BFRP模壳不排水加固墩柱轴压性能有限元分析

在玄武岩FRP模壳(简称BFRP模壳)加固混凝土墩柱轴压试验研究基础上,通过ABAQUS有限元软件建立相应的有限元分析模型,并与试验结果进行比较分析,验证该有限元模型是可靠有效的.然后分析混凝土填充量、填充混凝土强度、 BFRP模壳约束强度及尺寸效应等参数对BFRP不排水加固混凝土墩柱轴压性能的影响.结果表明:增加混凝土填充量能提高试件的承载力,但承载力提高幅度并非随着填充量的增加而增加,而是趋于稳定;填充层混凝土强度等级越高,加固试件承载能力越高,但提高幅度随填充混凝土强度等级的提高而不断减小;增强BFRP模壳连接部分的约束强度能提高加固试件的承载力,当连接部分的强度接近非连接部分的强度时,承载力的提高幅度最大; BFRP模壳加固轴心受压柱的峰值荷载存在尺寸效应,轴压峰值荷载提高系数随墩柱尺寸的增加而减小.最后,给出BFRP模壳约束加固混凝土墩柱的轴压承载力建议计算公式,理论计算结果与试验结果及模拟结果吻合良好.     

BFRP模壳不排水加固混凝土墩柱轴压性能试验研究

为实现不排水快速加固桥梁水下混凝土墩柱目的,基于水下自应力不分散混凝土及“装配式”理念,提出一种BFRP（Basalt Fiber Reinforced Polymer）模壳不排水快速加固水下混凝土墩柱的加固方法. 为研究采用该方法加固的混凝土墩柱的轴压性能,共设计、制作了8个试件进行轴心受压试验,研究了BFRP模壳加固、填充混凝土性能、填充层厚度、养护环境等因素对试件的轴压破坏模式、承载力、延性等的影响. 试验结果表明：BFRP模壳加固可有效提高试件的承载能力与延性;采用水下自应力不分散混凝土作为填充层,掺入适量的膨胀剂,同时控制填充层的加固厚度,有利于获得更好的加固效果;淡水环境下,BFRP模壳加固试件的极限承载力要优于海水环境下的试件等. 根据试验结论及现有的一些约束混凝土柱轴压承载力公式,建议了BFRP模壳约束加固混凝土墩柱的轴压承载力计算公式,理论计算结果与试验结果吻合良好.     

BFRP模壳不排水加固RC墩柱偏压性能分析

为研究BFRP模壳不排水加固RC墩柱的偏压性能,对BFRP模壳加固RC墩柱进行偏压加载试验,后在试验基础上,通过ABAQUS有限元软件建立了相应的有限元模型,对影响加固效果的填充层混凝土厚度、填充层混凝土强度、模壳约束强度与偏心距等参数进行了分析。结果表明:BFRP模壳不排水加固RC墩柱可以有效提升墩柱的偏压承载力与变形性能,具有良好的加固效果;增加填充层混凝土的厚度,可以提高偏压加固试件的承载能力跟变形能力,但过厚的填充厚度对变形的影响越来越小;随着填充层混凝土强度等级的提高,偏压试件的承载能力呈线性增长,而变形能力的提升幅度却有下降;增强BFRP模壳连接部分的约束强度能提高加固试件的偏压性能;偏心距的增加不利于提升加固试件的偏压性能。最后,建议了BFRP模壳加固RC墩柱的偏压承载力计算公式,计算结果与实测结果吻合良好,可供工程实际参考。     

FRP约束普通和高强混凝土柱轴压性能的有限元分析

现有的大多数纤维复合材料(FRP)约束混凝土轴压本构模型只适用于普通强度的混凝土,对高强混凝土的适用性还有待研究。基于ABAQUS和OpenSees模型,采用有限元方法研究FRP约束混凝土的轴压性能。其中ABAQUS模型采用全尺寸模型和薄片模型两种形式,并采用混凝土破坏塑性模型(CDPM)来模拟被约束的混凝土,通过修改混凝土的压缩硬化曲线来考虑FRP提供的围压。OpenSees模型则通过动态链接库文件引入5个不同的分析型FRP约束混凝土轴压本构模型。最终与相关实验结果进行对比,并相互对比各个有限元模型可以发现,ABAQUS中的薄片模型能最好地模拟FRP约束普通和高强混凝土的轴压性能。     

