斜拉网架多阶段加载内力分析方法的研究

系统介绍了斜拉网架结构内力分析方法.把塔柱简化为空间刚架单元,把网架杆件简化为空间桁架单元,对斜拉索采用等效线性空间单元.假设塔柱与网架连接处的横截面为刚性平面,据此建立"变形协调转换矩阵",使塔柱总节点刚度矩阵与网架总节点刚度矩阵耦合在一起,建立斜拉网架结构刚度矩阵.对一个"四塔柱正交斜放四角锥斜拉网架"进行了计算分析,验证了文中方法的正确性和有效性.     

网架结构的竖向地震响应分析

本文针对网架结构的特点,编制了通用有限元静动力计算及绘图程序,并利用该程序对大中跨度的网架结构进行了竖向地震响应的计算和分析.     

某大型空间网架的空间静动力特性分析

本文以一实际网架为工程背景，采用大型通用有限元软件ANSYS建立了网架的空间三维有限元模型。按照主要设计荷载，进行了静力分析对设计进行了校对，结果表明结构的安全性达到要求。采用子空间迭代法分析了网架的动力特性，网架的2阶振动频率为2．06Hz，为楼面的竖弯振动，容易发生人致振动。设计了调谐质量阻尼器（TMD），质量比取为1．0％，设置TMD后结构的模态阻尼比约为2．8％，满足行走舒适性要求。     

基于多点约束的多尺度混合试验界面连接方法与验证试验

针对现有计算单元难以精确模拟结构局部复杂力学特性的问题,提出一种集成试验单元的多尺度混合模型构建方法.在不损失界面自由度的前提下,利用多点约束法实现了ABAQUS多尺度壳单元和实体单元分别与单柱试验单元的界面连接;基于Open Fresco平台,以底层中柱为试验单元进行了两层两跨平面钢框架的多尺度抗震混合试验,与有限元对比分析表明:多点约束法能够有效地实现不同尺度单元间的边界变形协调;试验单元能够真实直接地模拟结构重要部位的受力特性;在满足工程应用精度的前提下多尺度混合模型能够节约计算资源和时间,为改进结构抗震分析可靠性提供了新的研究手段.     

基于小波包和支持向量机的结构有限元模型修正

提出了基于小波包变换和支持向量机(SVM)原理对大型空间网架结构有限元模型进行修正的方法.首先建立半刚性节点固结系数表示的空间网架单元刚度矩阵,通过对结构加速度信号进行小波包分析,提取小波包信号成分节点能量作为SVM模型的训练样本,建立SVM模型.其次由训练好的SVM模型,识别出节点的固结系数.最后将得到的节点固结系数代入空间网架结构的单元刚度矩阵,再由坐标变换得到修正后的结构总的刚度矩阵,从而实现网架结构的有限元模型修正.数值仿真结果表明该方法能对空间网架结构的有限元模型进行有效修正.     

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.     

浅谈大跨度屋面结构建模分析

以某体育馆工程网架为例,对PKPM有限元软件模型的简化建立与分析进行了探讨,提出采用等代刚度梁法对网架部分进行简化建模参与结构的整体计算分析,通过计算分析表明此种方法较为符合实际.     

网架事故原因分析及经验教训

列举了国内外一些网架失效或倒塌的实例,从设计和施工两个方面分析了事故发生的原因。重点讨论了网架结构机动分析、计算模型与实际结构之间的差异等方面对网架设计计算的影响。最后,对造成网架事故的原因和经验教训进行了归纳总结。     

网架结构分析的拟夹层板法

平板型网架结构是高次超静定的空间杆系结构。分析这种结构的力学模型基本上有两种:一种是离散化模型,把网架作为空间桁架进行分析;另一种是连续化模型,将网架近似地视为一连续体进行分析。目前国内外常用的连续化方法大致有两种:一种是将网架化成交叉梁、各向同性板或各向异性板,通过网架结构标准单元与连续体单元间所     

大空间结构网架部分的加固

利用SpasCAD建立大空间结构网架部分模型，分析与计算结果表明：该网架无法满足《防灾避难场所设计规范》第7．3．1的要求。针对此结构进行受力分析并提出两种加固方案，经过计算均能满足在9度抗震时的受力要求，对两种加固方案进行了具体的分析及论述。     

可展索-桁架结构的有限元分析

针对完全打开状态下的可展索-桁架结构,借助Fortran程序语言编制的有限元程序,进行线弹性分析。将可展结构的特有单元——剪式单元作为一个宏单元来考虑,推导了宏单元的刚度矩阵,并用于可展结构线弹性响应的数值分析,减少了总体自由度,提高了算法效率。通过与ANSYS对比分析,证明这种途径得到的内力及变形具有较高的精确度。动态模拟可展结构的展开过程,计算效率是关键问题,采用该宏单元无疑将提高模拟展开的计算效率。     

一种新型可展拱桥的探索

提出了一种新型的救灾用可展拱桥体系,包括可展桥体系、构件、连接、展开方式等.该可展桥以三角形剪式单元作为基本可展构件,以小型机械牵引,快速展开固定.可展拱桥由可展主拱肋、吊杆、可展桥面板等构件组成,形成了兼具可展性与稳定性的空间结构.对有限元弹性和弹塑性模型进行分析,优化桥体结构,进行线性及非线性屈曲分析.优选方案的线性屈曲安全系数为5.72,非线性屈曲安全系数为2.95,验证了该可展桥的承载能力和结构性能.该可展桥具有构件轻巧、运输方便、施工快捷、承载力大等优点.     

