钢纤维混凝土的本构模型及力学性能分析

为充分研究钢纤维混凝土的力学性能,基于混凝土的弥散开裂模型,并考虑纤维与混凝土之间的黏结作用,建立了新的钢纤维混凝土本构模型.在模型中分两种情况考虑纤维作用,混凝土开裂前,纤维与混凝土完全黏结,服从复合材料理论;混凝土开裂后,将分别考虑混凝土和钢纤维的贡献.通过黏结滑移模型,计算钢纤维在混凝土中脱黏和拔出过程中,纤维对开裂后混凝土的增强作用.采用Fortran编程,利用有限元软件ABAQUS中提供的子程序Umat,将提出的本构模型引入ABAQUS,并用于有限元模型去模拟钢纤维混凝土的拉伸和四点弯曲试验.通过数值模拟结果和试验数据的对比,充分验证了所提出的钢纤维混凝土本构模型的准确性.并对钢纤维混凝土的受拉强度、残余强度、受弯强度以及韧性等力学性能进行详细的分析.     

单向分布碳纤维砼加固板温度裂缝分析

由于铁路桥梁挡风板两侧温差影响、垂直挡风板的风荷载作用等,会产生板面外的变形,挡风板容易产生裂缝.在挡风板内侧用碳纤维混凝土薄板做加固处理,可以阻止挡风板的开裂.本项目加固板碳纤维沿挡风板的高度单向分布,应用FINAL有限元软件,分析挡风板与加固板之间温差作用对加固板裂缝的影响,并分析碳纤维两向正交分布、加固板厚度对加固板温度裂缝的影响,从既经济又适用的角度,为碳纤维加固板设计与应用提供理论依据.     

斜拉索表面水膜形态及斜拉索气动力变化规律

斜拉索表面水线的形成与振荡是斜拉索发生风雨激振的重要原因之一.为研究水线运动与风雨激振现象间的内在联系,本文将滑移理论与计算流体力学相结合,考虑斜拉索表面水膜形态对风压力系数和风摩擦力系数的影响,建立了一个模拟风雨条件下斜拉索表面水膜形态变化的理论模型;在此模型基础上推导出风雨作用下斜拉索气动力计算公式,通过数值模拟得到不同风速下的斜拉索表面水膜形态及气动力变化规律,分析二者间的内在联系.与已有的试验结果对比发现:当斜拉索发生风雨激振现象时,水线形态变化与气动力变化频率相同,且接近拉索的自振频率,说明风雨激振现象的产生原因是水线形态的周期性变化引起拉索的共振.     

基于ANSYS的剪力墙结构抗震性能分析

根据实际工程的要求,需对日本某现有的剪力墙结构做抗震性能分析,考虑到此结构位于地震频繁的日本,且剪力墙布置不规则,质量分布不均匀,在分析时应采用简化了的结构模型,并利用时程分析法计算地震作用．本文选择常见的单轴多质点体系进行模型的简化,突出的是,在处理地基对基础的约束作用时采用了Tajimi模型的结果,在计算机模拟时利用大型通用有限元分析软件ANSYS进行建模、模态分析以及地震时程分析．分析结果需要与日本当地的抗震要求对比,主要对剪力墙的剪应力和基础转角进行验算,藉以评测结构的抗震性能,旨在探索这种诊断类似建筑物抗震性能的思路和方法,为国内抗震研究的进一步完善提供参考价值．     

不同风速下拉索表面水线的形成

本文将气液两相流理论与VOF法相结合,提出一种模拟风雨条件下斜拉索表面水线产生过程的新方法;采用计算流体软件CFX进行数值模拟,通过分析重力及气流单独作用下的水线形态,并与前人的研究成果进行比对,验证了这一方法的准确性与合理性;通过研究不同风速条件下受重力和气流共同作用时的水线初始形成时间、位置和形态,分析重力和气流作用对水线形成的影响,为人工水线风洞试验和理论分析提供依据.     

预应力混凝土桥墩施工阶段受力分析

桥梁的设计主要针对运营阶段荷载,而施工过程中结构可能承受不利的施工荷载.为避免结构在施工过程中受到破坏,应用FINAL有限元分析软件对某桥墩进行非线性分析.重点研究预应力混凝土盖梁上侧及其与钢筋混凝土墩柱结合处的受力状态.首先建立结构的三维有限元分析模型;然后分析结构在张拉预应力钢筋、承受较大偏心施工荷载、承受竣工阶段荷载时的受力状态,并针对出现的问题提出可以采取的措施,将采取措施前后结构的受力状态进行对比.结果表明施工过程中梁柱结合处会出现裂缝,拟采取的措施可有效避免混凝土开裂,从而为桥梁施工工艺的选取提供理论指导,并为今后类似工程的建设提供借鉴.     

预应力钢筋混凝土风力发电塔架的地震响应分析

随着风力发电机向海上风力发电和单机大容量的趋势发展,预应力钢筋混凝土塔架将有更广阔的前景.为此,以功率2 Mw的大型风力发电塔架为例,参考日本土木学会的风力发电塔架结构设计指南,提出了一种预应力钢筋混凝土塔架的设计方案,建立了结构计算模型,对其动力性能进行了研究,并做了地震响应分析.采用EL Centro实测地震波,对预应力钢筋混凝土塔架结构的有限元模型进行了仿真计算,并将时程分析结果与按设计指南提出的地震反应谱方法得出的设计值进行了比较分析;讨论了安全检查用工作洞口的设置对塔架结构抗震性能的影响;研究了不同的地震波入射角时塔架结构的地震响应,对该结构的抗震性能进行了详细的分析.结果表明,所提出的预应力钢筋混凝土结构形式不仅可以避免由叶轮脉动激励的共振响应,且具有较好的抗震性能,工作洞口的设置并不影响其抗震性能.研究结果将为预应力钢筋混凝土塔架的设计提供重要的理论依据.     

斜拉索参数共振新型减振措施

针对斜拉桥拉索发生的大幅参数振动,提出了一种的减振措施——限位装置.运用有限元方法,建立了单索的二维模型,模拟了拉索的大幅参数共振现象,所得结果与以往研究者得到的解析结果及试验现象相一致,在数值模型中,模拟了限位装置,研究了其对拉索参数共振的抑制作用.从能量原理和参数共振发生机理两个角度,阐明了限位装置的减振机理.在此基础上,讨论了限位装置参数对减振效果的影响.结果表明:限位装置可以显著减小拉索参数共振的振幅;限位装置减振机理明确,能从根本上抑制大幅参数共振的发生;减小限位高度或将限位位置向拉索中间靠拢,会使减振效果更加明显,此结论对限位装置应用于实际工程中有一定的指导意义.     

单向分布碳纤维砼加固板温度裂缝分析

由于铁路桥梁挡风板两侧温差影响、垂直挡风板的风荷载作用等,会产生板面外的变形,挡风板容易产生裂缝.在挡风板内侧用碳纤维混凝土薄板做加固处理,可以阻止挡风板的开裂.本项目加固板碳纤维沿挡风板的高度单向分布,应用FINAL有限元软件,分析挡风板与加固板之间温差作用对加固板裂缝的影响,并分析碳纤维两向正交分布、加固板厚度对加固板温度裂缝的影响,从既经济又适用的角度,为碳纤维加固板设计与应用提供理论依据.     

基于卷积型积分方程的时间有限元法

从Ｇｕｒｔｉｎ型积分方程着手，推导出一种具有很高精度且为无条件稳定收敛的求解动力响应问题的递推计算格式。文中还详细分析了当前截断误差的影响因素并证明了计算结果的收敛程度。