FRP约束矩形高强钢管混凝土长柱轴压性能有限元分析

以纤维增强复合材料(FRP)约束矩形高强钢管混凝土长柱的轴压试验为基础,利用有限元软件ABAQUS对FRP约束矩形高强钢管混凝土长柱进行了非线性有限元分析,有限元分析结果和试验荷载-位移曲线吻合较好,破坏模态一致,峰值荷载偏差平均值仅为0.5%,方差为0.080,验证了材料本构关系、单元类型、接触和边界条件等建模方法的可靠性,表明该有限元模型可以准确预测其轴压性能.基于试验和数值模拟分析了试件的受力机理:薄壁钢管在压应力较小时发生局部屈曲;混凝土在钢管鼓曲处发展了塑性应变和横向变形;由于倒角较小,FRP在角部存在应力集中现象,在鼓曲最严重处发生断裂.环向FRP约束延缓了钢管局部屈曲的萌生和发展,提高了核心混凝土的约束强度,对于内填普通强度(C40)混凝土的钢管混凝土柱,环向FRP在承载力上的提升作用较明显,方矩形截面试件的峰值承载力提高了6%～7%.对于内填高强度(C80)混凝土的钢管混凝土柱,方矩形截面试件的峰值承载力提高了4%～5%.最后利用该有限元模型探究了长细比参数对轴压性能的影响,结果表明:FRP对承载力的提升效果随着长细比的增大而降低,对倒角半径为20 mm的模型,当长细比...     

预应力FRP加固混凝土梁性能研究

通过数值计算和试验,对外贴预应力FRP加固受弯构件的受力性能进行了研究,对加固后钢筋混凝土梁正截面的破坏特征、受力特点和影响因素以及构件变形进行分析。结果表明,计算数据与实验数据具有较好的吻合度,同时分析了造成实验数据和计算数据误差的原．因,为加固设计和计算提供必要的参考。     

玄武岩纤维复材筋海水海砂混凝土短柱轴压性能

为解决沿海地区或岛礁建设中钢筋混凝土结构耐久性不足的问题,同时推动海水海砂资源的有效利用,开展了玄武岩纤维复合材料筋增强海水海砂混凝土（BFRP-SSC）短柱轴压性能研究. 研究了纵筋配筋率和箍筋间距对试件轴压性能的影响. 结果表明：BFRP-SSC短柱在加载过程中随着混凝土被压碎、箍筋发生断裂而破坏,表现为较脆性的破坏形式. 增加纵筋配筋率可以增加试件的极限承载力,而配箍率对极限承载力影响不明显,同时减小箍筋间距可以增加其延性. 对比了国内外纤维增强复合材料（FRP）筋混凝土柱承载力计算方法,BFRP-SSC短柱承载力的计算应当考虑BFRP纵筋的贡献. 本文结果可以为BFRP-SSC短柱的设计和应用提供数据支撑和理论依据.     

碳纤维布加固钢管轴压短柱有限元分析

以碳纤维布加固圆形钢管短柱轴压试验为依托,综合考虑纤维布的力学性能,提出一种新的轴压CFRP钢管的数值模拟方法。对纤维束沿环向和双向粘贴的加固试件进行有限元模拟,进而针对试验及有限元结果,对CFRP钢管的加固机理进行力学分析。结果表明,环向纤维通过拉力提供环向约束以限制钢管屈曲变形的发展;轴向纤维在加载之初为受压状态,并可承担部分压力,随着屈曲变形发展,部分轴向纤维转变为受拉状态,进而对试件变形起到限制作用,提高了构件的延性。     

衬塑钢管海水海砂混凝土短柱轴压性能有限元分析

选择合理的建模方法,建立衬塑钢管海水海砂混凝土短柱轴压有限元分析模型,对构件的破坏形态、轴压荷载-变形关系、内力分配进行研究,并以承载力折减系数的形式提出构件的极限承载力简化计算公式.结果表明:衬塑钢管海水海砂混凝土短柱的外钢管与内衬塑料层可较好共同工作,构件的轴压荷载-变形曲线可分为3种类型,由约束效应系数决定;随着塑料层厚径比的增大,轴压荷载-变形曲线形状相似,但极限承载力近似呈线性降低.     