多模块构架式空间可展开天线背架的模态分析

为掌握多模块构架式空间可展开天线背架的固有振动特性,根据背架的结构特点,基于齐次坐标变换方法,建立了多模块背架的几何模型;运用有限元软件ANSYS建立了天线背架的有限元分析模型,利用子空间法对其进行了模态分析,得到了结构的前10阶固有频率和振型,分析了固有频率的变化规律及振型的特点;研究了结构参数对背架固有频率的影响规律,给出了提高一阶模态的方法.分析结果表明,适当增加上弦杆、下弦杆和斜腹杆的直径,减小拉索的直径可以提高背架的固有频率.该分析方法为天线背架的动力学研究及结构的优化设计提供了理论参考.     

多模块构架式空间可展开天线结构参数优化

为降低卫星天线的发射成本,提高天线的展开刚度,以多模块构架式空间可展开天线结构的质量和1阶固有频率为目标函数,基于误差反向传播（BP）神经网络和遗传算法对天线的结构参数进行了优化.运用ANSYS软件对支撑桁架的结构参数进行了数值模拟,得到了与设计变量对应的目标函数值;通过正交试验设计,构建了用于神经网络训练和检验的样本集;按照BP算法的基本思想,调整网络模型的参数,建立了用于优化的预测模型;采用分目标乘除法,将多目标优化问题转变成单目标优化问题;采用遗传算法进行了优化分析,得到了支撑桁架各杆件的设计参数.结果表明：该优化方法在降低天线质量的同时,使结构的刚度得到了提高,为天线的结构设计提供了参考.     

提升机支轮、筒壳强度的曲壳有限元计算

用曲壳有限元法计算缠绕式矿井提升机弹性开孔支轮筒壳的应力、位移。程序中采用了波前法,简壳上单元、节点可自动生成     

模型校正在电子设备结构中的应用

为预测构件动态行为，用动力学有限元校正法建立某一航天用印刷电路板的动力学模型，用物理参数局部校正法导出物理意义明确的校正模型，用分步实验校正法提高模型的可靠度。结果表明，校正模型具有更大的适应性和可靠性。     

新型装配整体式预应力楼盖的整体性能研究与有限元分析

基于新型预制预应力空心楼板实验研究,在新型楼盖中采用新型的板板连接和梁板节点。并用有限元分析软件ANSYS计算的结果与实验结果的进行对比,分析得出了新浇筑的混凝土与老混凝土界面的抗拉强度对结构受力性能的影响较小,新型预应力楼盖在竖向荷载作用下具有较好整体工作性能的结论;然后对一个预制空心楼板的装配整体式楼盖模型进行侧向加载,分析计算了其平面内刚度,同时进行有限元模拟分析这种新型楼盖结构的整体性能、宏观破坏模式,得出新型装配式楼盖具有替代整体现浇楼板或普通预制板 后浇面层楼盖的可行性和可靠性。     

预应力砼杆的单元分析

超静定结构中预应力的存在会引起结构次内力,本文对预应力杆单元进行了分析,提出通过直接计算等效结点荷载的方法来计算预应力对超静定结构所产生的次内力,根据虚功原理,引入杆单元的形函数,推导了能计算具有任意预应力筋曲线形状及沿预应力筋纵向具有任意分布的预应力所产生的杆端等效结点荷载的积分表达式。     

空间X+双KK型圆钢管焊接节点静力性能试验研究

对空间X+双KK型圆钢管节点的静力性能进行了加载的试验研究。介绍了节点试验方案,考察了节点的破坏性状及其承载力,检验节点构造措施是否合理,验证了实际结构节点分析建立的有限元模型的适用性以及应力分布特点和计算结果的正确性。X+双KK试件在设计荷载作用下各腹杆及节点区工作性能良好,各杆件均处于弹性阶段。加载至设计荷载2.0倍时,节点区受拉腹杆处测点首先进入屈服,加载至3.15倍设计荷载时,控制腹杆全截面屈服,节点区弦杆测点应力水平较小。随后,其它腹杆也进入屈服,节点区进入塑性且变形发展到弹性变形3倍以上时仍未发生断裂。指出在实际结构中,为得到与试验节点相似的承载力水平,焊接节点的腹杆与弦杆的相贯焊缝质量应加强监控。节点的有限元分析结果与实测结果最大误差为16.5%。     

钢衬钢筋混凝土蜗壳结构非线性分析

利用有限元法原理,考虑水工结构的特点,编制了钢针钢筋混凝土结构二维非线性有限元程序,并用已有的试验成果对非线性有限元分析进行了验证,最后利用该程序对某一高水头抽水蓄能电站蜗壳联合承载结构进行了计算分析。