板材成形过程中直拉深筋作用的数值模拟

本文通过对板料在直拉深筋中变形过程的分析,给出了一个简化的直拉深筋作用分析模型.针对这个模型建立了有限变形弹塑性有限元方程,并利用所编制的程序计算了半圆形截面和方形截面直拉深筋作用下板料的变形.实验表明数值分析结果是可靠的.     

桥上Ⅲ型板式无砟轨道纵向力计算模型简化

为简化大跨连续梁桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道无缝线路纵向力计算模型,基于原有计算模型、连续梁桥受力特点及梁-板-轨相互作用原理提出简化的等截面计算模型,并将新的模型与原变截面模型分别在伸缩力、制动力及挠曲力工况下的计算结果进行对比分析.结果表明:简化模型与原模型在伸缩力和制动力工况下各结构纵向力与位移变化趋势基本一致,计算结果误差均不到1%,满足工程需要;简化模型与原模型挠曲力工况下计算结果相差很大,挠曲力工况下须根据连续梁实际截面参数进行建模计算;各轨道及桥梁结构挠曲受力与变形均很小且一般不作为设计检算指标.提出的简化模型其建模速度和计算效率可提高20%～40%.     

双筋矩形截面混凝土墩柱的开裂前沿简化计算

基于力学理论,对双筋矩形截面混凝土墩柱受力模式进行简化,建立模型的力学平衡方程,并分析墩柱模型的受力过程及开裂机理.运用＂三段式＂方法,在考虑混凝土受拉的条件下,求解墩柱开裂截面中性轴的位置,得到混凝土抗力ΔP（z）沿墩身分布的函数表达式.计算结果可适用于钢筋混凝土悬臂桥墩变形分析,提出的＂三段式＂分析方法可以求出墩柱各截面刚度以及墩柱墩顶位移曲线,有助于钢筋混凝土墩柱在复杂载荷作用下的开裂机理研究.     

侧向冲击作用下钢管混凝土构件的简化分析模型

对两端固定的钢管混凝土构件在冲击作用下的动力响应进行数值模拟,通过分析构件支座与跨中塑性铰形成机制及特征,提出了圆钢管混凝土构件在侧向冲击作用下的简化分析模型.一系列工况的比较与验证表明,简化分析模型估算结果与数值模拟结果误差较小,该模型在估算跨中、支座动态截面极限弯矩以及跨中截面最大挠度方面,可以得到比较满意的计算结果,可为工程提供参考.     

轨道交通“双U+箱形”截面桥梁剪力滞效应简化计算方法

针对轨道交通“双U+箱形”组合梁截面,通过分析其竖向弯曲时截面上的剪力流分布规律,引入顶板悬挑段与顶板、底板与顶板剪力流的比来反映截面剪力流对剪切变形的影响,定义各翼板符合其剪切变形规律的翘曲位移函数,基于能量变分法推导剪力滞的控制微分方程,建立连续梁剪力滞效应简化计算方法。以“双U+箱形”组合连续梁为算例,将自重和轨检车荷载单独作用下的剪力滞系数解析解与有限元结果进行对比分析,并讨论梁高和腹板厚度对剪力滞效应的影响。结果表明：按简化计算方法得到的应力与有限元结果吻合较好,轨检车荷载作用下的剪力滞效应比均布荷载作用下的更为明显,且梁高和腹板厚度的变化会减弱截面的剪力滞效应。本文提出的简化计算方法可为复杂截面连续桥梁安全评估提供参考。     

型钢混凝土梁受弯承载力的简化计算

采用平截面假定和变形协调原理,考虑型钢和混凝土组合作用,建立了型钢混凝土梁正截面承载力简化计算公式,供工程设计人员参考。     

HPFL加固受火RC梁刚度及挠度研究

结合国内外对火灾后钢筋混凝土结构中混凝土和钢筋力学性能的研究,分别采用三台阶模型和二台阶模型对火灾后混凝土和钢筋的弹性模量进行简化计算.根据简化计算模型和等效弹性模量法,对受火后钢筋混凝土梁截面的弹性模量进行等效,得到受火后钢筋混凝土梁截面的弹性模量.根据有效惯性矩法,对高性能复合砂浆钢筋网加固受火RC梁开裂前和开裂后的截面进行等效换算,将受拉区钢筋和全截面的高性能复合砂浆钢筋网换算成弹性模量为混凝土弹性模量的换算截面.在考虑剪切变形影响的前提下,对高性能复合砂浆钢筋网加固受火RC梁的截面刚度和挠度进行理论推导,并结合实验数据验证理论公式的合理性.分析结果表明,推导所得的计算公式与试验数据基本吻合.     

