大直径圆筒结构码头性状分析

以广州某经济开发区1－5万t级大圆筒结构码头工程实例为原型，采用三维的有限元方法对大直径圆筒结构性状进行分析，对刚性筒体采用八节点非协调元离散，对筒土界面采用三维刚塑性接触单元进行模拟，研究了筒土相对刚度，基档土体工程性质，填土的工程性质，筒体的筒高与简径比，筒高与筒体埋深比对筒土相互作用的性状的影响。     

考虑土拱效应的沉入式大圆筒结构筒后土压力分布

提出了计算沉入式大圆筒结构筒后土压力的新方法。在研究过程中引入土拱效应的概念,考虑了圆筒变位模式对土压力分布的影响。取筒后微分土条进行受力分析,得到求解土压力的基本微分方程,并求得其解析解。通过与实验数据比较可知,计算方法与实测值符合较好。     

浅沉式大直径圆筒结构稳定性计算

利用模型试验探讨浅沉式大直径圆筒结构的内，外土压力状态，确定了作用于曲面结构的径向土压力转换为垂直轴线向土压力的折减效应，提出了结构稳定性计算方法。     

大直径圆筒土压力平面分布的计算方法研究

大直径圆筒码头现在实际工程中广泛运用,然而对于它的土压力的平面分布的研究不多。工程中多采用简化为平面的方法,本文从两个相邻圆筒之间的土体微分单元的平衡进行分析研究,推导出计算大圆筒土压力平面分布的一组新公式。     

一种切力模型下大圆筒结构位移的迭代算法

提出了一种作用沉入式大直径圆筒内，外壁上的土体竖向切力模型，该模型假设土体的竖向剪切变形刚度系数与土中深度和筒体位移成比例，得到了求解筒体位移的平衡方程为一非线性方程组，为此建立了求解这一方程组的迭代算法，并用模型试验结果对其进行了检验，计算结果与试验结果吻合较好。     

无底圆筒结构内填土压力分布和抗倾有效比计算

由于无底圆筒结构与有底结构相比,在结构沉降、基底应力等方面存在差异,导致二者的内填土压力分布明显不同,因此,传统的贮仓压力理论不能正确确定无底圆筒结构的筒内填土压力．采用模型试验,量测作用在无底圆筒结构上的土压力,分析无底圆筒结构与内填土和地基的相互作用,探讨圆筒结构在倾覆过程中内填土与筒壁间摩阻力调整机理．通过试验研究和理论分析得到,在对称荷栽作用下筒内土压力分布分为三个区域,在非对称荷栽作用下,由于筒内产生附加力矩而使土压力分布变为两个区域,且抗倾有效比约为对称荷栽状况下的1．10倍,在此基础上,提出了对称荷栽和非对称荷栽(作用有侧向荷载)情况下,筒内填土压力和抗倾有效比的计算方法,前者适用于圆筒施工期的计算,后者适用于使用期的计算．     

沉入式圆筒结构变位临界值及变位计算

为探讨沉入式圆筒结构的变位临界值及其变位计算方法,采用模型试验实测圆筒结构变位值,分析圆筒转角θ与抗倾有效比η和推力矩MH间的关系,并推导了圆筒变位计算公式．试验研究表明,当转角θ≤0．2°时抗倾有效比η逐渐增大,并在θ≈0．2°时达到最大,此时圆筒抗倾能力最强;而转角θ>0．2°时,η和圆筒抗倾能力都明显减小．据此提出圆筒变位临界值θ=0．2°,此时,由转角θ产生的筒顶水平变位△1与筒高H之比为3．5×10-3．     

大圆筒结构-土-波浪相互作用的动力响应分析

针对新型的大圆筒薄壳结构的复杂动力特性,建立大圆筒结构-土-波浪相互作用的三维非线性有限元模型.通过设定无厚度的接触面单元,来模拟薄壳圆筒-土之间的非线性接触特性;采用土体的非线性本构模型,并同时计入波浪等动荷载的作用对结构进行动力响应分析,得到大圆筒上的x方向及y方向应力分布规律,以及应力随波浪力和埋深的变化规律;最终给出了圆筒结构的应力分布函数式及合理的壁厚尺度.     

