一种新型的分析框剪结构的单元——层单元

构造一种能模拟一层框-剪结构的新型分析方法——层单元.采用杆单元法、层单元法和解析公式,分别计算不同结构刚度特征值的等刚度框-剪结构,在不同的外荷载作用下的内力和位移;采用杆单元法和层单元法,计算不同结构刚度特征值的变刚度框-剪结构,在均布荷载作用下的内力和位移.与杆单元法比较,层单元法能显著地减少输入、输出数据和计算量,计算误差小于3.5%,     

风荷载作用下的钢结构拱的安全分析

宁波大红鹰职业学院内的人行景观桥上设有一装饰性钢拱,该钢拱在风荷载作用下的安全性是设计者所关心的内容.为了准确有效地校验该钢拱的安全性,本文将钢拱拱肋等效为杆系单元,通过有限元程序Ansys计算了其在风荷载和重力荷载下的应力、位移、失稳形态以及稳定系数,验算了其强度、刚度和稳定性.结果表明: 该钢拱完全满足强度、刚度以及稳定性要求.     

水平荷载作用下RC剪力墙有效刚度研究

采用MSC.Marc建立了钢筋混凝土剪力墙的精细有限元分析模型,并采用试验数据对分析模型进行验证.在此基础上,对有限元模型进行参数分析,研究了剪跨比、轴压比、纵筋强度、约束构件的配筋率、混凝土强度等5个参数对水平荷载作用下剪力墙有效刚度折减系数的影响.分析结果表明,相对于其他参数,轴压比是影响剪力墙有效刚度的主要因素.基于参数分析结果提出了一个计算剪力墙有效刚度的简化公式,简化公式计算结果与试验结果吻合良好,表明简化计算公式合理可靠,可供工程设计参考.     

大型多功能试验机系统设计及加载架力学特性

为研究大型橡胶支座和结构构件在静力、动力荷载作用下的响应及破坏模式,设计了大型多功能试验机系统,采用有限元法分析大型多功能试验机加载架模态、加载响应等力学特性.通过修改加载架系统的机械框架布局,依据系统动态刚度优选设计方案.加载响应分析计算结果表明:在工作载荷作用下,该大型多功能试验机系统整体强度、刚度均能满足工程设计要求,结构设计合理可行.     

变刚度框剪结构的剪力墙刚度优化

文章通过对变刚度框剪结构层单元模型分析,推导出整体刚度方程,并考虑多振型因素的影响,提出变刚度框剪结构的剪力墙刚度优化的计算方法,同时运用Matlab编制的软件程序对实例进行了计算,可便捷计算出剪力墙的最优刚度及各种地震作用情况下的位移,给结构的初步设计带来一定的参考价值。     

对砌体剪-压破坏准则的研究

对现有国内外剪压砌体破坏准则进行了分析比较,并指出了其中的不足.基于力学原理,采用数理统计分析法建立了剪-压砌体破坏准则.相对而言,该破坏准则不仅能反映剪-压砌体可能出现的各种破坏形式,而且不同破坏形式之间有明确的界限,力学概念明确,适用于各类砌体.由该准则推得的砌体抗剪强度计算值与试验结果、现行规范取值吻合较好,形式简单,便于计算,可供砌体结构理论分析和工程设计时参考.     

基于能量法则计算黏性土不排水抗剪强度的方法

基于BoltonWhittle建议的能量法则表达来推求土体不排水抗剪强度力学参数,结合孟加拉某工程场地的剑桥型自钻旁压试验成果,计算不同深度的黏性土的不排水抗剪强度值。采用MarslandRandolph提出的分析方法获取该值,对比可知2种方法的计算结果极其相近,验证了基于能量法则的表达推求土体不排水抗剪强度指标的可靠性,且可认为旁压试验成果曲线扩孔压力-对数剪切应变曲线塑性部分的拟合直线斜率即为不排水抗剪强度,截距即为极限压力值。通过基于剑桥型自钻旁压试验和不排水抗剪强度理论计算表明,剑桥型旁压试验及该理论计算方法适宜于用作确定黏性土的不排水抗剪强度。     

船用涡轮增压器轴强度的有限元分析

应用大型通用有限元分析软件Ansys,对船用涡轮增压器轴进行强度分析.取最大扭矩工况作为该轴计算工况,对其载荷进行计算,通过实体建模、有限元求解,分析其在最大扭矩工况下不同截面上的应力分布情况.计算结果表明:涡轮增压器轴满足强度条件,为该轴的安全工作提供可靠的理论依据.     

压力容器有限元计算中的整体建模方法研究

在压力容器有限元计算中,通常仅针对所关心局部区域进行建模;但局部建模将带来边界条件难以确定的问题。针对一受内压作用的过热器强度计算问题,提出一种实体单元/壳单元混合建模的整体建模方法。对较厚区域,关注的局部区域及结构不连续区域采用实体单元建模;其余薄壁结构用壳单元建模。通过改变实体单元/壳单元连接位置,建立不同的计算模型。计算结果和实测结果比较表明:通过合理选择壳单元和实体单元连接位置,该整体建模方法所得计算应力能与实测应力较好吻合。既避免了局部建模边界条件难以确定的问题,又达到了减小整体模型计算规模,同时保证局部计算精度的目的,为类似的工程问题提供了参考。     

液压起重臂刚度强度的有限元分析

<正>用有限单元法电算对液压起重臂进行了刚度和强度计算,得出了常规计算方法难以计算的结构中各点的位移值和应力值,并分析了计算结果,为BY-13型液压起重臂的设计提供了可靠的设计依据。     

板片空间结构稳定分析中的数值计算模型

分析了板片空间结构体系中板与骨架共同工作问题的力学机理,将接触问题的理论和方法应用到结构稳定问题的研究中,建立了相应的数值计算模型.基于共同工作问题的数值模拟,分析了该结构体系中板与金属骨架之间的接触单元安置、初始接触刚度对结构稳定分析计算的影响,提出了接触单元安置的原则和初始接触刚度选取的合理范围.数值计算结果与试验结果比较表明:该数值计算模型计算结果和试验结果符合较好,能够真实地反映板片空间结构实际的稳定工作状态,是合理和可靠的,而位移完全协调数值模型的结果较试验结果偏高,用于设计偏于不安全.     

