焊缝层数对特厚度管板焊接残余应力与变形影响的有限元分析

基于ABAQUS软件,建立了顺序耦合的焊接残余应力与变形有限元计算程序,对大型环氧乙烷（EO）反应器国产化中采用的390 mm厚20MnMoNb特厚板拼焊反应器管板的焊接过程进行了残余应力与变形计算,并讨论采用不同焊缝层数对管板焊后残余应力与变形的影响.焊接采用双U形坡口,通过翻转管板进行两面坡口的交替焊接,为防止管板发生过度变形,焊接时始终在管板两端压有重量为4.5 MN配重.计算结果表明：焊后管板发生了一端翘起的角变形,在靠近表层的焊缝及热影响区存在较大残余拉应力,在焊缝内部为较大的残余压应力;由于配重对变形的限制导致先焊面的应力大于后焊面;增加焊缝层数,使变形增加,残余应力降低,但并不显著.对如此大型特厚板约束焊,增加焊缝层数不是降低其焊接残余应力的有效手段.     

非线性温度梯度作用下水泥混凝土路面力学分析

为合理评价水泥路面温度沿深度方向的非均匀性分布对水泥混凝土板的应力和变形的影响,利用有限元软件模拟非线性温度梯度荷载;为分析不同程度非线性温度梯度对板的应力响应引入了非线性温度分布指数.研究结果表明:以线性温度梯度计算非线性温度梯度应力时,正温度梯度的应力偏大,负温度梯度的应力偏小.非线性温度梯度时板的变形和线性温度梯度板产生的变形则基本相同.负非线性温度梯度分布时:随着板厚和板弹性模量的增加,非线性温度梯度对板顶的应力影响增大;增加地基反应模量可以减小非线性温度梯度影响.并通过大量数据回归分析得出负温度梯度时板顶下最大应力计算公式.     

组合初始缺陷对裂纹板极限强度的影响分析

针对含裂纹损伤船体板上的初始缺陷(初始变形、焊接残余应力),利用非线性有限元方法进行了仿真模拟以及相关计算,系统地分析了初始变形、焊接残余应力及其组合对不同裂纹情况的船体板在纵向压力下的极限强度影响.通过数值计算结果的对比分析和讨论,得到当裂纹长度较小时,组合初始缺陷对裂纹板极限强度的影响占主导地位,且初始变形更大;当裂纹长度较大时,裂纹损伤对板极限强度的影响占主导地位.     

混凝土圆形冲切板的强度与变形计算

通过试验验证,圆形混凝土板在冲切破坏之前发生的变形主要是弯曲变形,该变形反映了板在各个受力阶段的抗弯性能,也在很大程度上直接影响着冲切锥面上的应力分布和板面钢筋的抗冲切能力.建立了考虑受弯变形的板冲切破坏机构,提出板的极限强度由冲切锥抗冲切力和板在冲切时的抗弯能力组成.并对圆形冲切板的挠度分阶段进行了计算.对冲切板强度和变形的计算结果与实测值吻合良好.     

接触爆炸作用下板的塑性变形分析与实验

为了研究接触爆炸作用下板的塑性变形的塑性区范围和最大塑性变形量的计算,利用能量理论处理爆炸荷载作用下的板最大变形量的计算问题,利用固体介质应力波理论分析板塑性变形范围的计算问题.推导出接触爆炸作用下线性硬化材料板的最大变形量计算式和塑性变形范围的计算式.实验验证了接触爆炸作用下板的塑性变形范围和最大塑性变形量的计算公式的可靠性.实验结果和计算分析结果比较吻合.     

移动荷载下刚性路面响应的参数影响分析

应用三维有限元动力学的基本方法 ,结合Newmark积分方法逐步求解运动方程 ,对移动点荷载作用下温克勒地基上板的变形和应力响应进行了分析 .计算了路面的固有频率、临界速度 ,讨论了荷载速度、板参数、地基参数对最大动挠度和拉应力的影响规律 .     

