拱——桁梁组合体系侧倾稳定分析有限元法

本文提出了拱——桁梁组合体系桥梁的侧倾稳定分析方法.整个结构除拱门架部分划分为子结构单元外,其它均划分为连续体组合单元.作者演引了几何刚度矩阵及子结构单元与连续体单元间的变换矩阵。并编制了程序,对正在建造的一座长江大桥进行了稳定计算.计算结果表明结构有足够的侧倾安全度.此外,对该桥型做了侧倾稳定模型实验,试验结果证明本方法有良好的精确度.     

桁梁桥的弹塑性侧倾稳定

本文根据李国豪的实用桁梁扭转理论,演引了桁粱侧倾稳定有限元公式,并用该公式分析了桁梁的弹性及弹塑性稳定性能,最后提出了桁梁弹塑性稳定分析的实用公式。本文提出的桁梁弹塑性分析的有限元法及近似公式都用空间杆系方法进行了验证。结果表明,本文提出的方法有良好的精度。     

梯形桁梁桥侧倾稳定分析的一种有限元法

本文将梯形桁梁桥的斜桥门架节间视作一子结构,通过其非满秩的失稳模态矩阵对子结构的刚度阵和几何刚度阵进行线性变换,得到子结构略去高阶失稳模态座标下的刚度阵和几何刚度阵;对于梯形桁梁桥的中间桁梁段则用桁梁梁段单元进行处理。这样,通过斜桥门架稳定子结构的广义位移与相邻梁段单元的广义位移之间的几何关系,即可得到计算梯形桁梁桥侧倾稳定的子结构与梁段单元相结合的有限元方法。本文给出了算例,并将结果与其它方法的结果进行了比较。结果表明,该方法具有很好的精度。     

抛物线型的曲杆单元刚度矩阵

本文推导了抛物线型的曲杆单元刚度矩阵用以代替通常采用的平面直杆单元刚度矩阵对拱进行的有限元分析，可减少结构的单元划分数量．计算表明；它不仅提高了计算精度，而且可节省计算机的内存量和计算时间，是拱的非线性有限元分析中一个有效的计算途径。     

列车-上承式桁梁桥横向动力分析

将列车-上承式桁梁桥作为一个耦合的整体系统进行研究，上承式桁梁桥采用桁段有限元单元模拟，列车采用具有21个自由度的2系弹簧车辆空间振动模型，应用弹性系统动力学总势能不变值原理及形成矩阵的“对号入座”法则，建立列车一桥梁时变系统的整体横向振动方程，使用机车车辆轮对或转向架实测蛇行波为激振源，计算了一列货物列车以5种不同速度通过桐模甸上承式钢桁梁桥时的列车-桥梁系统的横向动力响应，计算结果表明：采用本文方法计算列车-桥梁系统的横向振动是切实可行的，这为研究上承式桁梁桥的横向刚度及研究高速列车-桥梁振动提供一种方法。     

机床基础件静刚度的有限单元法计算

本文从定量分析机床基础件静刚度的目的出发。按零件的特点,提出带筋空间板系组合结构的有限元计算方法。采用了三种不同类型的单元。对一般的梁元刚度矩阵作了修正,使其更接近结构的实际情况。还介绍了为减少所需内存容量,缩短计算时间和简化计算准备工作的各种措施。     

新型钢-砼组合简支桁梁桥自振频率研究

建立了钢-砼组合简支桁梁桥振动性能的力学分析模型,并推导了基于自由界面模态综合法计算结构自振频率的基本原理和公式,以西平铁路80m钢-砼组合桁梁桥的实桥模型为基础,应用有限元软件Midas建立了钢-砼组合桁梁桥模型并对其进行了模态分析,通过脉动试验的自振频率测试结果和有限元分析结果验证了自由界面模态综合法计算桥梁自振频率的准确性和高效性,采用有限元数值计算的方法研究了桥面宽度、腹杆和横撑刚度、槽型梁及上弦杆截面尺寸对钢-砼组合桁梁桥自振频率的影响.     

