单拱大断面偏压隧道衬砌模型试验分析

模型试验方法分析大断面隧道衬砌结构的受力特性是一种比较实用的方法.以单拱四车道隧道为依托,按弹性阶段相似原则进行偏压条件下单孔大断面隧道衬砌破坏的室内模型试验,研究不同围岩条件下,隧道衬砌的破坏机制.试验通过千斤项加载的方式,模拟偏压条件下,不同围岩级别条件下的隧道衬砌的破坏行为,得到隧道模型的围岩及衬砌之间的接触压力...     

斜齿轮接触特性有限元分析

为了研究斜齿轮啮合过程中齿面接触力分布,通过有限元方法建立齿轮接触分析模型,研究了塑性变形、齿面摩擦、温度以及材料线性强化等因素对啮合性能影响,并通过实验对比了仿真结果。结果表明：塑性变形、齿面摩擦、温度和线性强化对轮齿齿面接触力均有影响。实验结果表明：温升测试中,齿顶、齿根区域的实验和仿真温度变化趋势一致;应变测试中,齿根最大应力均高于仿真结果,但两者应力变化曲线相同,误差均低于20%。可见实验验证了仿真接触模型的正确性。     

梯形砼衬砌渠道温度应力应变的有限元分析

为给梯形渠道的优化设计提供依据,将冻土视为横观各向同性线弹性材料,把冻土和混凝土衬砌作为一个整体,采用有限元软件ANSYS10.0分析了新疆兵团农八师西岸梯形渠道冻胀的温度场、应力场和变形场.以上分析的结果与实测的数据相吻合,二者的误差满足精度要求,表明采用有限元计算方法分析梯形渠道的温度应力、应变是可靠的.     

地震作用下大断面隧道衬砌结构的动力损伤特性

基于混凝土材料的动力损伤特性,建立了其弹塑性损伤本构模型,将该模型应用于强震区某大断面隧道工程,分析了不同地震波入射方向、地震波强度和围岩条件下隧道结构的地震响应与动力损伤规律,探讨了大断面隧道结构的地震损伤特性和破坏机理。研究结果表明：地震波垂直、水平两种入射条件下两者衬砌的压主应力、加速度响应形态相似,但水平入射条件下衬砌结构的应力、加速度响应相较于垂直入射条件更加剧烈;水平入射时衬砌的动力损伤远大于垂直入射时的动力损伤,且动力损伤主要集中于拱腰与墙脚处;围岩条件对隧道衬砌结构的拉主应力响应以及动力损伤有显著影响,V级围岩条件下衬砌结构的最大拉应力是IV级围岩下的5.7倍;隧道结构的地震响应与动力损伤特性也受地震波强度的影响,随着地震波强度增大,应力、加速度响应峰值以及最大动力损伤量均呈现非线性增大趋势,动力损伤随之加剧且由拱腰和墙脚处逐渐向外扩展;在强震区软岩隧道抗震设计以及运营期间震后加固修复应着重注意动力损伤集中的部位。     

塑膜防渗梯形衬砌渠道最佳经济断面的优化设计方法

以工程施工花费最小为目标函数,以渠道的流量和工程施工具体要求为条件建立了塑料薄膜防渗梯形衬砌渠道的优化数学模型．对该模型进行求解,即可得到合理的梯形衬砌渠道各项施工参数,为梯形衬砌渠道设计提供了一种新的设计方法。     

大断面异形盾构衬砌结构纵向力学性能

首先通过建立异形盾构三维有限元计算模型研究了多种因素对异形盾构纵向力学性能的影响,数值结果表明,异形盾构纵向整体向下位移、变形模式符合三次多项式形式;纵向刚度有效率随横向刚度有效率的增加先减小后增大,但纵向刚度受横向刚度的影响较小,异形盾构横向刚度有效率设计建议值为0.65;纵向刚度有效率随埋深增加而减小,错缝拼装能明显提高异形盾构的纵向刚度;纵向刚度有效率随基床系数的增加呈线性增长,其对异形盾构纵向刚度的影响最为明显;纵向螺栓预紧力对纵向刚度有效率的影响呈线性增加关系,但对异形盾构纵向刚度的影响并不明显.基于实测环缝张开量值建立了适用于异形盾构的纵向等效刚度和纵向刚度有效率简化解析模型,解析模型计算结果与数值计算结果吻合,证明该理论模型的有效性.     

深埋大断面隧道有限元二维应力分析

运用有限元分析软件,将隧道简化为平面应变问题对围岩稳定性进行分析,分析开挖后的隧道的位移场、应力场判断隧道的开挖支护是否合适．为隧道施工提供合理依据．     

水利工程中渠道衬砌施工分析

灌区灌溉渠道灌溉水的严重渗漏会降低了灌区的水利用系数,减少灌区有效的灌溉面积,对水资源也是一种严重的浪费。为有效避免农业用水浪费现象,提高灌区水利用系数,总结以往工程经验,对常用的防渗处理方案、方法进行汇总整理,结合现状水利渠道工程提出当前适用性较高、施工比较简单的渠道防渗方法。     

