悬索结构非线性有限元分析

提出了一种适合于悬索结构空间非线性分析的三节点等参数索单元有限元模型,在三维整体坐标下,由就的定义得到了可以考虑任意高阶位移影响的非线性应变几何关系,采用Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ坐标描述法,并由虚功原理建立了非线性有限无限元增量方程及切线刚度和矩阵,算例计算表明,本文方法可用于各种悬索结构的计算分析。     

悬索结构平衡及振动非线性有限元分析

采用五节点索单元,提出了悬索结构平衡及自由振动非线性分析的一种新的有限元方法,将索元变形后的位置用修正的ａｇｒａｎｇｉａｎ坐标的四次多项式来表示,并在索元变形后的位置上由虚功原理建立了非线性有际元基本方程,所的非线性有限元分析方法可充分考虑拉索的几何非线性特性的影响,并给悬索结构的线形结构的找形及振动分析带来方便,此外,对单索结构的平衡及自振特性进行了计算分析。     

悬索结构的双重非线性有限元分析

本文采用线性强化模型,建立了悬索结构双重非线性有限元分析的方法,并编制了计算程序.通过索网结构的极限载荷实例计算,使本文的方法及程序得到了验证。     

悬索式多模多馈天线的结构分析与计算

在对悬索式天线面的结构分析与计算中,若将悬挂线简单地视为直线,则难以保证天线施工后的成型良好。为此,本文提出一种工程实用的悬索式多模多馈天线的较为精确的结构分析与计算方法。首先根据各悬挂点高度保持不变的特点,应用悬垂线方程式计算各悬挂点半径,然后应用力矩公式修正以上计算结果,确定振子线各节段的长度。本方法适用于不等大小、不等间距集中荷载作用下的线天线悬索,可以保证天线施工后的成型良好,与传统的几何计算方法相比,本方法得出的解更为精确。     

几何非线性因素耦合作用下悬索管桥索结构的应力分布

针对悬索管桥索结构体系的几何非线性行为,进行了耦合作用下索单元刚度矩阵的分析。在此基础上以某黄河悬索管桥为原型,建立了悬索管桥有限元仿真模型。通过找形计算确定了索结构的初始位置。并在正常运营的工况下对该管桥采取非线性有限元分析,得到主索、风索、下稳定索、吊索及系索五种索结构的应力分布规律;同时利用工程检测数据验证了所用理论、所建模型和模拟结果的正确性。研究结果表明:在正常运营的工况下,悬索管桥各个索的应力值都远小于其标准破坏强度1 570 MPa;主索、风索、下稳定索的轴向应力沿桥中心呈对称分布;吊索体系、系索体系的各对索的应力以各自的第27对索为中心,也呈对称分布;应力最大的系索不是第27对系索,而是其两侧附近的系索。     

悬索结构大位移分析改进的两节点索单元模型

基于非线性弹性理论,提出了适合悬索结构大位移分析的改进的节点索单元有限元模型,在 移函数的表达式中计及了索元自重垂度的影响,从而克服了目前悬索结构普遍采用的现代了点索元无法直接计及自重垂度影响的缺点。     

预应力悬索结构的动力模型及模态响应分析

为分析大跨悬索空间结构的动力反应,在两节点悬链线索单元的基础上,在大跨悬索结构中的索单元中引入压弯变形研究索径增大所引起的影响。提出了空间索单元模型,并利用Hamilton变分原理推导了索单元的运动方程,通过伪静力方法进行求解。以单索和张拉悬索屋盖为算例,验证了单元分析模型在分析大跨、大直径悬索结构动力性能方面的可靠性与实用性。结果表明,空间的索动力反应分析模型,可以对跨度和自重较大的预应力悬索结构的动力响应快速准确的预测,为实际工程在初期设计时提供实用参考。     

三塔斜拉-自锚式悬索组合结构计算方法及参数分析

为了掌握三塔斜拉-自锚式悬索组合结构的力学特点和计算方法,以汉中市西二环特大桥为例,进行了成桥状态计算方法研究,并结合实际工程中常用的结构参数对其进行力学性能影响分析.结果表明,该类结构在计算中非线性效应较突出;对于自锚式悬索体系部分,处理好悬索体系主缆矢跨比和背索在主梁上的锚固间距可优化副塔受力;对于斜拉索体系部分,主梁的截面形式及斜拉索的锚固间距对结构影响不大.     

稳定的复数域上状态反馈系统的几何结构

从信息几何的角度使用新的方法研究稳定的复数域上的状态反馈增益系统. 首先, 给出所有稳定的状态反馈增益集合的参数化. 进而,可知稳定的状态反馈增益集合微分同胚于满足一定代数条件的正定Hermite矩阵和反Hermite矩阵的笛卡尔积;其次, 探讨稳定矩阵中稳定的状态反馈增益系统的几何结构;然后,给出状态反馈增益的一个浸入;最后, 举例说明结果.      