用SAP5模拟分析井下钻具主轴强度

针对使用井下钻具时经常出现主轴在退刀槽附近突然断裂的问题 ,应用SAP5通用程序中的读入刚度单元模拟构造了接触单元 ,用有限元法对井下钻具主轴系统的结构强度进行了分析。计算结果表明 ,井下钻具被破坏的主要原因之一是不合理的上扣扭矩和钻压使主轴的退刀槽附近产生超过屈服极限的应力。在SAP5基础上用有限元模型对弹性接触问题进行了分析 ,这进一步开发了SAP5程序功能     

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。     

边坡预应力锚固结构的实验研究

为探讨锚杆在不同的安装角和预应力条件下对结构面强度和切向刚度的影响,进行了模拟实验研究·结果表明:锚杆安装角和预应力的大小对结构面强度和切向刚度有较大影响,加固结构面的剪切 位移曲线具有明显的“塑性强化”性态,加锚后结构面的抗剪强度和切向刚度均有明显的提高,且加锚结构面抗剪强度的提高主要表现在结构面“等效粘结力”的提高,而结构面的“等效摩擦角”基本不变,加固结构面的剪切 位移符合双曲线函数关系·最后对实验进行了有限元模拟,数值计算结果与实验结果具有较好的一致性     

节能砌块隐形密框墙体受力性能理论分析

应用Ansys结构有限元分析软件,针对以前建立的节能砌块隐形密框墙体非线性有限元模型,通过参数化分析,研究剪跨比、轴压比和钢筋配筋量对墙体承载力以及刚度的影响,并研究墙体中框格单独的受力性能以及框格与砌块共同作用机理。研究结果表明：随着剪跨比的增加,墙体刚度下降幅度越大,墙体的极限承载力逐渐降低至趋于稳定;随着轴压比的增加,墙体的3个阶段的刚度以及墙体的极限承载力都有所增加;随着配筋量的增加,墙体刚度略有提高,但增幅有限,墙体的极限承载力有不同幅度的提高;纯框格的破坏模式为框架的受弯破坏,在4个角点的弯矩值最大,弯矩起控制作用,在4个角区出现了塑性铰后,结构变为机动体系,承载力下降;隐形密框和砌块的协同工作,有效地减小了框格破坏程度,对肋梁肋柱工作性能有很大的保护作用。     

半刚性连接钢框架的简化计算方法

采用已有的三参数力学模型模拟半刚性连接梁柱节点的弯矩-转角性能．根据小变形叠加原理,推导了半刚接梁单元杆端弯矩的计算公式以及不同情况下连接的转动刚度与弯矩传递系数．在此基础上,通过对钢框架侧移刚度和半刚接梁单元转动刚度的修正,提出了半刚接钢框架内力和层间位移的简化计算方法．算例结果表明：该计算方法可靠,可用于结构的初步设计和最终校核．     

闭式组合机身设计原理探讨

本文采用零维边界元,处理组合体弹性联接,使计算模型符合实际边界约束。由此对组合机身进行结构有限元分析,可比较精确地计算出机身各构件的变形及应力。并通过计算出边界单元的力,研究工作载荷在各构件间的分配,为构件的强度、刚度设计提供较可靠的依据。     

箱梁单元与梁格法在异型桥梁分析中的应用

 异型薄壁箱梁桥结构受力行为复杂,用常规的计算理论和分析方法难以准确把握结构的受力行为。为较好把握该结构的受力行为,在普通梁理论的基础上,通过增加自由度的分析法,提出考虑约束扭转、畸变以及剪力滞效应作用的每节点10个自由度的薄壁箱梁空间单元,推导出对应的单元刚度矩阵,并编制相应的有限元程序。同时利用该程序结合空间梁格分析法、普通梁单元法及板壳单元法分别对一典型异型桥梁进行结构分析。理论分析与实测结果比较表明了本单元的有效性和准确性,也说明了空间梁格分析方法是一种简便实用的分析方法。     

空间折索单元的切线刚度矩阵

预应力空间网格结构是一种新型的结构形式 ,对该结构进行非线性分析计算时 ,需要采用空间索单元的切线刚度矩阵 .通过对于预应力索单元的分析研究 ,推导了具有初始应力的空间折索单元的单元切线刚度矩阵的计算公式 ,并且建立了可用于预应力空间网格结构非线性有限元分析的非线性方程组 .所推导的公式均具有良好的规律性 ,非常便于计算机进行分析处理     

轴对称壳屈曲解析的有限单元法

本文应用有限单元法对轴对称壳的分岐屈曲作解析。根据狄里赫里原理建立了分岐屈曲的广义特征方程,对壳体用直母线锥形单元给于离散。在摄动下建立各单元各谐调时刚度矩阵和几何刚度矩阵,用Stodola方法求解广义特征方程的各谐调最小特征值。本文并把计算结果与模型试验结果作了比较,证明理论计算是可靠、有效的。