大跨度短撑杆式张弦桁架结构的外形对受力性能的影响分析

短撑杆式张弦桁架是用短撑杆连接梭形桁架梁与体外拉索形成的自平衡结构,是近几年研发的新型张弦结构体系之一.本文简要介绍了该新结构的特点和优点,采用有限元法对120 m大跨度短撑杆式张弦桁架结构进行分析,详细讨论了矢跨比、垂跨比和撑杆数目等参数对结构受力性能的影响.分析表明,矢跨比的增大提高了结构刚度,改善了结构的变形和受...     

广州国际会展中心张弦式桁架索力测试

结合现场测试工作,对频率法测量索力的理论与技术应用于张弦式桁架索力的测试进行了探讨．测试结果表明边界条件为铰支并考虑刚度影响的计算公式与实际索力较为接近、频率法测量索力可作为张弦式桁架施工中索力的监控手段．     

张弦桁架结构拉索设计预应力影响因素研究

提出预应力态张弦桁架结构计算模型,采用有限元分析技术建立了拉索设计预应力计算公式,以哈尔滨国际体育会展中心屋盖张弦桁架结构型式为背景建立算例结构模型,研究了拱桁架上下弦杆截面积比对拉索设计预应力、结构特征杆件内力和结构变形的影响,以及张弦桁架结构矢跨比所产生的影响．文章的研究方法和成果可为今后此类大型张弦桁架结构的设计...     

基于接触单元法的复杂机构有限元分析

针对混合臂式高空作业车作业臂的复杂构型,提出以三维接触有限元方法分析其强度.为了验证三维接触单元建模方法的有效性和分析影响结构应力分布的因素,首先以此方法对简支梁进行强度分析,并与传统的自由度耦合法、界面单元法和理论解析方法的分析结果进行比较.结果表明:接触单元法具有更高的精度;接触摩擦系数和接触刚度因子对全局应力分布的影响很小,与理论分析结果的最大误差小于7%,而接触面间穿透量的允许误差因子的影响可以忽略.最后使用包含摩擦的接触单元法建立作业臂的有限元分析模型,其中的液压缸支撑采用实体单元和弹簧单元综合建模的方式.通过与实验结果进行比较发现,有限元分析结果的误差低于15%,证明了此分析方法具有良好的精度和实用性.     

单榀张弦桁架结构各因数的影响分析

利用SAP2000,对一跨度128 m的单榀张弦桁架结构进行了受力性能分析,研究了撑杆间距及数目、矢跨比、垂跨比和桁架截面高度等4个参数对结构变形、内力和用钢量的影响,为张弦桁架结构的优化设计提供了重要的设计参数.分析结果表明,结构的矢跨比适宜取0.12,垂跨比适宜取0.1,桁架截面高度与跨度之比在0.023左右合适,对于跨度为128 m的张弦桁架结构,撑杆数目以11个为宜.     

低价单元接触搜索算法的应用分析

为克服接触搜索时目标面形状的限制,本文基于点-面配对接触算法上,提出了面-面配对接触算法,提高了计算效率和数值精度.首先在接触搜索的粗判阶段,利用两次筛选排除不可能发生接触的单元,从而缩小搜索范围,缩短接触搜索时间.然后应用投影搜索,在指定的可能接触范围内,引入时程分析进行接触搜索细判,并应用于低价单元分析.最后经过算例证明了该方法的有效性和可行性.     

机器人关节短筒谐波减速器接触计算与分析

为了研究机器人关节常用短筒谐波减速器在不同负载下的接触应力和变形分布,采用AN-SYS有限元分析软件,建立了柔轮和波发生器面面接触的空载有限元模型,并根据实验得到的啮合力公式,对柔轮与刚轮的啮合边界条件进行了计算。在此基础上,利用前置条件共轭梯度法求解了柔轮在不同载荷下的应力与变形,分析了柔轮应力和变形与所受载荷之间的关系及其变化规律,发现负载的增大可使柔轮齿圈截面的变形和应力增量呈等比增大,且不会引起变形和应力增量分布位置的变化。通过柔轮空载的变形实验、柔轮破坏实例以及柔轮轴向应力分布实验的比较发现,所计算的结果与实验结果较为吻合,为谐波减速器短筒柔轮承载能力的计算、结构及制造工艺的优化提供了一种准确、有效的方法。     