兰州地区无偿献血者成分结构及心理状态分析

文章对兰州地区无偿献血者成分结构及心理状态进行了分析 ,并对做好献血工作提出了几点思考。     

幕墙支承体系双层索结构初始预应力分布

双层索结构是指由张力索和压杆组成的、具有预应力自平衡的新颖结构体系.初始预应力分布的计算是双层索结构受力分析的基础.在讨论双层索结构静动定体系特性的基础上,利用平衡矩阵提出了一种求解双层索结构初始预应力分布的线性化方法,并编制了相应的电算分析程序.算例表明该方法计算简单,易于被工程设计人员采用.     

空间索形自锚式悬索桥初始平衡状态分析

通过缆索系统与塔梁系统的整体分析,对空间索形自锚式悬索桥的初始平衡状态展开研究.主要研究空间缆索系统的吊索——主缆耦合特性,以及自锚式的自平衡特性.先建立空间缆索竖平面为抛物线、水平面为节段线的简化模型,结合最小势能原理推导了解析简化公式.后采用Steffens-Newton法求解耦合的缆索真实模型,结合有限元给出全桥平衡态的数值迭代方法,并编制了程序SASB-IESA.两种算法分别求解算例,对比了二者精度,指出其各自适用性.     

斜拉索非线性分析的状态修正法

Ｅrnst公式常被用于计算斜索的弹性模量,但在某些情况下它会造成索力与索拉伸量之间关系的不闭合,为此利用斜拉索外形与索力的协调方程,提出了一种适合斜拉索非线性分析的状态正法,并由算例证明了此法的正确性、实用性。     

索结构几何非线性分析的悬链线索单元法

基于索的基本假定和悬链线平衡方程,通过对沿索曲线均布荷载作用下的索段分析,得到了索端力和索的几何线形之间的对应关系;进一步通过索单元的柔性迭代分析,获得了内力改变和位移增量之间的关系,进而得到索单元的刚度矩阵和节点力,从而建立起了空间悬链线索单元的几何非线性有限元分析方法.经典算例结果证明了空间悬链线索单元的正确性,同时具有较高的精度,可为大跨度悬索桥、斜拉桥以及张拉结构等几何非线性较强的结构精确分析提供强有力的计算工具.     

索网结构找形平衡形态弹性化与零应力态分析

提出了索网分析全过程的6个状态：初始几何态、找形平衡态、弹性平衡态、零应力态、预应力态、荷载态,5个分析过程：找形分析、弹性化分析、预应力分析、逆分析、荷载分析,阐述了各状态参数,论述了各分析过程数学模型.结果表明：索网理想零应力态一般不存在,在结构分析中可采用近似假设零应力态;根据弹性平衡态,采用逆分析法可得到合理近似零应力态.另外,介绍了ANSYS/EASY软件索网分析过程和方法,比较了两者零应力态的数学模型.最后,通过2个索网算例,验证了不同零应力态在预应力分析后的平衡预应力态的较大差异.     

铁路轨道几何状态检测系统的研制

为了解决铁路轨道几何状态检测中遇到的检测基准问题,研制了一个采用无衍射激光作为检测基准的检测系统。系统采用装有CCD摄像机和倾斜传感器的检测小车沿轨道移动,在待检测位置摄取与轨道基本平行的无衍射激光图像,经图像处理获取激光图像的中心坐标,结合倾斜传感器测出的倾斜角度,计算出轨道的几何状态。介绍了检测系统的结构。详细讨论了检测原理。分析了系统误差。用波长658nm的激光器,640×480像素摄像机,光靶分辨率为0．1172mm／像素,在25m处摄取50幅图像,标准偏差横向为0．216mm,纵向为0．219mm。系统已获得工程应用,取得了满意的结果。     

滑动环索连接节点在弦支穹顶结构中的应用

提出了弦支穹顶结构滑动环索节点的连接方式 ,应用冷冻升温结构分析方法研究其受力性能 ,并与非滑动环索连接节点的计算结果进行对比 .计算结果表明 ,当结构承受半 (偏 )跨荷载时 ,滑动环索的连接方式对上部网壳结构的受力性能几乎没有影响 ,但却可以大大降低环索、斜索和撑杆的内力幅值 ,使其均衡 ,极大地改善弦支穹顶结构的受力性能     

预应力索结构位移控制

基于索杆体系矩阵分析的基本理论，借助优化方法，提出了预应力索结构的位移控制方法．在保证预应力索结构各索段一定的预应力水平且不致松弛的情况下，通过改变结构中某些索段的长度，来达到控制节点位移的目的．此方法可应用于精密结构的形状控制．