基于ABAQUS的钢筋混凝土悬臂梁挠度分析

传统混凝土挠度计算是先通过试验方法测量混凝土弹性模量,再通过弹性模量求解挠度。在试验求解弹性模量过程中,存在费力和难以全面检测等缺点。本文采用ABAQUS建立钢筋混凝土悬臂梁模型,在不同载荷的作用下产生弯曲变形,通过多组数值计算,建立压力和挠度之间的关系方程。本研究可对相关工程提供指导。     

非线性本构关系下两端固定梁的弯曲变形

基于经典梁理论和非线性本构关系,研究两端固定梁在横向分布载荷作用下的弯曲问题。首先假设材料弹性模量是应变的线性函数,推导了本构关系非线性情况下弯曲问题的基本方程。运用数值方法求解该支承条件下的弯曲问题无量纲方程的数值结果,分析了本构非线性参数和载荷对弯曲变形的影响,将大挠度问题与小挠度问题结果进行了对比。结果表明:对于非线性本构关系材料的梁的弯曲问题,即使在变形较小时也应采用大挠度方程求解。     

应用大挠度薄板功的互等定理求解三边简支一边固定矩形板的挠曲方程

付宝连建立了直角坐标系,建立了有限变形非线性弹性力学的功的互等定理并给出了大挠度弯曲薄板的功的互等定理.应用大挠度弯曲薄板的第二类功的互等定理,求解了在均布载荷作用下三边简支一边固定大挠度弯曲矩形板的挠曲面方程,计算结果表明,该法简单有效.     

简支变连续装配式混凝土箱梁桥的有限元模型修正

基于结构有限元模型修正的基本理论,针对简支变连续装配式预制混凝土箱梁桥建立有限元模型,通过利用横向分布系数判别理论模型横向边界条件,确定初始理论模型;再根据上部结构各部位材料弹性模量变化对静力试验结果灵敏度的影响,选择合理的修正参数及目标函数进行模型修正.结果表明:基于静载试验数据对初始模型修正后,计算模型的静力响应与试验实测值的误差值由1.28%降低到0.52%,有限元模型的计算频率与实测频率更加吻合.     

应用大挠度薄板功的互等定理求解一对边简支一对边自由矩形板的挠曲方程

主要应用大挠度弯曲薄板的第二类功的互等定理,求解在均布载荷作用下一对边简支一对边自由矩形板的挠曲面方程,计算结果表明,大挠度弯曲薄板功的互等定理在解决非线性问题方面简单有效,为求解相关大挠度问题开辟了一个新的途径。     

混凝土薄壁连续箱梁剪力滞效应分析与对比

在大比例连续混凝土箱梁模型弹性范围内剪力滞效应试验研究基础上,结合混凝土箱梁的特点,通过选用合适的单元类型和材料本构关系,运用ANSYS大型有限元分析程序模拟了试验全过程,重点分析了连续混凝土薄壁箱梁在集中荷载作用下,荷载-挠度曲线以及不同截面处翼缘混凝土应变分布规律等问题,分析结果与试验结果吻合良好.     

渐进均匀化方法在复合地基复合模量计算中的应用

复合模量是计算复合地基沉降的关键指标之一,目前主要采用面积加权公式计算,实践证明该方法的计算值与实测值有较大误差.渐进均匀化方法(AHM)是一种求解周期性复合材料等效弹性模量的方法.将渐近均匀化方法应用于复合地基的等效模量分析,得到的等效弹性模量与试验数据进行比较,验证了该方法计算复合模量的可行性.在此基础上,做了复合模量影响因素的正交试验分析,结论是影响复合模量的主要因素是置换率.     

组合梁桥有限元计算方法

采用了一个变截面预弯梁的例子详细介绍了用有限元计算组合结构桥梁的方法.通过有限元方法、试验方法以及一种简化计算方法研究了一片实验梁在实验荷栽作用下的力学性能.有限元计算获得的应力、挠度结果与实验及简化计算方法所得结果吻合良好,证明这一有限元方法可以有效的模拟分析组合结构桥梁,并解决组合结构桥梁计算中较为困难的混凝土与钢粱连接、混凝土开裂后刚度以及变截面梁的抗弯刚度等问题.     

