基于APDL的桥梁参数化建模方法

以混凝土斜拉桥A字型桥塔为例,基于APDL语言研究桥塔有限元参数化建模方法.首先研究相关特征提取算法,提取斜拉桥点云模型特征点;然后使用ANSYS软件,建立桥塔有限元参数化模型;最后分析模型结构,建立相关数学约束关系.该方法实现了对有限元模型的参数化控制,缩短了有限元模型建立的周期.     

桥塔纵向作用下悬索桥主缆的非线性参数振动

研究特大悬索桥施工过程中主缆非线性参数振动问题.综合考虑主缆垂度、大变形引起的几何非线性等因素,将桥塔塔顶振动考虑为主缆的参数激励项,利用Newton定律建立的主缆参数振动控制方程,运用Galerkin和多尺度方法对主缆参数振动进行了理论分析,以某悬索桥中的主缆为例,运用有限元程序计算了桥塔的前20阶频率,通过桥塔与主缆的第一阶面内频率匹配,0号桥塔的第11,13阶振动及3号桥塔的第4阶振动激发主缆参数振动的可能性最大,数值分析了主缆发生参数振动时的位移时间历程和索力变化规律.研究结果表明,当桥塔的局部振动频率约为主缆振动频率的2倍左右时,主缆容易发生参数振动,发生参数振动时,位移响应显著,缆索张力增量很小.     

The mechanical response of multi tower continuous span suspension bridge deck pavement based on whole bridge analysis

The effect of multiple span suspension structure on the mechanical response of bridge deck pavement was studied, and finite element analysis (FEM) of stress and strain of pavement according to the bridge floor system features of super-long and high flexibility was made. Meanwhile, the FEM results were compared with those of the single span suspension structure. Three-stage analytic hierarchy process (AHP) is developed to analyze the mechanical response including whole bridge analysis, partial beams section analysis and orthotropic plate analysis. The most unfavorable load position was determined by the numerical solutions acquired from each stage to study the main mechanical index of multiple span suspension structure. The FEM results showed that the mechanical response numerical solutions by using the three-stage AHP are greater than those by simplified boundary condition, and the force condition of multiple span suspension structure is worse than that of the single span suspension structure.     

斜拉桥索塔参数共振的数值研究

建立了斜拉桥索与塔的参数共振的数学模型,推导出索塔参数振动的控制方程,并对其进行了数值积分求解,考虑桥塔为弹性连续体.通过对数值结果的分析得出,在一定条件下,拉索可能由于桥塔振动而引发参数共振现象,并且该振动特性与索的振动频率、倾斜角度、静力垂度、初张力等有关,还和桥塔的一些结构性质有关.最后结合数值算例,讨论了阻尼的影响和减小拉索参数共振的可能性.     

Research on the stiffening girder erection sequence of three tower suspension bridge

Compared to the conventional two-tower suspension bridge, the three-tower suspension bridge has obviously different characteristics in structural performance because of the extra middle tower and main span. The construction sequence for the stiffening girder is significantly different between the three-tower suspension bridge and the two-tower suspension bridge. The tangential angle of the main cable is one of the controlling factors of the stiffening girder erection stage for a suspension bridge. According to 5 feasible cases for the stiffening girder erection scheme in Taizhou Bridge, the research about the tangential angle in each case mentioned above was made, and some factors that should be taken into account for the erection scheme of stiffening girder were pointed out.     

Software development of modeling assistant for continuous suspension bridges with multi pylon

Building a reasonable and accurate finite element model is the first and critical step for structural analysis of complicated bridge. In this article, modeling assistant for continuous suspension with multi-pylon is developed based on .Net platform, with VB.Net, C# language and OpenGL graphic technique. With parameterized modeling method, finite element model of this kind of bridge can be built quickly and accurately, and multi-type element modeling with uniform parameters is realized. With advanced graphic technique, three-dimensional model graph can be real-timely previewed for intuitive data check. With an example of practice project, the accuracy and feasibility of this modeling method and practicality of this software are verified.     

基于ANSYS的桥梁强迫振动分析

针对桥梁震动分析中的桥梁(主要指公路桥)在移动车辆荷载作用下震动的古典问题,运用有限元方法并借助大型有限元分析软件ANSYS中的二次开发语言APDL进行分析.分析了匀速常量力作用下和匀速移动简谐力作用下的情况,仿真结果说明用ANSYS分析的结果与经典桥梁震动分析的理论近似解吻合很好.讨论车辆质量与桥梁质量相比较小的情况,忽略了移动荷载的质量,避免了变系数微分方程求解的困难.     

