钢箱梁U型肋加劲板受压稳定极限承载力影响因素分析

钢箱梁因其刚度大、自重轻等优点被广泛应用于桥梁工程中。为了研究钢箱梁U型肋加劲板的受压稳定极限承载力,采用考虑材料和几何双重非线性的有限元法对9块加劲板试件的稳定极限承载力进行了分析,并与试验结果进行了对比验证;采用经过验证的有限元方法分析了母板宽厚比、加劲肋与母板对加劲板形心抗弯刚度比、初始几何缺陷、焊接残余应力共4组参数对U型肋加劲板稳定极限承载力的影响规律。研究结果表明:有限元计算结果与试验结果吻合较好,验证了有限元模拟方法的正确性;母板宽厚比、加劲肋与母板对加劲板形心抗弯刚度比对U型肋加劲板稳定极限承载力的影响显著,并具有良好的规律性;初始几何缺陷对U型肋加劲板稳定极限承载力的影响与加劲板特征值分析的1阶屈曲模态相关,对于1阶屈曲模态为母板局部屈曲的U型肋加劲板而言,当初始几何缺陷达到母板宽度的1/100时,其稳定极限承载力的降幅高达28.34%;焊接残余应力对U型肋加劲板稳定极限承载力的影响也较为显著,考虑焊接残余应力后,U型肋加劲板稳定极限承载力的降幅最大可达到11.1%。研究结果可为钢箱梁U型肋加劲板的进一步研究和推广应用提供参考。     

钢管塔K节点的加劲肋布置和极限承载力研究

 特高压输电线路酒杯型钢管塔K节点是受力最复杂的节点,其主管与支管的夹角θ往往小于30°,不能满足国内现行的K节点承载力计算方法规定的θ≥30°的要求.为了解决该问题,本文应用通用有限元软件ANSYS进行数值模拟仿真,验证现有设计验算方法的适用性.针对钢管塔相贯焊连接的K节点设计了3种新型的加劲肋,并对其受力分布和极限承载能力进行分析对比.研究结果表明,θ超出现行规范的规定时,规范对个别工况不适用;新设计的加劲肋布置方案,能显著改善节点危险部位的应力分布,消除应力集中,降低最大应力.在目前没有合适计算公式的情况下,应继续使用现行规范,并采用本文设计的节点加劲肋布置形式增大结构的承载力和安全性.     

基于风洞试验的四塔布置超大型冷却塔风致综合受力与稳定性能

以串列、矩形、菱形、L形和斜L形5种四塔组合方案为例,基于刚体测压风洞试验获得了不同四塔布置形式下冷却塔群表面风荷载分布模式.建立了塔筒-支柱-环基的一体化有限元模型,探讨了不同来流风向角下四塔布置形式和相对位置对风致响应的影响规律.验算了塔筒局部稳定性和整体屈曲稳定性,对比分析了四塔塔群的极限承载能力.结果表明:四塔布置形式对冷却塔位移响应、筒体环向弯矩和支柱扭矩影响较大,基于响应的四塔布置形式优选方案中串列布置形式性能最优,菱形、斜L形、矩形和L形次之;串列和斜L形布置形式在稳定性能方面较其余四塔布置形式更优,而L形、菱形和矩形布置形式的临界风速分别为串列布置形式的65%,70%和60%.     

支座加劲肋对正弦波纹腹板梁疲劳性能的影响

利用有限元软件HyperMesh,采用等效结构应力法研究支座加劲肋宽度及其位置对正弦波纹腹板梁疲劳性能的影响。结果表明,当支座加劲肋宽度增加至加劲肋与腹板接触时,并且加劲肋位于正弦波纹腹板的波峰处时,正弦波纹腹板梁的疲劳性能最佳。     

加劲肋厚度对节点开裂行为的影响分析

为研究节点域横向加劲肋厚度对钢框架节点开裂行为的影响,利用ANSYS有限元程序建立一系列以加劲肋厚度为变量的节点模型,通过引入裂纹发展方程,计算得出各单元在每循环下的裂纹长度,并对低周往复荷载作用下各节点的开裂过程进行深入分析。分析结果表明:等效塑性应变是导致节点开裂的重要因素,其值变化在一定程度上决定着节点焊缝的开裂规律;当节点域横向加劲肋较薄时,增大加劲肋厚度会导致节点裂纹开裂速度加快,当加劲肋厚度超过一定值后,裂纹开裂速度趋于稳定。     

环肋肋基温度沉降对肋片散热的影响

对圆管外带环肋的肋壁传热进行了分析，采用有限差分法对环肋的二维轴对称导热问题进行了数值模拟，以考察环肋肋基温度和对肋片散热的影响，得到了不同几何结构及运行工况下肋基温度沉降对肋片散热的影响曲线。结果表明，在实用的工程应用范围内，肋基温度沉降对肋片散热的影响可达５％￣１８％。     