空心板桥铰缝加固前后的荷载试验对比验证

以某预应力空心板桥为例,采用梁格法建立有限元模型,用荷载试验实测数据对其加固前后的挠度值及其挠度横向分布进行对比验证。结果表明:荷载试验作用下,加固前挠度校验系数差别较大,在0.09~0.84范围内,横向分布影响线与理论计算横向分布影响线差别明显;加固后挠度校验系数差别较小,在0.38~0.42范围内,横向分布影响线与理论计算横向分布影响线趋势上基本一致,验证了铰缝综合加固方法合理有效。可为今后空心板桥梁同类病害的加固提供参考。     

遗传算法的生物组织弹性模量反求研究

现代医学步入计算医学时代.生物组织的病变往往导致其物理特性的变化,那么研究生物组织的物理特性变化对诊断生物组织病变与否能够提供参考.本文给出了已知生物组织部分边界位移信息、外部载荷、边界条件和有限元模型,利用遗传算法反求弹性模量的方法.首先将求解弹性模量问题描述成一个力学反问题,建立逆系统辨识的数学模型,并应用遗传算法原理建立生物组织弹性模量反求算法.利用仿真算例验证了算法的有效性,并结合图像识别技术试验获取对象部分边界位移信息,其中选取Log算子(σ=3)为实验中边缘检测使用的算子,选用双线性坐标变换公式进行影像内定向,最终反求其弹性模量,结果的相对误差为0.914%,证明了本文反求方法的可行性.     

大跨度连续刚构桥施工控制参数研究

漫江大桥为三跨连续刚构桥,主跨133 m,采用悬臂浇筑法建造而成。为研究结构参数对施工中结构响应的影响,对漫江大桥施工阶段进行有限元模拟,分析了桥梁施工过程中主要参数的敏感性。通过对该大跨度连续刚构桥施工过程中6个影响结构响应的主要参数进行主梁挠度分析,结果表明:混凝土容重、弹性模量、结构整体升温降温及结构温度梯度都是大跨度刚构桥施工控制的敏感性参数;其中温度梯度对悬臂状态下主梁挠度影响最大,最大变化值可达19 mm;容重对成桥状态下主梁挠度影响最大,最大变化值可达12.6 mm,因此在施工过程中需重点控制温度和容重对桥梁结构的影响。     

悬臂混凝土薄壁箱梁剪力滞效应试验研究与分析

进行了大比例伸臂混凝土薄壁箱梁在弹性范围内的剪力滞效应试验研究与分析,重点研究了伸臂混凝土薄壁箱梁悬臂部分在不同荷载作用下,荷载-挠度曲线以及不同截面处翼缘混凝土应变分布规律等问题.研究结果表明:在集中荷载作用下不同位置处截面均存在正剪力滞现象;而在均布荷载作用下不同位置处截面存在不同的剪力滞现象:支座处存在正剪力滞现象,离支座2/3悬臂长度处存在明显的负剪力滞现象.根据试验结果,得到了伸臂混凝土薄壁箱梁悬臂部分不同荷载作用下,不同截面处翼缘等效宽度计算系数,并和现行JTG D62-2004规范比较,得出规范计算结果较试验结果偏于安全.     

混合配筋预应力混凝土密肋楼盖三维有限元数值模拟

采用有限元软件ANSYS,模拟了均布荷载作用下,周边简支混合配筋预应力混凝土密肋楼盖从开始加载到破坏的全过程,得到了极限荷载,荷载-挠度曲线和裂缝分布情况.分析表明,计算结果与试验结果吻合较好,从而验证了在对混合配筋预应力混凝土密肋楼盖进行非线性有限元数值模拟中,应用实体单元SOLID65和等效荷载法的合理性.     

固定管板列管换热器的力学分析

本文进行固定管板式换热器的受力分析及其挠度求解；导出管板与管子相互作用力的计算式以及管板的弯矩与转角公式；通过实例，计算了管子的最大轴向压力并对其进行了稳定性分析。     