基于刚度矩阵的空间变截面梁简化问题

为研究机床的静刚度特性,需要得到其各部件的单元刚度矩阵.机床部件的结构往往是不规则的,因此需要将其等效简化为等截面梁单元,才能得到其单元刚度矩阵.该文对任意变截面梁等效简化为等截面梁单元的问题进行了研究,从建立梁单元的单元刚度矩阵的需要出发,推导出了完整的简化方法.为了验证该简化方法的有效性,利用有限元分析软件ABAQUS 6.51对一个力学模型进行了分析,同时用上述的简化方法对该力学模型进行了计算.将两者的计算结果进行对比,相对偏差小于5%,因此可证明该简化方法在变截面梁等效简化为等截面梁单元时的有效性.     

泉州后渚大桥施工阶段应力监测与成桥受力分析

通过对泉州后渚大桥主桥施工阶段控制截面应力的监测,得到连续刚构桥施工直至全桥合拢箱梁截面应力分布规律,有限元模拟计算结果与实测结果基本吻合,都在设计允许范围内.以修正后的有限元模型为基础,模拟汽车荷载试验,计算了该桥在最不利汽车荷载作用下的应力和变形.结果表明:后渚大桥在设计汽车荷载作用下处于弹性状态,满足设计要求.     

闭口薄壁截面直杆的塑性解

基于Mises屈服条件和增量理论,在理想弹塑性模型框架下,通过无量纲计算,求解闭口薄壁截面直杆在压、扭组合变形下应力分量解析解.对受压（拉）、扭组合变形的闭口薄壁截面直杆,在其材料屈服进入塑性阶段后,施加不同的变形路径,理论求解导出闭口薄壁截面直杆受压和扭转联合作用对应的2个对偶常微分方程,求解方程得到各应力分量的解析值;为进一步研究闭、开口薄壁截面直杆的屈曲奠定了基础.     

冲击波条件下横卧钢管变形简化数值模拟方法研究

为研究横卧钢管吸能特性,我们对其在冲击波条件下变形、吸能特性进行了试验研究。根据试验结果,利用折线模型对钢管变形过程进行了简化,提出了横卧钢管变形简化数值模拟方法,并根据试验结果确定了简化模型参数与钢管几何尺寸、荷载之间的关系,进而确定了简化模型的相关参数。简化计算结果与试验结果吻合较好,表明该简化方法是合理的。其研究成果可以为模卧钢管吸能层的工程设计提供有益的参考。     

弹塑性梁柱变截面刚度的模拟

利用幂函数模拟的变截面法建立了描述弹塑性梁柱截面刚度变化规律的简化数学力学模型，并分析了荷载作用下塑性梁柱截面刚度沿长度分布的变化规律。与Chen W F的理论结果比较，证明了此模型的正确性。此模型在一定程度上揭示了梁柱塑性区的内在变化规律，且其结果具有直观性和截面刚度计算的简单性。     

地震作用下变截面钢管混凝土单桩动力响应

为了探讨桥梁位于软弱土层时,地震作用下变截面钢管混凝土桩基的动力响应,以翔安大桥为工程背景,利用FLAC3D有限元软件建立地震作用下桩-岩土体-钢管耦合作用的数值模型,研究在不同强度的地震作用下变截面钢管混凝土单桩和变截面普通混凝土单桩桩身加速度、桩身位移、桩身弯矩的动力响应差异.结果表明：变截面钢管混凝土单桩在地震作用下的桩身加速度、加速度放大系数、桩身位移最大值和桩身弯矩变化规律均同变截面普通混凝土单桩类似,但钢管使桩身加速度放大系数降低、桩基抵抗侧向变形能力和抗弯承载力提高.因此,钢管可以显著提升地震作用下桩基的抵抗变形能力和承载力.     

偏载作用下半刚性螺栓节点的修正计算方法

为了获取偏压荷载作用下螺栓节点的理论简化和计算方法,对螺栓连接的梁式反力系统进行了静载试验、理论计算和有限元分析。通过理论计算和有限元分析,对反力梁不规则变截面进行截面等效简化,提出了钢结构反力梁的结构组合系数,能够快速准确的计算不规则变截面梁的惯性矩。基于此,采用试验和理论计算,解决了螺栓节点的理论简化和计算方法问题。结果表明：在理论计算中,将螺栓节点简化为固定支座,引入修正系数,对理论结果进行修正,能够很好的反映出反力梁的实际挠度变形,其修正系数可为后续螺栓连接的设计者提供参考。     