剪胀角对地基极限承载力影响的有限元极限分析

采用有限元增量加载法计算地基极限承栽力,分析不同剪胀角取值对计算结果的影响.结果表明,剪胀角对地基极限承载力的影响大致可以分为震荡段和稳定段2个阶段.在震荡段内,地基极限承载力随剪胀角增加呈震荡跳跃特征,且对单元类型和网格疏密程度敏感;在平稳段内,地基极限承载力随剪胀角的变化不大.与Prandlt理论解一致.剪胀角时基底附近塑性区的发展分布和破坏模式亦有显著影响,随剪胀角的增大塑性区分布逐渐扩大.当剪胀角小于某特定值时,地基破坏表现为基底土体的冲切刺入,类似于地基的冲剪破坏;当剪胀角大于某特定值时,塑性区分布类似于Prandlt破坏机构,有明显的主动区、过渡区和被动区.     

加劲肋对组合工字梁腹板局部稳定性影响的有限元分析

本文采用有限元分析的方法研究了横向和纵向加劲肋对组合工字梁在弯曲作用下腹板局部稳定性的影响,并根据计算结果分析了加劲肋的配置对提高组合粱局部稳定性的作用。     

大开口对船舶板架稳定性和极限承载力的影响

选取典型船舶板架,采用ANSYS系统,对开口和不开口的板,分别进行了特征值屈曲分析和极限承压屈曲分析,同时,运用便于简化处理的相当梁系法,将加筋板架,近似看作由带附连翼板的交叉梁系构成,转换以后,给出了一套工程近似计算方法,经分析比较,得知：板的屈曲模式所对应的屈曲压力并不一定是最低的,高应力区出现了梁（桁）腹板平面外的失稳,大开口边缘构件的倾向刚度大大削弱,纵桁的理论论界应力降低。     

时效性对单桩极限承载力的影响分析

目前,盐城地区正广泛采用打入式预制桩和泥浆护壁成孔灌注桩。从这两种桩的成桩工艺,结合地基条件,对盐城地区饱和软粘土层中这两种桩成桩后休止时间对单桩极限承载力的影响规律进行了分析研究,并对载荷试验的间歇时间的确定问题作一些有益的探讨。     

带有附加环的冷却塔施工和运行时的应力分析

针对国家“九五”重点建设项目——某发电厂工程 ,冷却塔的新的设计和施工方法中提出的应力分析问题 ,提出了相应的数学和力学模型并提供了计算实例。用双三次不等距的脉冲函数来模拟集中力 ,解决了旋转壳内附加环这一新设计的力学问题 ;用脉冲函数的高阶傅立叶展开 ,解决了施工中附加载荷的存在对局部应力分布影响的实际工程问题 ;采用混凝土龄期弹性模量数据库的方法 ,解决了施工期间冷却塔的应力分析。工程实例的数值分析表明 ,提供的理论分析和计算方法所具有的可靠性 ,对其他类似应力分析问题也是适用的。     

圆心角对工字形和箱形曲梁的稳定承载力的影响

利用ANSYS有限元分析方法建立了薄壁曲梁单元,比较了不同圆心角的两种形式曲梁稳定承载力。     

内加劲肋对大尺寸KT型相贯节点抗震性能影响的数值模拟分析

相贯节点是钢管结构常用的节点形式,为评价不同加劲方式对大尺寸KT型相贯节点抗震性能的影响,使用有限元软件Ansys建立实体单元模型,分别对不设内部加劲肋、设置两个内部加劲肋、设置四个内部加劲肋情况下的相贯方钢管节点的滞回性能进行了有限元数值模拟分析,得到其在低周往复荷载作用下的滞回曲线及骨架曲线.通过比较各曲线异同,得出在竖腹杆下端设置加劲肋,节点的抗震性能最好.     

接触热阻对环肋稳态换热的影响

一些风冷式换热器的肋片或电子元器件上的散热片,它们以一定预紧力缠绕或镶嵌在管的外表面．当安装不好或由于热应力作用使预紧力消失,肋片与管表面接触热阻会明显增大．文中通过对环形肋片的稳态换热分析,研究了肋基存在接触热阻时对肋片换热的影响．理论分析和计算表明,接触热阻的存在对环肋的散热有明显的不良影响,且对小尺寸肋片散热的影响更加明显．当接触热阻增大到１０－３（ｍ２·°Ｃ）／Ｗ的量级时,可使散热减小５０％以上．因此,对镶嵌或安装在管外的肋片,应选形成接触热阻小的金属,并应使表面尽量光滑．肋片一定要以较大预紧力安装在肋管上,保证接触热阻小于１０－４（ｍ２·°Ｃ）／Ｗ．     