基于监测信息的悬索桥地基基础安全性评估

为利用监测信息自动对桥梁地基基础的安全性进行评估,在介绍润扬大桥地基基础监测系统的基础上,基于层次分析法的基本原理,提出了润扬大桥南汊悬索桥地基基础安全性评估的层次结构与体系,并在力学机理分析的基础上以百分制形式定量给出各个因子的评分标准.应用表明,由于本方法将专家确定权值与利用现场监测信息计算各个因素分值相结合,便于实际应用,多次评估结果能够准确地反映了桥梁基础的安全状况.     

混凝土自锚式悬索桥模型试验研究

抚顺市万新大桥全长476.15m,主桥为15m 70m 160m 70m 15m的双塔双索面混凝土自锚式悬索桥.模型试验对万新大桥主桥模型的静力性能和动力特性进行了详细研究,并与理论计算结果进行了比较,模型试验结果与理论分析相吻合.试验表明中小跨度混凝土自锚式悬索桥的受力基本符合线弹性,可以用线弹性理论进行分析;用现有的有限位移理论分析混凝土自锚式悬索桥的静力和动力特性,并进行抗风、抗震设计是可靠的.     

基于ANSYS的钢筋混凝土T形梁优化设计三维实体建模技术研究

利用有限元分析软件ANSYS对钢筋混凝土T形梁进行优化设计,关键是参数化模型的建立,如果模型建立不当．就会出现错误结果或出现较大误差。通过对ANSYS在钢筋混凝土T形梁优化设计中的应用研究,给出了建立钢筋混凝土结构T形粱参数化三维实体模型的方法。     

双柱悬索拉线塔塔柱参数共振研究

双柱悬索拉线塔在强风荷载作用下会出现动力失稳现象,准确评估它的动力稳定性对输电线路的安全性具有重要意义。本文先根据双柱悬索拉线塔塔柱的受力特点,将其简化为下端铰支、上端弹性支撑的等截面柱;接着运用Hamilton原理建立偏微分运动方程,并通过Galerkin方法将其分解为常微分方程,然后根据鲍洛金提供的方法建立临界频率方程,从而得到塔柱的主要动力不稳定域;最后从实际工程中选取双柱悬索拉线塔进行算例分析,结果表明此算例中的塔柱不存在参数共振现象。     

基于影响线多源信息融合的悬索桥损伤识别

为了精确识别悬索桥结构构件的损伤位置及程度,建立悬索桥空间结构有限元模型,通过模拟准静态加载提取并分析结构的位移、应力影响线,并构建了影响线曲率差指标,通过提取结构振型与频率,构建悬索桥结构柔度矩阵,并构造柔度曲率差变化率指标,用于悬索桥结构构件损伤识别。基于Dempster-Shafer证据理论融合影响线与柔度指标,对模型中纵向下弦杆、纵向斜腹杆和吊杆的不同位置与程度损伤进行识别敏感性研究。研究表明,柔度曲率差变化率损伤识别指标比影响线损伤识别指标对悬索桥构件损伤更为敏感,信息融合指标比单一损伤识别指标损伤定位精度更高,且具有较好的噪声鲁棒性。     

基于SolidWorks的一阶椭圆齿轮参数化建模研究

针对椭圆齿轮在设计方面存在的计算复杂、效率低等缺点进行椭圆齿轮的参数化设计及自动建模的研究。根据椭圆齿轮节曲线和齿廓的基本理论建立数学模型,在理论分析的基础上以一阶椭圆齿轮为例,利用MATLAB程序设计语言编程求解椭圆齿轮的节曲线、齿轮齿廓曲线和齿形图。借助SolidWorks的宏录制功能进行二次开发,实现椭圆齿轮的参数化设计及自动建模;随后使用SolidWorks的VBA界面设计功能设计出一个界面,用户只需要在此界面的输入框里输入齿轮的参数并运行,便可由SolidWorks自动创建一个椭圆齿轮。     

独塔自锚式悬索桥主缆锚固节点三维光弹性试验研究

对福州鼓山大桥主缆锚固区进行三维光弹试验,分析主缆锚固区局部应力分布规律和应力集中程度.结果表明:锚固区与箱梁间传力顺畅;锚垫块作用处、索孔周边、截面突变处、凹角等区域应力集中现象较为明显;索孔核心区上方、锚固区后部的横隔板出现较大的拉应力,在设计中应加强这些部位的构造措施和配筋.     