节点刚域效应对斜拉式桁架桥的受力影响

为研究刚性区域对斜拉式桁架桥受力的影响，运用有限元程序分别建立了考虑节点刚域效应与不考虑刚域效应的模型，分析了斜拉式桁架桥节点刚域对桥梁在施工过程中以及成桥后的标高、内力的影响。结果表明：节点刚性区域对斜拉式桁架桥施工过程中以及成桥后的标高影响较小；对成桥后各杆件的轴力影响较小，普遍小于3％；但对下弦杆的弯矩影响较大，最大可达20％。     

Warren式钢管桁架抗震性能的变参数分析

钢管桁架结构的研究偏向于具体工程实例的研究,没有形成比较通用的设计计算方法。为了得到影响钢管结构力学性能的关键参数,为管桁结构的概念设计提供依据。利用振型分解反应谱法,通过ANSYS有限元软件,对Warren钢管桁架在高跨比H/L、截面宽高比W/h和榀间距S等参数变化下的桁架抗震性能进行了变参数分析。通过分析得到桁架结构的高跨比H/L对Warren式钢管桁架动力响应的影响最为显著。在进行Warren式钢管桁架的设计时,建议将桁架的高跨比控制在1/28以内,截面的宽高比控制在1/2.3以内,榀间距控制在4～6.6 m之间,三个变参数在这一区间取值比较合理。分析结果对于钢管结构抗震性能的概念性设计具有参考价值。     

一种改进大步长静力隐式有限元接触搜寻算法

大步长静力隐式有限元方法具有快速的计算速度和较高的计算精度,在金属板料的成形模拟领域中得到了广泛的应用.在接触搜寻阶段,由大步长引起的大量历史接触信息改变的特点使接触搜寻问题变得更困难,因此有必要针对该问题设计一种高效稳健的搜寻算法.基于主从面法的思想,提出了一种结合位置码法和ADT(Alternating Ditigal Tree,交替数字二叉树)法的改进接触搜寻算法,并集成到自主研发的QuickForm软件中;通过数值算例对该方法的计算性能进行了测试.结果表明:改进算法具有良好的搜寻性能,平均搜寻效率提升了20%左右.     

焊接残余应力及几何缺陷对桁架臂稳定性影响分析

针对履带起重机桁架臂生产制造过程中产生的初始几何缺陷和焊接残余应力,建立了桁架臂多尺度有限元力学模型,采用MP C技术实现梁单元和实体单元之间的连接.利用生死单元技术模拟焊缝金属的填充过程和温度场向应力场的转换.基于缺陷模态法模拟桁架臂的初始几何缺陷,并定义了适合桁架臂结构的缺陷幅值,分析了前六阶缺陷模态对桁架臂承载能...     

错列式钢桁架结构受填充墙影响的抗震研究

错列式钢桁架结构比其他结构形式可节省约40%的用钢量,结构杆件的截面比较小,填充墙刚度对结构及杆件受力性能的影响较为重要.采用有限元分析软件ETABS,建立三维空间模型模拟结构的实际受力状态,通过对错列式钢桁架结构在地震力组合荷载作用下是否计取填充墙刚度的对比分析,给出了有关技术参数及钢结构设计的建议.对于错列式钢桁架结构,应据填充墙刚度、位置及与主结构的连接方式等建立空间三维模型进行计算,分析表明,填充墙在没有因偶遇地震荷载破坏之前,具有一定的刚度,它对于结构的自振周期及杆件内力的分布有较大影响.     

唇形油封结构参数对摩擦面温度的影响

为研究轴速、前后唇角、接触宽度、抱轴力等参数对油封摩擦面上温度最大值的影响,文章利用FLU-ENT建立了唇形油封的二维轴对称模型,并进行计算.结果表明:随着轴速的增加,摩擦面上的温度最大值逐渐增加；前唇角的变化对摩擦面上的温度最大值影响较小,在轴速较低时几乎没有影响；后唇角的变化对摩擦面上的温度最大值几乎没有影响；随着...     