十字加劲放置形式对钢板剪力墙性能的影响

为研究十字加劲的放置形式对钢板剪力墙结构抗震性能的影响,采用试验和数值模拟的方法对三组单跨两层的平齐端板连接框架-钢板剪力墙结构进行了滞回性能分析,内嵌钢板的形式分别为无加劲、纵横放置十字加劲和对角斜向放置十字加劲钢板墙.对比分析了在低周往复荷载作用下三种不同加劲形式钢板剪力墙的破坏模式,滞回性能、延性、承载能力和耗能等整体性能,以及墙板变形模式、拉力带发育度等墙板局部性能.结果表明:加劲肋的设置减轻了结构滞回曲线的捏缩程度,推后并降低了墙板由呼吸效应产生的噪声和震颤,提升了钢板墙的使用性能.对角斜向放置加劲试件屈服承载力较其余两试件更高,但极限承载力、最终耗能和延性均劣于纵横放置加劲试件.由于放置方向的变化,对角加劲肋破坏较纵横加劲肋更早,肋板较早退出工作,使得对角加劲试件最终退化为无加劲试件,设计时应予以注意.     

吊杆刚度对系杆拱桥极限承载力的影响分析

基于三维连续介质Ｕ．Ｌ．列式虚功增量方程分析了系杆拱桥吊杆刚度对极限承载的影响,计算结果与实验结果一致,并分析了一座实桥的吊杆张拉顺序对极限承载的影响－ 图５,参６－     

横梁间距对叠合梁斜拉桥极限承载力的影响

利用大型通用软件ANSYS建立斜拉桥的空间模型 ,计算了静力荷载作用的叠合梁斜拉桥 ,分析了在不同横梁间距下的各种受力性能 ,从经济和适用的角度提出了比较合适的横梁间距的建议值 .     

局部腐蚀对钢管拱肋极限承载能力的影响研究

基于有限元数值分析方法,研究单圆管钢管拱肋在36种腐蚀工况下的极限承载能力,探讨腐蚀部位、面积和深度等对钢管拱肋极限承载能力的影响规律.研究结果表明:(1)当腐蚀面积和腐蚀深度相同时,拱脚腐蚀较其他位置(拱顶、拱顶与拱脚之间的位置、吊杆与拱肋之间的接头位置)对钢管拱肋极限承载能力的影响最大;(2)当腐蚀部位和腐蚀深度相同时,随着腐蚀面积的增大,钢管拱肋的极限承载能力呈下降趋势,下降幅度表现为先快后慢;(3)当腐蚀面积相同,腐蚀部位为拱脚、拱脚-拱顶之间(非吊杆连接处)时,随着腐蚀深度的增大,钢管拱肋的极限承载能力呈直线下降趋势;(4)当腐蚀面积相同,腐蚀部位为吊杆-拱肋连接处、拱顶时,钢管拱肋极限承载能力呈下降趋势,下降幅度先慢后快.     

喷嘴及其布置方式对冷却塔性能的影响

依据旋流型中心喷嘴(XPH型)和溅水碟型伞式喷嘴(TP–Ⅱ型)两种喷嘴的淋水性能实验研究,分析喷嘴各参数及不同布置方式的全塔喷嘴群布水的综合效果.结果表明:XPH型喷嘴的流量系数低,适用于工作水头压力ph≥10,k Pa的工况,TP–Ⅱ型喷嘴则需依靠喷嘴间相互组合作用达到布水均匀;冷却塔外围靠近壁面的淋水可采用XPH型喷嘴的正三角形布置;中部主空气流速区域宜采用TP–Ⅱ型的正四边形布置,以增大淋水密度和均匀性;中心区域可采用TP–Ⅱ型的正六边形布置,以降低淋水密度且减少投资.分析结果可为冷却塔布水的优化设计和改造提供定量参考.     

三次系统极限环及其稳定和分岔的一种算法

 引进适当的参数,求出该参数近似为零时系统的解答;以此解答为初值,给参数以小增量（即参数摄动）;将平面三次多项式微分系统极限环相图的x坐标假设为广义谐函数;将y坐标和频率作富氏展开;相应于参数的增量,得到极限环振幅、偏心距以及y坐标和频率的富氏系数的增量;用谐波平衡法得到以这些增量为独立变量的线性代数方程组;求解该方程组,得到各相关增量;以这些增量与初值的和为下一参数增量步骤相应的初值,重复上述过程,直至参数还原至原系统为止,从而得到极限环及其频率、周期、稳定性指标,以及极限环关于参数分岔曲线的近似解析表达式。文末给出算例。