输电塔脉动风荷载功率谱模型及时程模拟

基于风洞试验得到输电塔线性一阶广义荷载谱,推导了输电塔顺风向、横风向基本脉动风压功率谱公式,给出了输电塔顺风向、横风向任意阶广义荷载功率谱及分段脉动风荷载功率谱公式.基于此功率谱,应用谐波叠加法,建立了脉动风荷载时程数值模拟方法.脉动风荷载功率谱不仅与来流的风速、风速谱、气动导纳有关,还与地面粗糙程度、塔架构件的投影面积及沿高度分布情况、压力系数等有关,广义荷载谱还与振型有关.以一窄基输电塔为例,用Matlab语言编程,计算了广义荷载和分段风荷载功率谱,模拟了脉动风荷载时程.算例分析表明,输电塔抗风分析中,横风向脉动风荷载虽然比顺风向小,但远没有到可以忽略的程度,建议考虑横风向脉动风荷载功率谱或施加横风向荷载时程.     

拱型波纹屋盖结构风致振动数值模拟研究

为研究拱型波纹屋盖结构在脉动风作用下的风振响应及位移风振系数,利用MATLAB语言编制波纹拱在不同跨度、矢跨比及支座约束情况下的风速数值模拟程序,得到各节点位置处风压时程,并将风压施加在有限元分析模型的单元上,利用ANSYS有限元分析软件对18m、30m跨波纹拱进行水平及竖向平均风、脉动风作用下的风振响应分析,得到了结构的风振系数.计算结果得出,结构在脉动风作用下位移的变形特点与相应平均风作用相一致,结构在脉动风作用下的各节点竖向位移大于在平均风作用下的位移,且水平脉动风作用下的竖向位移大于在竖向脉动风作用下的位移.风振系数随着结构的跨度增大而增大,支座约束为固支波纹拱的风振系数小于铰支波纹拱,因此提高结构刚度可以降低结构的风振系数.     

悬臂混凝土薄壁箱梁剪力滞效应试验研究与分析

进行了大比例伸臂混凝土薄壁箱梁在弹性范围内的剪力滞效应试验研究与分析,重点研究了伸臂混凝土薄壁箱梁悬臂部分在不同荷载作用下,荷载-挠度曲线以及不同截面处翼缘混凝土应变分布规律等问题.研究结果表明:在集中荷载作用下不同位置处截面均存在正剪力滞现象;而在均布荷载作用下不同位置处截面存在不同的剪力滞现象:支座处存在正剪力滞现象,离支座2/3悬臂长度处存在明显的负剪力滞现象.根据试验结果,得到了伸臂混凝土薄壁箱梁悬臂部分不同荷载作用下,不同截面处翼缘等效宽度计算系数,并和现行JTG D62-2004规范比较,得出规范计算结果较试验结果偏于安全.     

水平轴风力机等效静力风荷载下的响应分析

根据某1.5MW水平轴风力机的结构特征,建立风力机的有限元模型,基于高耸结构设计规范得到两种工况下风力机的等效静力风荷载.运用ANSYS软件分别计算风力机在两种等效风荷载下的拟静力响应,得到风力机各部件应力与位移的分布情况.结构的最大应力发生在塔架底部为67.3MPa,机舱的最大位移为0.41m.结果表明,风力机满足静力下的强度要求,为风力机的设计制造提供了理论依据.     

立面开大洞的框—筒结构在罕遇地震作用下的弹塑性分析

用ANSYS分析软件建立有限元模型,对平面不规则、立面开大洞结构进行弹塑性时程分析.得到在动力荷载下结构周期比T3/T1<0.85,层间位移角<1/100,分别满足规范要求,洞口楼层梁柱节点处受力复杂,裂缝由上而下开展,最终裂缝贯通,并对结构中需要加强措施的有关部位提出了建议.     

相似对称性在相似反对称结构的应用研究

相似反对称结构,就是结构本身不对称,但当结构的一部分绕某一点转过一定角度时,该部分可以与结构另一部分重合的结构体系;作用在相似反对称结构上的大小相等荷载,本身也非对称,在随结构转动后,荷载的作用点可以重合,当荷载方向相同时称之为相似正对称荷载,反之为相似反对称荷载.相似对称性就是这种结构的相似反对称性和荷载的相似正对称性与相似反对称性的统称.以力法为计算依据,以超静定刚架为例,对在相似对称性荷载作用下的相似反对称结构的内力和变形规律及其简便计算方法,进行研究.在其内力和变形的分析过程中,拟定结构体系各杆的抗弯刚度相同且忽略轴向变形和剪切变形的影响.研究表明:相似反对称结构在相似反对称荷载作用下,其结构内力、变形和支座反力呈现相似反对称;在相似正对称荷载作用下,其结构内力、变形和支座反力呈现相似正对称.此规律也适合静定和超静定的相似反对称梁、相似反对称桁架、相似反对称组合结构等结构形式.     

简支变连续装配式混凝土箱梁桥的有限元模型修正

基于结构有限元模型修正的基本理论,针对简支变连续装配式预制混凝土箱梁桥建立有限元模型,通过利用横向分布系数判别理论模型横向边界条件,确定初始理论模型;再根据上部结构各部位材料弹性模量变化对静力试验结果灵敏度的影响,选择合理的修正参数及目标函数进行模型修正.结果表明:基于静载试验数据对初始模型修正后,计算模型的静力响应与试验实测值的误差值由1.28%降低到0.52%,有限元模型的计算频率与实测频率更加吻合.     

