下期文章摘要预报

平面钢框架弹塑性大变形简化分析方法周　强,吕西林提出了用准有限区域法来分析平面钢框架弹塑性大变形.根据采用内力形式描述的截面屈服面方程,首先推导了截面的一致切线弹塑性刚度矩阵,然后沿杆长积分得到梁柱单元的刚度矩阵.由于屈服面方程大都存在奇异点,提出加权法以获得奇异点处的截面刚度矩阵.采用协同旋转法处理大变形;采用Ｓｉｍｏ提出的算法使截面的内力组合保持在屈服面上.最后给出两个算例说明准有限区域法的有效性.水力压裂的二维温度场分析乔继彤,张若京,姚　飞,蒋　阗推导了水力压裂中压裂液的二维温度场方程,考虑了压裂液的…     

空间钢框架结构的二阶渐进弹塑性分析

给出了空间钢框架结构几何非线性有限元列式，可以直接考虑单元的轴向扭转屈曲效应；在此基础上采用塑性流动理论并应用Orbison屈服面方程，得到了空间钢框架塑性铰分析的弹塑性刚度矩阵，用以对空间钢框架结构进行二阶弹塑性分析并可以考虑单元内塑性的发展和内力的重分布；在单元内部采用截面内力跟踪技术以考虑单元内部形成塑性铰的情况．给出的几个算例，说明该方法计算效率高，精度可靠，可以用于大型空间钢框架结构的高等结构分析。     

轴向变刚度矩形截面梁的弹性及弹塑性弯曲?

假定矩形截面梁的材料为非均匀的各向同性的理想弹塑性材料, 其弹性模量、屈服强度以及梁的高度均是梁轴向坐标的函数, 忽略剪切对变形及屈服的影响, 在小变形前提下研究轴向变刚度梁的弹性及弹塑性弯曲问题. 导出了截面高度及材料的弹性模量沿梁长度方向按照特殊函数变化时梁弹性及弹塑性变形的解析解. 采用微分求积法实现了抗弯刚度任意变化时变刚度梁的弹性及弹塑性分析. 通过数值算例分析了抗弯刚度的轴向变化对梁弹性及弹塑性性能的影响.     

钢管混凝土拱桥弹塑性极限承载力分析的截面内力塑性系数法

结合钢管混凝土的本构关系模型,基于修正的拉格朗日列式单元增量平衡方程,采用单元节点截面内力塑性系数法建立了钢管混凝土空间拱单元弹塑性刚度矩阵,按当前刚度参数法对材料非线性与几何非线性进行分析,研究了钢管混凝土拱桥空间弹塑性稳定极限承载力非线性分析方法;采用初始内力法考虑阶段间体系转换及弹性内力的传递,计算分析了益阳资江三桥主孔钢管拱桥施工阶段及成桥使用阶段空间弹塑性稳定极限承载力,探讨了仅考虑几何非线性稳定安全系数与弹塑性稳定安全系数之间的区别.研究结果表明:几组钢管混凝土轴心受压构件和偏心受压构件弹塑性稳定极限承载力与试验结果较接近,验证了本文方法与程序正确、可靠;对于钢管混凝土拱桥,弹塑性稳定极限承载力比仅考虑几何非线性的弹性失稳临界力要小,必须考虑弹塑性对稳定安全系数的影响.     

用弹塑性有限元素法解平压头下的压入问题

本文采用弹塑性有限元素法中的变刚度法和加权平均弹塑性矩阵,解光滑压头下平面应变的弹塑性硬化材料的压入问题。得到压力——位移曲线,屈服压力和塑性区的边界,并与理想刚塑性的滑移线场理论结果相比较。同时计算了在平面应变条件下,工业纯铝压缩时的冷变形抗力。计算结果与试验结果基本相符。     

考虑剪切变形的RC结构梁柱单元模型

基于纤维模型有限单元柔度法,考虑轴向、弯曲和剪切效应,对钢筋混凝土结构承受单调荷载作用进行非线性分析.应用多轴应力状态下的塑性应力-应变关系理论,在单元模型中考虑了弹塑性区域剪切变形对单元弹塑性刚度的影响,建立能够考虑梁柱非线性剪切变形的纤维单元在复杂加载历史中的切线刚度矩阵.在所建立的截面刚度矩阵中,剪切变形和轴向、弯曲变形不耦合,而剪切和弯曲力在单元层面耦合,且在梁单元上满足力的平衡关系.将计算结果和钢筋混凝土柱的加载试验结果相比较,验证了模型的有效性.     

平面框架弹塑性分析的增量内力塑性系数法

提出一种分析框架结构弹塑性响应的新方法即增量内力塑性系数法。由该方法直接得到结构弹塑性增量割线刚度矩阵,并据此提出直接迭代算法求解结构增量平衡方程。研究结果表明:直接迭代算法与经典的牛顿-拉夫逊方法相比,它不用数值积分形成结构弹塑性切线刚度矩阵,也无需在每次迭代步中计算结构整体不平衡力,简化了计算过程;弹塑性增量割线刚度矩阵可以显式给出,减少了计算工作量,且计算结果与经典解析解以及其他数值解十分接近;采用增量内力塑性系数法分析一般平面框架只需采用至多2个单元离散框架构件就可以得到足够的计算精度。     

用高阶曲线有限条法分析混凝土曲线梁桥

针对工程中提出的曲线梁桥的新课题，为了有效地进行全桥分析，获取设计所需的纵向、横向内力，文章采用高阶有限条法（ＨｉｇｈｏｒｄｅｒＦｉｎｉｔｅＳｔｒｉｐＭｅｔｈｏｄ）分析等截面曲线梁桥。其形函数用Ｈｅｒｍｉｔ函数法构造，形式简洁、运用能量原理从基于薄板的几何矩阵和基于线弹性的内力矩阵导出了单元刚度矩阵，采用ＦＯＲＴＲＡＮ－７７语言完成了编程工作．经过算例比较．说明了高阶曲线有限条法的简洁性和高精度性。     

结构任意截面内力求解的有限元内力法

在水工结构配筋设计中常需要事先确定截面上的内力值,有限元内力法是求解指定截面上内力值的有效方法,但实际工程中指定的内力求解截面往往不满足有限元内力法"截面由单元面组成"的要求,而且商业有限元软件无法导出内力求解公式中需要的结构整体劲度矩阵.针对这些问题,从有限元基本原理出发,提出 "采用等效变换将指定截面转换为由单元面组成" 和"采用单元劲度矩阵求解结点等效荷载"的方法,从而不需形成整体劲度矩阵,使得利用商业软件的计算结果来求解任意指定截面内力成为可能.最后通过一个简单算例对文中提出方法的正确性与可行性进行了验证.     

特大断面黄土隧道施工过程数值模拟

本文采用二维弹塑性有限元法,分析了一特大断面黄土隧道各个施工阶段以及建成后围岩和衬砌的受力状态.分析中采用增量弹塑性应力应变关系,Mohr-Coulomb屈服准则及关联流动法则.对于超出屈服面的应力进行调整,使之回到屈服面上.采用切线刚度法进行迭代计算,采用节点位移增量的收敛准则判断求解过程的收敛,每次迭代中采用高斯消元法求解体系的平衡方程.最后对支护结构进行了检算,提出了抑制隧道围岩变形的技术措施.