厚壁型钢冷弯应力分析

以厚壁矩形钢管为研究对象,在冷作硬化实验的基础上,对厚壁型钢的塑性弯曲应力沿板厚方向的分布进行解析分析,对其冷弯回弹应力进行数值模拟,将弯曲应力和回弹应力叠加计算冷弯厚壁型钢沿板厚方向的残余应力分布。结果表明,变形外区拉应力由钢板外表面向中性层递减,变化幅度较大;变形内区压应力变化幅度较小;残余应力沿板厚方向近似线性分布;切向残余应力较大,最大值出现在板带的中性层附近。研究结果与相关文献给出的测量结果基本一致。     

开裂前后钢筋混凝土板的有限元分析

本文对钢筋混凝土板的有限元计算提出了一种新的计算方法,该方法考虑了钢筋混凝土板开裂前后的特性。本文首先给出了一个广义应力——应变关系的力学模型和板元的计算模型。考虑到弹塑性变形是渐变过程,而开裂变形是突然出现的,为计算变形,对前者使用逐次迭代方法计算,对后者使用变换基本弹性刚度阵方法计算。用上述模型和方法计算了最近经过试验的各种配筋率的钢筋混凝土板,计算结果表明,板的中点的荷载——挠度曲线和板的计算开裂图形与实验结果一致。     

沅水大桥高桩承台钢吊箱围堰预制混凝土底板受力分析

通过对钢吊箱围堰的钢筋混凝土底模板的施工过程进行数值模拟,分析了混凝土底模板在自重荷载、安装钢围堰和施工封底混凝土3个施工步情况下其上应力和变形分布规律.高桩承台施工中采用钢吊箱围堰,利用钢筋混凝土底模板代替钢模板,对预制混凝土底模板的厚度和承受不同荷载之后的内力和变形分布规律进行分析,并进行了几何尺寸优化.分析中考虑板的自重,将钢吊箱重量作为分布荷载施加于板边预定位置,并在围堰内部预制板上施加封底混凝土重力荷载.分析结果表明:在自重荷载、钢围堰荷载和封底混凝土荷载作用下板中的应力和变形分布不均匀,板的厚度对板中的应力和变形影响显著.对于不等厚度底模板,其应力和变形亦能满足工程需要.依据应力分布特征对模板内部桩孔周围部分应力和变形的较大部位加厚,将传统等厚度模板变成不等厚度模板,既保证了施工过程的安全性,又减轻了结构自重,取得了较好经济效益,可为类似工程所借鉴.     

静水压力作用下夹芯板结构的变形规律分析

对静水压力作用下的夹芯板结构进行了研究,以得到其内部结构变形和应力分布规律,达到优化结构形式的目的.针对表层较薄且带有侧板的夹芯板结构,通过有限元仿真与理论分析,研究了静水压力作用下其上下表层与芯材的变形及应力分布特点.分析表明:在静水压力作用下夹芯板结构的变形可分为边界区域、中心区域与过渡区域;其上下表层以弹性基础板变形为主,而芯材以体积压缩变形为主.最后,采用理论方法对结构变形与应力分布的几个特征量进行了计算,误差控制在11.4%以内.     

粘贴片材加固曲梁的界面剪应力计算研究

针对工程中广泛存在的曲梁加固问题,其剥离失效主要和贴片层与原梁之间的界面应力有关。研究了一种粘贴片材加固曲梁的界面剪应力计算解析法。根据粘贴片材加固梁的变形协调条件,从推导片材加固一般梁的界面剪应力微分控制方程出发,引入粘贴片两端部的边界条件,推导出界面剪应力的一般解析解显示表达式,并将其应用于加固曲梁的界面剪应力分析。对于不同的载荷条件与梁结构,只需计算出原梁结构所承受的剪力、弯矩和轴力即可采用所推导的解析解计算加固梁的界面剪应力。最终利用所研究的方法分析两种载荷作用下,不同曲率半径的曲梁采用碳纤维增强复合材料加固的界面剪应力的分布。数值算例表明该方法计算简便,求解精度高。     

载流条形悬臂薄板的非线性磁弹性分析

该文在给出载流薄板在耦合场作用下的磁弹性非线性运动方程、电动力学方程和洛仑兹力表达式的基础上,通过变量代换将描述载流薄板的磁弹性状态方程整理成含有10个基本未知函数的标准柯西(Cauchy)型.并通过差分法及准线性化方法,将标准柯西型的非线性偏微分方程组,变换成为能够用正交离散法编程求解的准线性微分方程组,给出了这些方程的数值解系统.应用该法计算了条形悬臂薄板在电磁场和机械载荷耦合作用下的应力及变形;讨论了其应力及变形与外加电磁参量之间的关系.     

粘钢加固混凝土梁界面端附近应力的数值分析

文章利用有限元方法,分析了粘钢加固混凝土简支梁分别受均布载荷作用和温度变化时加固端部界面端附近的奇异应力分布规律,讨论了温度变化、加固长度、钢板厚度及其端部结合角对界面端附近奇异应力的影响.结果表明,在界面端附近由降温产生的温度应力与由均布载荷作用产生的应力具有相似的分布规律,增加加固长度、减小钢板厚度及其端部结合角均...     