钢筋砼桁梁侧倾稳定性分析的超级单元法

针对钢筋砼箱形截面桁梁桥的侧倾稳定性分析,提出一种基于薄壁杆件理论的新型超级单元。通过采用结构矩阵分析中的逆步变换原理和静态凝聚方法,得到了超级单元刚度矩阵,并利用文中提供的算法编制了FORTRAN语言计算程序LSAP。由于超级单元具有较少的自由度,所以本文算法降低了对计算机内存和计算机时的需求,利用微机即可有效地分析工程问题。文中对一桁梁桥设计方案进行了实际计算,并与桁梁桥挠曲扭转理论计算结果进行了对比。     

钢-混凝土组合空腹板架静力特性理论研究

钢-混凝土组合空腹楼盖是一种新的构造形式.结合一算例,利用 ANSYS有限元软件,建立了组合空腹楼盖的三种计算模型:空间梁单元与壳单元的混合元模型、空间壳单元模型、壳单元和块体单元模型三种理论计算方法,对这三种计算模型作分析对比,得到了静荷载作用下该类结构的内力分布规律及其他一些有价值的结论.     

钢筋砼桁梁桥侧倾稳定性分析的超级单元法

针对钢筋砼箱形截面桁梁桥的侧倾稳定性分析 ,提出一种基于薄壁杆件理论的新型超级单元 .通过采用结构矩阵分析中的逆步变换原理和静态凝聚方法 ,得到了超级单元刚度矩阵 ,并利用文中提供的算法编制了FORTRAN语言计算程序LSAP .由于超级单元具有较少的自由度 ,所以本文算法降低了对计算机内存和计算机时的需求 ,利用微机即可有效地分析工程问题 .文中对一桁梁桥设计方案进行了实际计算 ,并与桁梁桥挠曲扭转理论计算结果进行了对比     

拱桥荷载横向分布的理论分析

拱桥的荷载横向分布计算,作为拱桥内力空间分布的一种分析方法,是亟待解决的实践与理论问题。本文试图从理论上对此进行分析。近似地以常截面双铰元弧拱桥承受沿拱轴按元函数分布的径向外荷载作为分析对象,着重针对我国广泛采用的双曲拱桥。首先讨论单片拱的主要荷载形式,分析单片拱的受力和变形,进而组合、计算多片拱体系的空间受力和变形,由此求出各片拱的轴力和不同截面的弯矩的荷载横向分布规律。所用的方法可以说是以一整片拱为单元的有限元力法。对固端拱、多孔连续拱和拱上建筑的处理,作了讨论和实用的建议。这里的理论分析表明,在相邻拱片之间可能产生相当大的纵向剪力,它可能是在一些建成的曲双拱桥的小拱波顶上出现纵向裂缝的主要原因。     

用面向对象的方法实现有限元的子结构法

有文献给出了有限元单元的抽象类,抽象单元派生出单元是具体的三角形单元、四边形单元等,作者将子结构作为抽象单元类派生出的一种特殊单元,在面向对象的有限元分析中加入子结构计算功能只需对程序作很少的改动,采用对子结构单元刚度矩阵作一次Choleshi分解,多次使用分解后的三角矩阵的方法,大幅度减少了凝聚矩阵时计算工作量,作者给出了子结构类定义和采用子结构计算与整体结构计算的结果比较。     

组合体系拱桥影响线计算方法及程序

本文以组合体系拱桥为典型结构,用结构矩阵分析的直接刚度法进行了分析,并编制了相应的电算程序。文中介绍了三种类型立柱的单元刚度矩阵,用子结构法计算变截面杆的方法,以及等效节点荷载的算法。还用“代替杆”模拟中间铰支座,进行了对比分析。使用本方法及电算程序进行组合体系拱桥计算将可以代替过去所谓的拱和拱上结构共间作用的繁琐分析和大量计算工作,从而大大加快设计计算速度。     

