横梁接头形式优化及其在白车身性能提升上的应用

利用MSC/Nastran软件求解了某商用车白车身刚度及灵敏度,获得了关重模块如覆盖件、纵梁、横梁等对白车身弯扭刚度的贡献比,发现横梁模块对扭转刚度的贡献明显偏低,仅为0.79%.对比分析不同横梁接头形式对车身刚度性能的影响,并对接头形式进行了优化.结果表明:改变横梁接头形式对车身扭转刚度的影响明显大于弯曲刚度;采用分段式接头时白车身刚度性能最好;接头优化后横梁模块的扭转刚度贡献比得到了明显的提升,达到4.68%.以某相近车型为例,改进横梁及其接头形式,实现了刚度性能的提升与重量的降低,验证了接头优化对整车刚度性能提升的正确性及通用性,为横梁接头的结构优化设计和整车性能提升提供了较为可靠的理论依据.     

支撑体系刚度对预应力空心板桥的受力行为影响研究

结合湖南宜章某桥(主桥为简支系杆拱桥、引桥为预应力空心板),通过参数变异改变该主桥支撑体系(即主桥端横梁)刚度,分析研究了主桥端横梁的刚度变化对引桥预应力空心板桥的受力行为,为合理设置主桥端横梁刚度防止引桥预应力空心板开裂提出科学建议.     

考虑弹性支承和剪切变形影响的单跨斜梁温度次内力分析

在考虑端横梁弯曲和支座变形对斜主梁提供的弹性抗扭支承和竖向弹性支承以及斜主梁剪切变形的基础上,导出了考虑支承刚度以及剪切变形影响的单跨斜梁温度次内力的计算公式,并通过一个简单算例对公式进行了验证,分析了支承刚度、斜度以及剪切变形对斜主梁温度次内力的影响。研究结果表明,在一定范围内,端横梁抗弯刚度的变化会引起斜梁温度次内力的急剧变化;斜主梁的温度次内力可以通过改变端横梁的抗弯刚度进行有效的调整;当斜度等于0°时,剪切变形对次扭矩的影响达到最大,为10.6%。     

管幕和横梁作用下大断面开挖变形响应研究

基于管幕与横梁作用下大断面开挖相似模型试验,研究开挖引起的管幕变形和地表沉降变化规律.为充分研究参数变化对管幕变形和地表沉降的影响,运用有限元软件建立三维数值模型,以此模型为依据,分析管幕抗弯刚度和横梁抗弯刚度对管幕变形和地表沉降的影响,并根据模糊数学理论对最优刚度匹配进行研究.研究结果表明：管幕结构整体变形类似于“板”,且关于中间管幕对称,管幕跨中断面地表沉降呈“凹槽”型,符合Peck曲线分布;管幕变形和地表沉降均与横梁刚度和管幕刚度呈指数函数关系,且对横梁刚度变化更为敏感;管幕刚度与横梁刚度分别为0.5D和2K时,可以兼顾安全性与经济性.     

基于有限元法的龙门式机床横梁静态特性分析

针对龙门式机床横梁结构的静刚度问题,通过建立龙门式机床横梁的三维实体模型和有限元模型,利用ANSYS软件对横梁进行了有限元分析,得出了横梁在最不利工况下的应力和变形分布情况。通过将横梁上移动部件进行拟静态化处理和载荷等效,获得了横梁上移动部件不同位置对横梁受力和变形的影响。     

输电线路铁塔曲臂T节点的增强方法及受力特性

为增加猫头塔塔头横梁刚度,在横梁与曲臂梁连接处设置斜撑的增强措施.基于相似原理,设计缩尺模型,开展增强前后曲臂T型节点承载力及变形特性的试验研究,建立原型空间塔架T节点有限元模型,分析了增强措施对曲臂T节点传力机理、刚度以及承载力特性的影响规律.结果表明:设置斜撑后, T节点整体性提高,横梁上的导线竖向荷载通过斜撑传递至曲臂;结构刚度提高了近1.5倍,说明设置斜撑是提高猫头型输电塔曲臂T节点刚度的一种有效方法.     