基于CATIA CAA的电阻焊参数化建模

汽车座椅产品焊接点和焊接类型多,焊接要求质量高,商业CAD焊点工艺设计效率低,而且不满足客户化需求,亟需通过自定义开发实现自动化工艺设计。针对以上问题,基于对汽车座椅骨架电阻焊工艺参数和约束条件的分析,提出了以CATIA CAA用户界面设计、自定义对象、参数验证和实体创建为技术路线的焊点/缝建模框架,然后针对螺母边焊的焊点直径计算、焊点中心至边线距离计算展开了参数自动计算和验证问题研究,最后通过CAA二次开发实现了汽车座椅骨架电阻焊工艺中的平板凸焊和螺母焊的参数化建模。结果表明,通过CATIA高级开发功能能够实现电阻焊自定义对象创建和工艺参数化管理,满足高级客户需求。CATIA CAA具有完整的用户界面设计、对象扩展、几何拓扑对象编辑功能,因而具有强大的自定义对象能力,能够有效应用于成熟客户。     

Research on dynamic characteristics model test scheme for middle pylon of multi pylon multi span suspension bridges

Multi-pylon multi-span suspension bridge is a new type super flexible structure system, and the rigidity design of middle pylon is one of the main difficult technical issues. Due to the requirements of longitudinal rigidity, the structural form and the corresponding foundation type of middle pylon are different from those of the ordinary steel pylon, and the complicated dynamic characteristics make the calculation quite difficult. In this article, exploration has been made in selection of similarity ratio, selection of model materials, section simulation, restriction conditions simulation, fixing of mass blocks, fabrication scheme and testing method by taking into account different construction and working conditions such as restriction conditions and working environment of a 3-pylon suspension bridge, to conduct the test experimental design of the dynamic behavior of the middle pylon, with the purpose to reveal its dynamic characteristics and make comparison and analysis with theoretical assumptions, to provide basis for anti-wind and anti-seismic design and as a reference for the design and research of 3-pylon 2-span suspension bridges in the future.     

三塔自锚式悬索桥主索鞍约束体系研究

以三塔自锚式悬索桥一福州市螺洲大桥为工程背景,采用有限元法分析不同的主索鞍约束体系对结构受力与变形的影响.主要从主梁与主塔的变形和内力、主缆水平不平衡力及抗滑安全等方面研究其变化规律.结果表明,主索鞍固结方式能有效减小主梁的挠度与弯矩,主索鞍有限位移方式能有效减小主塔水平位移及塔顶两侧主缆的不平衡力,提高主缆的抗滑安全...     

悬索桥锚跨张力控制系统

在以往的悬索桥施工中,通常只对主缆线型进行控制,不对主缆索股张力进行特别控制,从而成桥后的主缆线型及结构安全系数难以保证.为了确保悬索桥锚跨索股张拉完成后,主缆线型保持稳定,且各索股受力保持均衡,以宜昌悬索桥为例,在主缆索股张拉过程中对各种索力控制方法进行了多次试验并对测试结果进行对比分析,提出了一种采用高精度压力传感器的系统控制方法,并对控制系统的部分组成设备进行开发,最终形成一套完整的控制系统.实际应用结果表明：该控制系统可以很好地实现对主缆线型和锚跨张力的双向控制;整个控制系统的仪器设备操作简单,控制方法可靠、易于掌握,并具有较高的控制精度.     

基于频率法的自锚式悬索桥吊索力测试与分析

为准确获取自锚式悬索桥体系转换中的吊索力,采用频率法对南京夹江桥进行吊索力测试.通过部分具有代表性的吊索的压力环测试读数验证了所采用的吊索参数和吊索力计算公式的精度与实用性,提出了吊索自振频率的确定方法,重点分析讨论了空间吊索面内、面外振动,吊索计算长度的选取等因素对索力测试精度的影响.测试结果表明,面内振动受桥面施工影响较大,根据拉索面外振动可以更好地确定拉索基频,从而准确测出拉索内力;同时,应充分考虑减震器和刚性锚头等因素对吊索计算长度的影响,其选取不当会造成测试结果的极大误差.     

基于Pro/Engineer二次开发的齿轮优化设计及参数化造型系统研究

研究了基于Pro／Engineer开发的齿轮优化设计及参数化造型系统的方法,用该方法在Pro／Engineer二次开发工具Pro／Toolkit中调用Visual C＋＋6．0环境下编写的C语言程序,实现了与Pro／Engineer的接口开发,并利用基于惩罚函数内点法的优化方法,实现齿轮的优化设计．结果表明,该系统计算结果正确,具有工程应用价值．