大直径圆筒振动下沉动力分析方法研究

本文运用纵向强迫振动多自由度结构和土体等代流变模型，对大直径圆筒振动下沉过程进行模拟计算，确定在振动锤作用下大直径圆筒的动力响应、筒壁峰值应力和可沉入性，并通过工程试验结果验证模拟计算方法的适用性，为施工控制提供依据。     

考虑循环软化效应的软基上深埋大圆筒结构承载力分析

大圆筒结构是一种适宜于软土地基上的新型港口水工建筑物,目前主要研究集中在极限承载力分析,而对这种结构在波浪荷载循环作用下的承我力尚缺乏合理的计算方法．基于软黏土的循环强度概念,在大型通用有限元分析软件ABAQUS平台上,通过二次开发,将Duncan-Chang非线性弹性应力-应变关系与Mises屈服准则结合,针对大圆筒等结构及基础形式,基于拟静力分析建立了循环承载力的计算模型．结合长江口深水航道治理二期工程,对软基上大圆筒结构的循环承载力进行了三维非线性有限元计算,并与极限承载力进行了对比．结果表明,与不考虑软土地基强度弱化情况相比,循环荷载作用下大圆筒结构的承载力显著降低．     

Large Displacement Analysis of Tapered Beam Structures

A Bernoulli-Euler beam mechanism for static analysis of large displacement,large rotation but small strain planar tapered beam structures is proposed using the Updated Lagrangian formulation and the moving coordinate method.The object beam is the tapered one whose profile is assumed to be varying linearly.From the governing differential equation of lateral deflection including second-order effects by beam-column theory,the geometric nonlinear tangent elemental stiffness matrix is derived.The nonlinear effect of the bending distortions on the axial action is considered to manifest itself as an axial change in length.The aforementioned stiffness matrix is amended,by developing the auxiliary stiffness of bowing effect.The moving coordinate method is employed for obtaining the large displacement total equilibrium equations,and the hinged-hinged moving coordinate system is constructed at the last updated configuration.The multiple load steps Newton-Raphson iteration is adopted for the solution of the nonlinear equations.The validity and efficiency of the proposed method are shown by solving various typical numerical examples.     

两层流体中大直径圆柱体的水动作用力

研究了两层流体中大直径垂直圆柱体上的水动力特性．基于分离变量法,建立了绕射势和辐射势的解析解,导出了作用在大直径圆柱体上水动作用力的计算公式．与单层流体不同,对两层流体,作用在大直径圆柱体上的水动作用力,除了表面波模态的波浪力、附加质量和阻尼系数外,还有内波模态的波浪力、附加质量和阻尼系数．对所建立的求解模型进行数值计算分析的结果表明,在某个频率范围内,流体的分层效应对这些水动力量的影响是不可忽视的．     

拟协调模式大变形板壳单元的变分基础

探讨了拟协调模式大变形板壳有限元的变分基础，提出了其相应的大变形板壳广义变分原 理。它不但放松了曲率－挠度关系，而且还分别放松了膜向应变－位移关系和转动分显－挠度关系。     

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。     

车用柴油机气缸体强度的有限元分析

采用Pro／E和HyperMesh对改进后的某车用柴油机气缸体进行了三维实体建模和网格划分,基于ABAQUS分析平台计算了改进后的机体应力分布情况;同时结合凸轮轴孔子模型,采用Fatigue软件进行高周疲劳分析。计算结果表明：改进后凸轮轴孔处的疲劳安全系数均大于1．1,满足疲劳强度设计要求。     

有压块海底管线水动力特性的实验研究

本文通过模型实验研究了在接近海底平面的波浪场作用下 ,加有压块的水平管的动力载荷 .在 Re=3× 10 3～ 2× 10 4 ,Kc=0 .5～ 15的范围内 ,测量了加有压块的水平管和压块本身的阻力和升力 .采用波面拟合法选取合理的波浪理论 ,本文使用 Stokes II阶波理论确定波浪场的速度和加速度 .     

平面粘弹性大变形问题的研究

基于变形梯度的和分解定理(S-R 定理)和拖带坐标系,导出粘弹性体大变形的增量有限元方程.与 T.L.法和 U.L.法的增量有限元方程相比,方程简单,计算精度有所改进,而且速度快.     

基于混合建模技术的大型高压釜有限元分析

高压釜是压力精炼的核心部件,本文应用耦合壳单元和实体单元的混合建模技术对一压力精炼用高压釜进行强度分析。首先基于高压釜几何特点,对高压釜各部件进行合理的简化,然后应用专业前处理软件Hypermesh和大型有限元软件Abaqus 建立高压釜的三维有限元模型;其次在考虑包括弯矩、扭矩、自重、矿浆压力等各种载荷的基础上,对设计工况下的高压釜进行应力强度分析;最后以强度分析结果为基础,依据JB 4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》对高压釜进行应力评定。评定结果表明该高压釜各部分满足强度需要。     

两种预应力空腹网壳结构的静力特性分析

预应力空腹网壳结构就是在空腹网壳结构的基础上引入预加应力体系而得到的一种性能更优的结构形式。本文利用基于离散化假定的有限元理论,对两种预应力空腹网壳结构进行静力分析,研究预应力的施加对两种空腹网壳结构内力及变形方面的影响。