体模型时增大,部分与支座相邻杆件应力增大.建议在工程设计中对中软场地土上的悬挑网架考虑土-结构共同作用.     

空间网架结构随机地震动激励下的响应分析

以上海大众仪征五厂的车身车间网架结构为研究对象,采用随机振动法,分别对结构进行独立的3向正交随机地震动激励作用下的动力响应分析.结果表明:该结构具有振型密集、频率变化均匀的特点,在地震动激励作用下可能首先发生扭曲破坏;在水平方向的随机地震动激励作用下,虽然结构整体安全,但是其下弦中的几根杆件发生破坏以及上弦中1号截面杆件的拉压应力值较大.在x和y方向的随机地震动激励作用下,上弦和下弦中1号截面杆件产生的拉压应力值的差值较大,其它截面的杆件应力值的差值较小.     

多跨网架在工业厂房中的应用

本文就网架结构中增加少量支承点以节约钢材、降低造价进行了论述，并就网架结构选型、支座边界条件的选择和施工中网架杆件的代换提出了建议。     

某空间网架多工况受力分析与施工控制分析

通过建立空间网架有限元分析模型,对某实例网架结构杆件的受力进行了计算分析,研究了杆件的受力特点和分布规律.对网架结构施工中常出现的问题进行了总结,在此基础上,根据理论计算结果,基于杆件的受力特点,提出有针对性地进行网架结构的施工质量控制思路,保证了结构施工质量,监测结果表明网架结构的应力和整体变形满足相关规范的要求.     

火灾下大空间铝合金网架受力性能

针对铝合金空间结构抗火性能较差的问题,以正放四角锥铝合金空间网架为对象,基于实用大空间建筑火灾空气升温经验模型模拟火灾温度场,采用增量法对各构件的温度进行计算,利用ANSYS WORKBENCH构建铝合金网架遭受火灾温度场的有限元模型,研究铝合金网架在火灾下不同时间段的受力效应和变形特征;并利用有限元的手段,对比分析了铝合金网架和Q355普通钢网架在火灾下的受力性能。研究结果表明:铝合金网架在火灾升温60 min时温度达到峰值,最大温度应力主要集中在角部支座附近,其变形特征为整体向上起拱;铝合金网架从角部杆件发生局部破坏,随后造成整体变形过大而导致整个网架的坍塌破坏;铝合金网架在常温下受力性能优于Q355普通钢网架,但火灾下受力性能劣于Q355普通钢网架,工程实践中应根据结构的使用功能合理选择结构的材料。     

三峡右岸碾压混凝土围堰施工温度场仿真分析

根据碾压混凝土围堰的施工特点，用瞬态热传导三维有限元分析方法，对三峡右岸碾压混凝土围堰施工期的温度场进行了仿真分析．分析中考虑了混凝土的热学参数及边界条件随龄期变化及分层的实际情况，得到了围堰在整个施工期及运行期温度场的时空分布规律和一些有益的结论，并为控制温度应力提供了重要的依据．     

Surface effects on static bending of nanowires based on non-local elasticity theory

The surface elasticity and non-local elasticity effects on the elastic behavior of statically bent nanowires are investigated in the present investigation. Explicit solutions are presented to evaluate the surface stress and non-local elasticity effects with various boundary conditions. Compared with the classical Euler beam, a nanowire with surface stress and/or non-local elasticity can be either stiffer or less stiff, depending on the boundary conditions. The concept of surface non-local elasticity was proposed and its physical interpretation discussed to explain the combined effect of surface elasticity and non-local elasticity. The effect of the nanowire size on its elastic bending behavior was investigated. The results obtained herein are helpful to characterize mechanical properties of nanowires and aid nanowire-based devices design.     

离心钢管混凝土结构弹性扭转应力分析

采用弹性力学的基本分析方法，建立了离心钢管混凝土构件扭转作用的基本方程。假定应力函数的基本模式，令其满足平衡方程及力的边界条件；通过对层合材料扭转余能的变分使协调条件得到近似满足，确定了离心钢管混凝土构件在扭矩作用下的横截面及层间剪应力的具体计算公式。     

不同约束条件下压弯柱滞回性能比较分析

对结构构件滞回性能试验中不同约束条件的等效性进行研究.以5个型钢混凝土柱的拟静力试验为考察对象,其边界约束条件分别为两端固支与两端铰支,对比了试件骨架曲线形状、控制点以及滞回曲线特征,并结合力学模型进行数值分析.研究表明,不同约束条件对试件的承载力以及相对变形影响不大,但约束条件非理想化对试件的初始刚度、骨架曲线形状以及耗能能力有一定的影响.     

用混合法求解交叉梁系平板网架与空腹网架结构（之一）

以位移法与弯矩分配法联合求解的交叉梁系平板网架与空腹网架结构,适用于各类边界条件下的正交正放、正交斜放、三向钢网架及钢筋混凝土空腹网架结构的内力分析,且求解简单方便。文中给出了考虑剪切变形时梁的弯矩分配系数,并列出了考虑剪切变形的基本梁元在外力作用下及支座产生单位位移时的杆端弯矩和剪力,以利计算时查用。     

界面追踪法求解半空间双相Stefan问题

提出了一种定时间步长,以计算得到的移动界面位置作为网格节点且前后界面位置之差为空间步长(非等距)的界面追踪差分方式,用于凝固或融解过程的相变传热问题的计算．该方法在计算过程中能自动地逐步形成网格的划分．采用与分析解相结合的方法,对双相凝固问题进行了求解．与定壁温条件下的理论解对比,表明该方法的计算结果与理论解相吻合．     

具有固支边的功能梯度压电矩形板静力解

从三维弹性理论和压电学理论出发,通过假设满足边界条件的位移函数,推导出具有固支边的功能梯度压电板的状态方程,并运用状态变量法以及层间连续条件,在每一层端点处应用配点法,给出了满足周边和上、下表面所有边界条件的解析解。该文将状态变量法运用在具有固支边的功能梯度压电材料的静力问题上,给出了不同梯度分布压电板在具有固支边界条件下的静力解,讨论了梯度变化函数对挠度和应力场的影响,为功能梯度压电结构设计及材料优化提供一定参考依据。     

多孔火药温度场计算及热应力分析

通过数值求解对多孔火药燃烧过程中的传热规律及热力学特性进行了研究。利用有限差分法,通过对边界条件不规则的多孔火药模型进行非结构划分,利用离散边界条件的方法计算了目前广泛使用的七孔火药颗粒的燃烧特性,得到了温度场分布的规律。利用颗粒内部温度的分布,根据火药颗粒热应力主要以正应力为主的特性,给出了颗粒内部周向和径向应力矢量和的分布结果,为多孔火药的燃烧规律和破碎机理提供了理论基础。     

非等距网格上奇异扰动问题的有限差分格式

考虑一维定常对流扩散方程的Dirichlet边值问题,利用Taylor级数构造一个基于非等距网格的有限差分格式,给出了格式的截断误差估计,并分析了其稳定性.采用网格生成函数构造非等距网格,并与一些已有的差分格式对比,数值实验表明该格式可以得到更为精确的数值结果,能很好地模拟边界层效应.