带横梁的分离式双箱斜拉宽桥的横梁受力分析

为了解横梁对宽桥受力状态的影响,以带横梁的分离式双箱主梁的某斜拉宽桥为背景工程,利用ANSYS建立该桥的全桥有限元模型和主梁局部的实体有限元模型,通过计算值比较,两者吻合良好,验证了全桥有限元模型的正确性。通过修改该模型的横梁的方式,分析了横梁设置数量和刚度变化等对全桥受力性能的影响。研究结果表明,设置无索横梁可有效地减小主梁的横桥向应力和有索横梁应力,但横梁刚度增大到一定程度后,其对结构的有利作用会减弱,背景工程的横梁设置合理可行。     

半开式桁架桥上弦杆平面外屈曲临界力研究

基于阶梯形分布的上弦杆轴力假定,考虑斜腹杆的抗弯刚度和横梁高度对上弦杆侧向弹性支撑的影响作用,采用能量法推导了上弦杆的平面外屈曲临界力计算公式,并以一座半开式桁架桥为例,对影响桁架桥上弦杆稳定性的因素进行了分析.结果表明:较之现有规范中的轴力分布假定,按照阶梯形轴力计算的上弦杆屈曲临界力更符合实际状态;桁架桥的跨径不变时,随节间数量增大,侧向弹性约束刚度与上弦杆的平面外屈曲临界力接近于线性增大,斜腹杆对侧向刚度的作用也随着节间数量的增多而增大,在计算当中节间数量较多时不应忽略斜腹杆的抗弯刚度;横梁高度增大则上弦杆的平面外屈曲临界力也相应增大,但对于本文算例,当横梁高度大于0.4m时继续增大横梁高度对侧向刚度的影响可以忽略.     

高速铁路三主桁连续钢桁拱-梁桥受力特性

采用模型试验和有限元法研究了三主桁(拱)刚度比、横梁刚度和横联刚度等因素对三主桁(拱)受力的影响,并分析了三主桁连续钢桁拱-梁桥受力特性.结果表明:三主桁(拱)刚度比对三主桁(拱)内力比影响较大,节间内横梁刚度对下弦杆竖向弯矩比和拱吊杆轴力比影响较大,下弦节点处横梁刚度对拱吊杆轴力比影响较大.当三主桁(拱)刚度相同且横联刚度超过0.15GN/m时,在远离支座1～2节间区域,下弦杆竖向弯矩中桁为边桁的1.5～2.0倍,拱吊杆轴力中桁为边桁的2～3倍,其他主桁内力边桁与中桁接近.     

热板对四立柱式平板硫化机上横梁结构设计的影响

将四立柱式平板硫化机上横梁及热板的力学模型模拟为叠板，通过受力分析得：由于热板的存在，通常上横梁的最危险点并不在上横梁的中心，并通过具体实验充分得到了验证。从而指出，应该改变目前上横梁中心凸式的不合理的传统结构统计模式。     

海洋平台局部振动模态分析

应用有限元分析软件,建立了W12 1上压缩机局部安装平台的有限元模型,并根据压缩机安装平台局部振动响应的周期与压缩机振动周期呈现较强一致性的现场测试结果,对模型进行了合理的简化。利用此有限元模型进行了振动模态分析。结果表明,平台结构的不合理所造成的平台局部刚度不足引起平台模态振动畸变,是引起平台振动过大的主要原因。增加平台横梁刚度和改变平台底部斜撑位置等措施能消除模态振动畸变,有效地抑制平台过大的振动。增加平台横梁刚度抑振措施适合已建平台的改造,而改变平台底部斜撑位置的抑振措施只适合在建平台。     

液压缸法兰受力分析

法兰支承式液压缸,其法兰处由于受力情况复杂,产生强烈应力集中,所以此处经常发生破坏.这不仅影响生产,而且制作油缸成本相当高,特别是大型压机的液压缸更为突出.为此,如何确定法兰过渡区的应力成为这方面重要问题之一.本文对法兰处的强度计算进行了较详细的分析,同时提出新的观点.即上横梁的刚度及偏心载荷对法兰处强度都有很大影响,这些都是促使油缸法兰破坏的重要因素之一.通过实验测得的数据充分证实上述分析的正确性.为此,本文在推导的公式中也将有关因素计入,并提出如何在设计过程中考虑这因素.     

海洋平台局部振动模态分析

应用有限元分析软件，建立了W12—1上压缩机局部安装平台的有限元模型，并根据压缩机安装平台局部振动响应的周期与压缩机振动周期呈现较强一致性的现场测试结果，对模型进行了合理的简化。利用此有限元模型进行了振动模态分析。结果表明，平台结构的不合理所造成的平台局部刚度不足引起平台模态振动畸变，是引起平台振动过大的主要原因。增加平台横梁刚度和改变平台底部斜撑位置等措施能消除模态振动畸变，有效地抑制平台过大的振动。增加平台横梁刚度抑振措施适合已建平台的改造，而改变平台底部斜撑位置的抑振措施只适合在建平台。     