三种混凝土本构模型在圆钢管再生混凝土轴压短柱有限元分析中的比较

为研究再生混凝土本构模型的特点及适用性,基于三种不同核心再生混凝土本构模型对钢管再生混凝土轴压短柱受力全过程进行非线性有限元分析,从极限承载力、轴压刚度、耗能因子等方面对数值模拟结果与93组试验数据进行对比分析.结果表明:在极限承载力方面,未考虑约束作用对峰值应力影响的本构模型计算结果偏安全;基于统一理论的本构模型计算结果对套箍系数较大的试件符合较好,而套箍系数较小时结果偏保守;考虑取代率、含钢率、钢材屈服强度对核心再生混凝土强度及弹性模量影响的约束再生混凝土本构模型,计算结果与试验结果符合程度较高.轴压刚度方面的分析表明,按照弹性叠加原理计算的构件轴压刚度相对于试验值偏低,而考虑再生混凝土取代率的组合轴压刚度计算方法及本构得到的计算刚度值与试验结果符合良好,另外两种本构的计算值偏于不安全.此外,三种本构模型计算的耗能因子均高于试验值,表现为模拟的荷载-位移下降段比试验曲线平缓.     

混凝土轴压短柱有限元分析中的比较

为研究再生混凝土本构模型的特点及适用性,基于三种不同核心再生混凝土本构模型对钢管再生混凝土轴压短柱受力全过程进行非线性有限元分析,从极限承载力、轴压刚度、耗能因子等方面对数值模拟结果与93组试验数据进行对比分析.结果表明：在极限承载力方面,未考虑约束作用对峰值应力影响的本构模型计算结果偏安全;基于统一理论的本构模型计算结果对套箍系数较大的试件符合较好,而套箍系数较小时结果偏保守;考虑取代率、含钢率、钢材屈服强度对核心再生混凝土强度及弹性模量影响的约束再生混凝土本构模型,计算结果与试验结果符合程度较高.轴压刚度方面的分析表明,按照弹性叠加原理计算的构件轴压刚度相对于试验值偏低,而考虑再生混凝土取代率的组合轴压刚度计算方法及本构得到的计算刚度值与试验结果符合良好,另外两种本构的计算值偏于不安全.此外,三种本构模型计算的耗能因子均高于试验值,表现为模拟的荷载 位移下降段比试验曲线平缓.     

求解预应力组合构件截面优化设计的新方法

对预应力钢管混凝土轴压构件，建立了以稳定为约束奈件的优化设计数学模型。引入钢管外径和壁厚比值，将双变量优化问题转变成单变量优化问题。通过直接求解约束条件方程，得到优化设计变量的迭代计算公式．同时，给出获得最优解的二重迭代法计算步骤．算例分析表明，此方法对求解预应力钢管混凝土轴压构件截面优化问题，是一种简单而有效的方法．     

再生混凝土基本性能试验研究

考虑再生骨料替代率、纤维掺量、外加剂掺量,制作再生混凝土试块分别进行和易性、抗压弹性模量、抗压强度、劈裂强度试验,研究这些因素对再生混凝土基本性能的影响.通过试验分析可知,相对于普通混凝土来说,再生混凝土的基本力学性能较差.随着再生骨料替代率的增加,对再生混凝土的基本力学性能产生明显的不利影响,但通过添加聚丙烯纤维,可有效地改善其基本力学性能.另外,掺加引气减水剂,可有效地改善其再生混凝土的和易性.     

咱里大桥静动载试验研究

咱里大桥主桥为一孔119.5m浅加劲栓焊钢结构悬索桥,荷载试验前采用大型通用结构分析软件和桥梁专用程序进行理论计算分析,计算出结构在标准荷载和试验车辆荷载作用下的挠度、应变理论值等。静载试验测试了纵梁挠度及应变、主缆位移、主塔位移等,动载试验采用脉动法和车桥振动法相互校核和验证。试验结果表明,咱里大桥在试验荷载的作用下,基本上处于弹性工作状态,结构工作性能良好,满足设计要求。     

拉压弹性模量不等材料简支梁在横向载荷作用下的线性振动问题

采用Hamilton原理，假设线性振动为简谐响应形式，把偏微分振动控制方程化为无量纲常微分方程组．考虑横向载荷作用的大挠度，研究拉压性能不同时简支梁的线性振动规律．利用打靶法数值求解了简支梁线性振动时，横向载荷引起的弯曲挠度、中性轴位置变化以及微幅振动时的固有频率．结果表明：固有频率随着弹性模量比值非线性变化，横向载荷较大时呈现出非单调性．横向载荷的作用引起梁的抗弯刚度变化，固有频率也明显变化．