FRP管-混凝土-钢管组合短柱轴压性能试验及有限元分析

为了研究FRP管-混凝土-钢管组合短柱的轴压性能,进行了3个实心组合短柱的轴压试验.基于非线性有限元分析软件ANSYS,通过选择合适的单元类型以及材料的本构关系,对实心组合短柱进行了数值仿真分析,并与试验结果进行对比,证明了所采用的非线性有限元分析模型可以较好地模拟实心组合短柱的受力过程.结合已建立的有限元模型,开展了参数的敏感性分析,探讨了FRP管厚度、钢管厚度和强度、核心混凝土强度等参数对实心组合短柱轴压性能的影响.模拟结果表明:FRP管厚度对实心组合短柱的轴压性能有显著影响,钢管厚度和强度对实心组合短柱的影响规律较相似,对第二线性阶段斜率均无影响,其中钢管厚度对实心组合短柱的初始刚度略有影响,核心混凝土强度变化对极限承载力有较大影响.     

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。     

关于壳单元连接条件的进一步探讨

关于壳单元连接条件的进一步探讨@吴曾谅@淡勇...     

基于NASTRAN的FRP反曲弓设计分析及寿命计算

弓箭作为我国非物质文化遗产及传统体育文化的一部分,应当受到继承与发扬．目前国内专门针对传统弓箭弓形受力的分析研究较少,现行弓箭基本停留在经验设计与制造层面上．为改进反曲弓制造工艺,本文设计了一款FRP片弓结构的反曲弓,通过对其进行有限元分析,找出了其应力集中处在弓把与弓臂的连接处,最大应力约为340MPa,并通过疲劳损伤累计理论估算最大应力（满载）下弓箭的寿命约为2年．     

带肋旋转薄壳的新型有限单元构造及编程

针对用途广泛的带加劲肋的旋转薄壳,在进行相关的壳体力学分析和假设的基础上,开发出专为带肋旋转壳体结构分析之用的新型有限单元模型,并结合已有的有限元分析软件系统,进行专用子系统开发,将新型壳体单元嵌入通用的计算软件分析系统之中,为带加劲肋壳体的结构设计和优化分析提供方便．     

旋转对称壳体温度场的有限元分析

提出一种适合于分析旋转对称壳体温度场的壳体温度单元。此种单元假设温度沿厚度方向的变化可以用二次函数表示，从而精确地满足内外壁的各类边界条件；温度沿子午线方向的变化采用一般的插值函数表示、利用多点约束方程实现和旋转对称体单元的联结。由此建立的有限元分析的表达格式在数据准备和计算机运算时间上与现行算法比较都有很大程度的节省。实际算例表明此种单元的精度也是很好的。     

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.     

含动态再结晶粘塑性模型的参数识别

针对含动态再结晶粘塑性模型中的材料参数应用传统的测试方法很难准确测定的问题,吸收了遗传算法、增广高斯-牛顿算法、Levenberg-Marquardt算法和可变多面体算法的优点,构造了一套混合的全局优化算法.以26Cr2Ni4MoV为例,以镦粗实验提供的实验数据和刚塑性有限元模拟提供的数值解差值的l2范数的平方作为目标函数,应用构造的算法识别了该模型中的材料参数,计算结果和实验结果符合良好.     

轴对称层合壳的非轴对称温度场分析

从理论上分析复合材料轴对称层合壳体受非轴对称热载问题的特点，指出利用Ｆｏｕｒｉｅｒ级数部分离散半解析方法求解时，同阶级数对称项系数与反对称项系数相互耦合的原因和必然性。针对这一特点，提出了正确的分析方法。