轴力二次效应对梁单元的耦合影响

在6个自由度有限梁元基础上,采用单一系数将轴力二次效应对梁单元的影响引入到梁的分析刚度矩阵中,并考虑到梁单元约束扭转时不可避免发生翘曲作用,增加了翘曲角自由度,建立了即能用于通常梁,更能适用于薄壁梁单元的7个自由度的单元分析统一模型,同时将轴向力、弯矩和双力矩的贡献引入到几何刚度矩阵中,得出了综合考虑轴向拉压、弯曲、扭转以及轴力二次效应和翘曲及其耦合影响的变形状态刚度矩阵.线性和非线性算例均表明轴力二次效应对细长构件结构内力和位移的影响不能忽视.     

非接触磁压式位移传感器的研究与应用

针对轴承外圈公差尺寸的非接触式测量,研制出非接触磁压式位移传感器.利用电磁效应和压电晶体原理,实现了各物理量之间的转换,从而得到尺寸参数量,经电路处理输入微处理器,得到尺寸公差信息.利用该传感器可很好地采集零件尺寸公差信息,而且具有测量精确度高、操作简单、适应环境能力强等特点.     

齿板滑移对轻型木桁架挠度的影响

以齿板连接轻型木桁架为研究对象,研究了齿板滑移对木桁架各结点位移的影响。采用有 限元分析方法,运用弹簧的串联原理将两个虚拟变刚度单元及一根实体杆单元整合为等效刚度杆件单元,建立单元刚度矩阵和整体刚度矩阵,再运 用普通桁架的计算理论来计算引入变刚度单元模拟齿板连接的受力情况及位移情况。根据以上原理用Fortran90编制了齿板连接木桁架MPT Design设计程序,并根据木结构试验规范要求通过木屋架试验验证该程序的正确性。     

横向抗侧力体系对错列桁架钢结构多层住宅体系受力性能的影响分析

本文主要研究了不同桁架形式、横向剪力墙和支撑对错列桁架多层住宅体系受力性能的影响,并通过实际的实验数据加以进一步的说明。     

路用叠堆式压电单元设计及性能分析

为提升路用压电单元的俘能效率和工作性能,设计并制作5种路用叠堆式压电单元结构.采用室内试验分析结构参数、负载阻抗和荷载特征对单元压电性能的影响,探究单元结构在极限受压和重复荷载作用下压电性能衰减的规律.研究结果表明:并联式结构能够有效降低单元开路电压,提供稳定的输出电压;开路电压与压电圆片厚度正相关但与堆叠片数无关;相...     

面接触纹理微单元对油膜承载能力的影响

为了从理论上深入分析表面纹理对油膜润滑特性的影响,考虑润滑油膜空化的负压效应,建立了含表面纹理平行面接触油膜润滑的计算模型,应用数值差分方法计算分析了凹槽纹理形式和沟槽纹理形式对润滑油膜平均压力的影响规律,给出了各种纹理微单元最佳油膜承载力的尺寸优化参数。结果表明:选择圆孔凹槽、方孔凹槽和方形沟槽等纹理微单元有利于增强油膜承载效果;选择最佳深度和最佳面积比变化范围较大的球面凹槽和斜面沟槽纹理微单元更有利于加工控制。     

圆钢管煤矸石混凝土短柱轴压承载力有限元分析

目的 研究煤矸石粗骨料不同取代率下的圆钢管煤矸石混凝土短柱轴压承载力的关键影响因素,提出承载力简化计算式,为其工程应用提供理论指导。方法 通过ABAQUS建立圆钢管煤矸石混凝土轴压短柱有限元模型,验证模型可靠性,并研究试件的破坏模态、应力分布与荷载分配;在此基础上分析试件在不同取代率下含钢率、钢材屈服强度、混凝土轴心抗压强度对钢管煤矸石混凝土短柱轴压承载力的影响。结果 不同取代率下,含钢率由4.04%到10.25%、混凝土轴心抗压强度由20 MPa到40 MPa、钢材屈服强度从345 MPa到460 MPa,使构件承载力分别平均提升41.09%、40.72%、12.90%;煤矸石粗骨料100%取代率下构件的轴压承载力下降幅度低于16%。结论 圆钢管煤矸石混凝土轴压短柱较普通混凝土柱仍具有较高承载力;不同取代率下含钢率、混凝土轴心抗压强度对试件的轴压承载力影响较为显著;引入煤矸石取代率影响系数的轴压承载力简化计算式与试验值的平均误差率小于6%,可供工程应用参考。