深埋三车道大断面隧道二次衬砌厚度优化分析

为了研究合理的二次衬砌支护参数,以陕西省宝鸡到汉中高速公路铁佛殿1号隧道工程为例,通过运用MIDAS软件建立数值计算模型的方法,对Ⅳ级、Ⅴ级围岩条件下的深埋三车道隧道二次衬砌进行数值模拟分析,并对不同的二次衬砌厚度进行了安全系数计算。结果表明:深埋三车道大断面隧道Ⅳ级围岩二衬厚度优化至设计值75%、Ⅴ级围岩优化至设计值80%时,隧道结构安全系数满足规范要求。可见目前的公路隧道设计规范对于二次衬砌厚度的规定偏于保守,对于一般情况的隧道设计,有必要进一步减薄优化。     

含半月板的活体股胫关节接触特性有限元分析

股胫关节接触生物力学研究是人们保护关节减少伤害,理解关节软骨退化造成骨关节病力学成因的关键.该文利用一系列活体膝关节磁共振断层扫描图像(MRI), 构建了含半月板、股胫关节软骨和股骨、胫骨三维实体的膝关节有限元模型.探讨了用有限元显式非线性动力学方法求解关节间存在相对滑动和摩擦时股胫关节接触特性,并模拟分析了在步行过程中外载荷变化时股胫关节的接触力学特性.仿真分析表明: 在载荷增加时,股胫关节接触面积增加,而股胫关节内外侧接触面积之比几乎不变,内外侧平均接触应力基本相等.     

二维弹性大变形接触问题的实用有限元分析

用ＴＬ法分析研究，建立了二维弹性大变形接触问题的一般实用有限元分析模型，编程时考虑接触迭代中的边界变动，采用了接触结点坐标的自动修正技术，提高了分析精度，并结合实例计算，表明此工作具有实际应用价值。     

三维冲击－动力接触问题的有限元混合算法

提出了一种三维冲击－动力接触问题的有限元混合算法，该算法用库仑摩擦定律表述动力接触面的边界条件；按修正的Ｃｈｏｌｅｓｋｙ分解算法建立接触面的有效柔度阵方程。在按Ｎｅｗｍａｒｋ算法作逐步积分计算中，每一时间步的迭代计算，仅需反复求解接触面的有效柔度阵方程     

斜齿轮接触应力有限元分析

通过Solid Works生成一对斜齿圆柱齿轮啮合实体模型,将模型倒入ANSYS,用有限元法计算其接触应力,说明了ANSYS在齿轮接触分析上的有效性.     

环锚预应力混凝土衬砌三维有限元计算分析

环锚预应力混凝土衬砌是一种新型的水工压力隧洞衬砌形式，进行有限元结构分析时的关键是如何模拟环形预应力筋的作用．为此，提出了一种基于ANSYS的等效荷载法，用法向等效应力和切向等效应力模拟非均匀分布的锚索预应力，通过SURF154单元将其施加于计算模型．文中对一个无黏结预应力混凝土衬砌全部锚索张拉锁定后的应力状态进行了三维有限元计算，计算结果与实测结果具有良好的一致性．该方法还适用于有黏结曲线预应力筋的预应力混凝土结构有限元计算。     

板料成形中的大变形接触问题的有限元解法

基于弹塑性有限变形理论，采用ＵｐｄａｔｅｄＬａｇｒａｎｇｅ描述建立了用于板料成形分析的动力学有限元数学模型，考虑到材料的各向异性，给出了Ｊａｕｍａｎｎ应力形式的各向异性本构关系．引用罚函数法处理接触边界，对于板料与模具之间的摩擦采用修正的库仑摩擦定律，保证了计算的稳定性．基于此模型编制的有限元程序对一盒形工件的成形进行了数值分析，计算结果与实验结果基本符合．     

改进并推广到三维接触问题的有限元混合法

提出一种改进的有限元混合法分析弹性接触应力,由于其中的柔度阵实现了对称化,故和通常的有限元混合法相比,不仅显著地提高了计算效率,而且减少了数据存储量.就考虑摩擦的三维弹性体接触模型,建立了一套相应的有限元计算格式并已付诸计算机实施.给出的汽缸盖算例与ADNA程序算得的结果对比,表明本方法有效、可靠、省时.     

基于混合建模技术的大型高压釜有限元分析

高压釜是压力精炼的核心部件,本文应用耦合壳单元和实体单元的混合建模技术对一压力精炼用高压釜进行强度分析。首先基于高压釜几何特点,对高压釜各部件进行合理的简化,然后应用专业前处理软件Hypermesh和大型有限元软件Abaqus 建立高压釜的三维有限元模型;其次在考虑包括弯矩、扭矩、自重、矿浆压力等各种载荷的基础上,对设计工况下的高压釜进行应力强度分析;最后以强度分析结果为基础,依据JB 4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》对高压釜进行应力评定。评定结果表明该高压釜各部分满足强度需要。     

瞬态接触—冲击问题的有限元分析

介绍瞬态接触－冲击问题的一种基于拉格朗日乘子法的有限元公式系统及其数值求解，所建立的接触元能模拟的各个阶段，如分离、会或有摩擦的滑移，对于有摩擦的接触和释放给出了一种简洁的接触－释放条件，为了更有效地求解耦合场运动方程，引了隐式－显式有 元算法，该方法的有效性通过模拟核废料装运桶的冲击响应得到了验证。