建筑真空玻璃承载性能及强度设计

针对真空玻璃在工程应用中的强度设计关键问题,分析均布载荷下真空玻璃的弯曲失效特性及影响因素.通过试验验证,真空玻璃板最大应力分布在中心部位,其应力分布特征可按四边简支理论计算.根据试验结果,给出风载荷作用下真空玻璃的强度设计计算公式及持久应力作用下玻璃的强度设计值.研究结果表明:真空玻璃内外片变形一致,2片玻璃承载比例按其剐度分配,当2片玻璃厚度相同时,其抗外力强度最大;由于真空玻璃存在非均匀内应力,其承载能力约相当于同等厚度普通玻璃的85%;设计真空玻璃承载强度时,必须考虑其表面附加张应力的影响.     

不均匀胶层对CFRP板加固梁的界面应力影响

采用数值试验研究了CFRP板加固钢筋混凝土梁中不均匀胶层的应力及加固界面应力.被加固梁界面上设置缺口改变胶层的局部厚度,根据缺口的深度、宽度、位置建立6种分析工况.研究表明,缺口距离CFRP板端部较近时,界面峰值应力会高于无缺口工况,缺口远离CFRP板端部位置时,峰值界面应力几乎不受影响;缺口距离CFRP板端部为CFRP板长的0.83%和1.25%时,峰值界面剪应力和正应力分别达到最大值;当缺口的长度或深度增大时,峰值界面剪应力和界面正应力均增大,界面应力对于缺口深度更敏感;在远离CFRP板端部区域,胶层中的应力沿其厚度方向均匀分布;当缺口出现在CFRP板端部附近时,CFRP板端部胶层中的应力沿厚度方向变化更大且应力在缺口区域内分布更加不均匀.     

THP61-500型整体框架式液压机下梁结构静态分析与优化

对整体液压机下梁进行了优化设计。在进行CAD及CAE建模之后,利用有限元分析技术,通过有限元分析软件ANSYS,来对整体液压机下梁的变形及应力进行求解分析和优化,对每项数据进行计算,对其变化规律进行分析,最后选择一组较为完善的数据尺寸进行设计。     

夹层环形板轴对称非线性弯曲和屈曲

由于等厚度夹层环形板大挠度计算边界条件复杂，迄今仅有一种特殊情形的数值解答．本文以三次B样条函数为试函数，用配点法计算夹层环形板的非线性弯曲和屈曲．夹层板采用Reissner模型．讨论了16种边界条件，荷载可为多项式型的分布荷载、内缘均布线荷载、均布边缘力矩或均布径向压力及它们的组合．用非线性理论计算了夹层环形板的压曲临界荷载．样条配点法具有精度高、编写程序通用、输入的数据量少以及节省计算时间的优点．     

基于薄板理论的空区顶板稳定性分析

考虑作用于顶板上的均布载荷及作用于顶板上方中心处的集中载荷情况下,基于四边固支矩形薄板的纳维叶解法,分别导出了均布载荷与集中载荷作用下矩形顶板的挠度方程与应力表达式.分析得到四边固支矩形板在均布载荷和集中载荷作用下的高应力主要出现在板的中心以及长边的中点处,影响应力的因素主要包括厚度、载荷大小、板的尺寸以及泊松比.依据第一强度理论建立均布载荷和集中载荷共同作用下的顶板安全性控制方程,并求解得到其安全临界顶板厚度,并通过工程实例验证了该控制方程的正确性.     

裂纹柔度法插值函数选择和实验对比

在应用裂纹柔度法计算残余应力的过程中,插值函数对计算结果有较大的影响,分别用勒让德多项式、傅立叶级数和幂级数作为插值函数,用有限元法计算了7075铝合金板固溶处理和矩形梁弯曲后的残余应力,对计算结果作了对比分析,给出了在不同残余应力分布条件下插值函数的最佳收敛阶和计算误差,利用梁弯曲对上述插值函数的特点和应用范围作了进一步说明,为裂纹柔度法的应用提供理论依据.     

复合材料壁板中长桁的胶接应力分析

用拟协调板元和梁元离散飞机尾翼翼面典型复合材料加筋壁板,对长桁截面刚度突变和面板后屈曲剧烈变形两种导致脱胶情况分别进行了线性前屈曲和非线性后屈曲逐渐破坏有限元分析,利用文中提出的节点力法,计算长桁与面板间的胶接应力。结果表明:刚度突变在突变处引起相当大和逐渐衰减的胶接应力,剪应力的衰减比正应力慢;后屈曲变形的急剧变化导致与波峰和波谷对应的胶接点的胶接应力比较高,但低于两倍临界载荷时,胶接应力不大。