扭力梁横梁结构参数对模态频率的影响分析

作为扭力梁的关键组成部分,横梁对扭力梁模态频率有着重要影响,为从本质上探究横梁结构大变形下对模态频率的作用机理,以在概念设计阶段为扭力梁结构提供设计参考,开展了扭力梁横梁结构参数对模态频率的影响分析.将扭力梁模型抽象为具有定性特点的简化模型,采用Hypermesh建立了相应有限元模型;选取横梁水平位置、开口方向以及开口角度大小等横梁主要参数作为研究对象,采用Hypormorph网格变形以及模型重建的方法改变横梁结构参数,分析了这些参数对扭力梁扭转以及垂直弯曲模态频率的影响规律,得到了以上横梁参数与相关模态频率的特性关系曲线.结果表明：扭力梁模态频率随着横梁开口角度的增大呈线性递减,随着横梁开口方向的改变其各阶模态频率呈正弦变化,以及横梁在远离衬套后会使扭力梁各阶模态频率呈下降趋势.根据扭力梁作用机理分析上述结论,对扭力梁简化模型进行了优化,在不改变横梁质量的情况下,仅优化上述三项横梁结构参数即可较大幅度提高扭力梁模态频率,有效论证了作用机理分析的准确性.     

空腹式钢筋混凝土板拱桥荷载横向分布研究

为了进一步探究空腹式钢筋混凝土板拱桥的荷载横向分布规律,简化桥梁计算,通过改变空间模型中虚拟横梁的间距及抗弯刚度,分析了主拱圈拱顶截面的横向分布规律;并通过荷载试验结果对分析的结论进行验证。结果表明:当虚拟横梁间距取虚拟纵梁间距的1.5倍及虚拟横梁抗弯刚度调整为主梁的5倍时,计算出空腹式板拱桥跨中横向分布理论值与实测值最大误差在1.2%以内,具有一定的精确性,可为实际工程设计提供参考依据。     

基于网格变形与代理模型的横梁参数化建模与轻量化优化

建立了包含导轨结合面的横梁有限元模型,并通过模态实验验证了有限元模型的正确性,在多种极限工况下对原横梁进行了静动态特性分析与评价;针对现有优化方法的不足,采用了一种新的优化设计方法:通过网格变形技术实现结构尺寸的参数化建模,基于拉丁超立方采样、相对灵敏度分析和Kriging近似模型建立横梁结构优化的代理模型以代替现有的有限元仿真模型;以体积最小为优化目标,以刚度、强度和动态性能不变为约束条件,采用遗传算法进行优化设计.优化结果表明:在保持横梁最大变形、静刚度以及一阶模态频率基本不变的情况下,横梁总质量减少了58 kg(减少了5.9%).     

激光切割机横梁的模态特性分析

采用ANSYS软件对激光切割机横梁的模态特性进行有限元分析.在有限元模型中引入COMBIN14单元来模拟结合部的刚度和阻尼,重点分析横梁的前8阶同有频率和振型特征.对横梁进行模态测试,验证有限元模型的准确性.最后分析材质、筋板布局、板厚等因素对横梁动态性能的影响,优化横梁结构.     

连续斜系杆拱滨江大桥设计与稳定性能分析

介绍了滨江大桥主结构首次采用的无风撑三跨连续斜系杆拱(左斜20°)的设计构造,定性分析了该结构的主要受力特点,阐述了稳定分析的类型,采用第1类弹性稳定分析方法,建立空间有限元计算模型,对施工阶段、成桥以及运营状态进行了稳定性能的计算分析;同时对正交和斜交、单跨和连续端横梁刚度的影响进行对比分析.结果表明:在左斜20°时,对于刚性系杆刚性拱结构体系,桥面系刚度较大,结构的失稳主要表现在拱肋的面外失稳;而单跨与连续2种体系以及正交和斜交时的稳定性相差不大,在具有较多较强内横梁情况下,端横梁刚度对拱肋的稳定性影响不明显.     

玄武岩纤维树脂混凝土填充结构机床横梁优化及性能分析

为探索提高机床基础件静动态性能和轻量化新途径,选取桥式龙门加工中心的移动横梁为研究原型.在满足刚度要求和轻量化条件下,初步设计了玄武岩纤维树脂混凝土(BFPC)填充结构横梁.以填充结构横梁外壳厚度为设计变量,通过响应面法分析变量对所设计横梁的质量、最大静应力等的影响,将原型横梁的最大应力和最大应变作为约束条件,填充结构...     

斜拉桥墩塔梁固结区局部受力分析

针对斜拉桥结构及受力特点,进行受力关键位置及结构复杂区域的局部部位受力研究。结合有限元法与三维光弹实验,分析了泉州晋江大桥墩塔梁固结区的塔下横梁的受力状况,揭示其局部应力分布规律,确定了拉、压应力超限的位置及其应力集中位置,为该桥的合理设计提供技术依据。