分体式组合小箱梁桥空间有限元建模方法

为解决对分体式组合小箱梁桥桥型进行空间有限元分析时所遇到的各片箱梁间翼缘纵向湿接缝如何准确模拟等问题,为寻求合适的空间有限元建模方法,以由4片分体式组合箱梁组成的40 m单跨简支梁桥为研究对象,利用大型有限元软件MIDAS/Civil,分别建立了实体单元计算模型、梁板单元组合计算模型及改进的梁格法计算模型,对比分析了在4种荷载工况下各片箱梁跨中位移解。计算结果表明:实体单元计算模型计算结果准确但建模复杂,与其相比,梁板单元组合计算模型最大误差为-5.4%,改进的梁格法计算模型最大误差为-2.3%。改进的梁格法计算模型为该桥型合适的有限元建模方法。     

桁梁桥横向联结系的实用空间计算

根据李国豪的桁梁扭转理论,本文提出了一种计算桁梁桥的梁单元有限元法。在此基础上,分析了两种类型的铁路简支钢桁梁桥,特别是其横联的力学功能,归纳得到了横联剪力H的实用计算公式。为了验证梁单元有限元法的可靠性,本文除介绍了一个模型试验的结果之外,还与空间杆系有限元法的计算结果进行比较。结果表明,本方法有足够的精度.     

空间板块组合结构有限元网格自动生成

本文提书一种空间板块组合结构有限元网格自动生成的方法。其原理为:以等参单元形成刚度矩阵的形状函数为坐标变换式,将空间任意曲面或块体变换成规则图形子域,对规则子域进行划分,然后计算各节点在原坐标系中的坐标值。并且,开发了相应的程序,该前处理技术对于复杂的单元划分有重要的实际意义。     

桁梁结构空间计算的三节点截面

利用二次多项式位移函数导出了一个桁架结构的三节点截面桁段单元,提出了桁梁空间计算的三节点截面桁段有限元法,该方法适当地考虑了主桁弦杆节点刚性,桥面系横梁局部弯曲,斜桥门架及横联横梁局部弯曲的影响.算例表明,计算结果可靠、自由度较少,比较适用于大跨度桁梁桥的空间结构计算分析.     

分支传递矩阵和有限单元组合法

本文致力于改进国际上新兴的计算结构自振特性的传递矩阵和有限单元组合法(FETM方法)。文章提出的分支传递矩阵和有限单元组合法,将FETM方法的适用范围扩大到几何形状和边界条件成阶梯形变化的平板,并用若干实验和算例作了验证。     

基于精确解析解的索单元

完善了基于悬索精确解析解的两节点平面索单元，包括带节间集中力的索单元、两端带刚臂的索单元．从理论上推导了空间索单元的平面外刚度系数，并通过坐标转换矩阵将空间索单元统一到平面索单元上，也可考虑在组合均布荷载作用下的索单元．这种索单元可用于悬索桥、斜拉桥等结构的非线性有限元分析中．通过两个算例的计算表明，该方法是精确有效的．     

钢管混凝土拱极限承载力计算及相关参数分析

采用考虑材料非线性的钢管混凝土拱极限承载力计算方法,对两个模型拱进行了极限承载力计算及相关参数分析．在该方法中,对钢管混凝土拱结构采用纤维单元模型,该模型假定钢管与混凝土完全粘接,钢管对核心混凝土的套箍作用体现在以一维形式表达的核心混凝土的应力一应变关系曲线之中．针对材料非线性分析中单元内各点刚度参差不齐的特点,采用单元内设小元的方法(相当于子结构),编制了非线性有限元程序．在该程序中,计算模型完全是基于小元层次进行的,比如：单元刚度矩阵由小元刚度矩阵凝聚而成,单元节点的残余力由小元节点的残余力构成,故只需改变单元内小元个数这一个参数,就可实现对结构的重新划分,极大地降低了非线性方程组的阶数,且方便实用．在程序计算结果得到模型试验结果验证的基础上,还分析了套箍系数、截面含筋率及混凝土强度对结构极限承载力的影响。