部分剪力连接新型外包钢-砼组合梁的滑移性能

针对典型的钢-砼组合梁的不足,提出一种新型外包钢-砼组合梁.为研究其钢-砼交界面相对滑移及变形性能,通过4根足尺简支梁的试验研究,得到组合梁的荷载-滑移、荷载-挠度关系曲线.根据试验结果分析了新型外包钢-砼组合梁交界面相对滑移发展的过程和分布规律.利用有限元分析软件ANSYS,对组合梁的交界面相对滑移性能进行了非线性有限元分析,提出剪力连接系数的合理范围.在基于现行规范的基础上提出了组合梁跨中挠度的建议计算公式.把有限元模型和建议公式的计算结果与试验结果进行比较,三者吻合良好.     

激光焊Ⅰ型夹芯三明治板挠度分析

应用等效刚度模型,按均质梁理论,计算激光焊接Ⅰ型夹芯三明治板在三点弯曲状态下弹性阶段的挠度,得到挠度曲线,并利用ABAQUS有限元软件对其进行受弯性能数值模拟分析,得出加载点的荷载-位移曲线,并对理论挠度曲线进行验证.结果显示:挠度的理论值与模拟值吻合较好,在加载点处相差1.3％,说明应用等效刚度模型计算梁挠度准确性较高,并通过有限元分析得出了所研究三明治板的极限承载力,研究结果对今后激光焊Ⅰ型夹芯三明治板的设计及应用具有一定的指导意义.     

挂篮悬臂施工线形监控技术研究

以兰新第二双线跨肃州路(40+64+40)m的连续梁挂篮悬臂施工为例,介绍了线形控制的理论及方法.为保证桥梁能按照设计及规范要求顺利合拢,利用有限元正装分析法进行模拟计算,计算出在各外界因素影响下的梁体预拱度设置.通过实测数据与理论数据比较分析,对计算模型进行修正.最终合拢误差在1cm范围内,成桥后的梁底标高误差在1.5cm范围内,中轴线误差在1cm范围内,梁体线形得到了较好的控制.     

多种地基处理形式联合设计方法在工程实际中的运用

在建筑物基础形式多样、不同部位地基承载力要求差异悬殊且地基沉降变形要求严格的设计条件下,只采用单一的地基处理技术无法有效解决地基问题.本文依托北京某地基处理设计项目,对采用CFG桩复合地基、碎石桩复合地基、换填垫层等多种地基处理形式联合设计方法进行分析,同时,为了深入研究复杂荷载条件对不同部位地基变形的影响,使用MIDAS-GTSNX有限元分析软件模拟地基处理后的地基变形,将数值分析法、使用规范工具箱计算法与实际监测得到的沉降量进行对比,结果表明,运用规范工具箱计算的沉降量大于数值分析计算沉降量,数值分析结果更接近实际监测值.运用多种方法联合进行地基处理,能够较好地控制复杂情况建筑物变形.     

弹刚性复合型压边装置

在我们的研究课题中,需以冲压拉深方式制做一个法兰边直径≥φ95mm,法兰边厚度≥4mm,圆筒最大处内径≤φ71.6mm,最小处外径≥φ78.35mm,切削底部料后的有效长度≥42mm,外径与法兰边之间的过渡圆角R≤4mm(依靠后续整型完成),最大单边壁厚变薄量≤0.5mm,材料为08AI的回转体筒形零件,该零件在拉深成型中具有坯料厚度较大(t=4mm),拉深变形程度大(拉深系数m=0.48),而且该零件对其直壁部分壁厚的变薄要求较严的特点,基于上述情况,要想在普通单动压力机上实现一次拉深成型,保证拉深过程中法兰边部分不起皱,且满足零件壁厚的要求,仅仅按照常规的模具设计来进行生产是根本不可能的.通过研究分析、计算及实践,通过采取一系列的工艺措施,最终实现了在普通单动压力机上一次拉深成型的生产.下面就诸多措施中有关压边圈方面的改进设计情况做一介绍.     

基于相场法的高温烧结条件下等离子喷涂热障涂层微结构演化模拟

为提高航空发动机性能,热障涂层被广泛地用于涡轮叶片上.涂层在高温下服役时,会发生烧结,使涂层变得更加致密,从而不可避免地增加了热障涂层的弹性模量和热导系数,强烈地影响了涂层的耐用性、效率和性能.该文针对等离子喷涂制备的热障涂层,建立了涂层的二维真实微结构有限元模型,并运用相场模型研究了在1 400℃烧结条件下涂层微结构随时间演化的动态规律.计算结果表明:在烧结初期,涂层中微裂纹在最窄处迅速愈合,并开始形成不连续的单个小孔隙.烧结中期,前期由微裂纹产生的孔隙不断愈合,或者与相邻孔隙合并.烧结后期,涂层前期微裂纹大都形成了球形,孔隙间相对距离大,较小孔隙主要是以愈合的方式消失,涂层孔隙率随烧结时间的增加先迅速下降后趋于平稳.模拟的结果与实验结果相吻合.