连续刚构桥上无缝线路计算模型及方法的简化

为简化连续刚构桥上无缝线路计算模型以及确定正确的简化计算方法,基于原有连续刚构桥上无缝线路计算模型、刚构桥受力特点及梁轨相互作用原理提出新的计算模型。以实际连续刚构桥为例,采用原有计算模型及本文提出的模型分别计算伸缩、制动、断轨及挠曲工况。研究结果表明:在伸缩及断轨工况下,可采用本文提出的简化模型进行计算;对于制动工况,当中支点截面与固结桥墩截面抗弯刚度比值大于4时,采用本文提出的简化模型计算的梁轨相对位移误差可控制在0.2 mm范围内;对伸缩、断轨及制动工况计算可以将变截面刚构桥简化为等截面桥进行简化计算,并且计算结果满足工程需要;对于挠曲工况,由于简化模型未考虑桥墩的偏转因此有较大的误差,因此挠曲工况计算必须采用可以考虑变截面梁及桥墩的整体模型进行计算。     

移动载荷作用下多跨超静定梁内力及变形计算的奇异函数法

多跨梁在移动载荷作用下的强度、变形计算及其动态响应问题,在道路、桥梁及机械设计中广受重视.经典的力学方法对多跨超静定梁在移动载荷作用下的内力及变形的求解十分繁琐.采用奇异函数法,可以简化问题的求解.用奇异函数不需分段即可表示整梁的弯矩方程和挠度方程,输入到软件Mathcad中,通过数值计算和图形处理的功能模块,可以快速绘制任意横截面的内力及变形随移动载荷位置的变化曲线,进而确定指定截面的最不利荷载位置及全梁的最大弯矩及其截面位置.多跨梁在不同几何尺寸或不同大小的载荷作用下的内力图及变形图,只需在Mathcad软件中修改相应的参数即可得到.     

框支剪力墙正交双截面设计方法研究

文章研究了框支剪力墙构件的受力与变形特征,以及与传统剪力墙构件及混凝土梁构件的变形差异,指出框支剪力墙构件的变形形态介于传统剪力墙构件和深梁之间,其截面设计宜按水平及竖向分别进行,提出了正交双截面设计方法,根据框支剪力墙侧向变形与竖向变形反映的刚度差异,简化分解得到正交双截面承载力设计时的控制内力。通过不同框支剪力墙案例分析,验证了该方法的合理性。采用该方法可以避免按传统剪力墙截面设计出现的非满跨转换时框支剪力墙的抗剪截面不容易满足、满跨转换时框支剪力墙截面配筋较小而实际情况可能完全相反等。     

海冰对单柱式桥墩非线性地震反应的影响

用简化的附加水质量模型考虑动水压力对桥墩的影响,用动冰力模型考虑冰与桥墩的相互作用,建立了冰水域单柱式桥墩地震反应的动力计算模型,并利用时程分析法研究了在不同类型地震作用下海冰对桥墩非线性地震反应的影响.桥墩的最不利反应一般发生在海冰质量为5×106～5×107kg,可作为桥墩设计时的海冰质量;且墩底截面出现最大曲率时对应的海冰质量随着水深的增大而变大.有冰时墩底截面曲率延性需求系数、墩顶最大位移和墩顶残余位移比无冰时增大数倍,墩底截面弯矩–曲率滞回曲线呈倒"S"型更显著,桥墩的变形和耗能能力显著下降.同时,与近场地震波作用时相比,远场地震波作用下海冰对单柱式桥墩顶部最大位移和残余位移的影响更大.     

考虑翘曲变形的空间钢框架修正塑性铰模型

为了推导一种既能反映塑性沿构件截面扩展,又能反映塑性沿构件长度方向(轴向)扩展的空间钢框架二阶非弹性分析模型,基于连续介质力学有限变形理论和更新的拉格朗日列式,横向位移采用考虑剪切变形的三次插值函数,扭转角位移采用Hermite三次插值函数以计入截面翘曲影响,结合塑性铰方法和简化塑性区模型,利用扩展的Orbison屈服面模型,提出了一种用于钢结构高等分析的修正塑性铰模型。该模型可用于各种空间钢框架结构的双重非线性分析,具有较强的通用性。最后通过算例证明了本文提出梁—柱单元的精度和有效性。     

不对称截面沉管隧道二维结构分析

为了简化不对称截面沉管隧道内力计算,方便结构设计,以佛山市汾江路南延线不对称截面沉管隧道为例,将隧道管节断面简化为二维线条模型并利用ANSYS软件进行静力作用下的二维结构分析,讨论了管段的受力情况。计算结果可为后续设计和工程施工提供参考。