薄壁加筋圆柱壳稳定性分析及优化

为了提高薄壁加筋圆柱壳的屈曲承载力,首先,对受轴压作用下的薄壁加筋圆柱壳进行了稳定性分析,在相同体积以及筋条截面尺寸固定的情况下,进行参数化建模,分析了筋条数目对失稳模态和屈曲承载力的影响;进而,以加筋圆柱壳屈曲承载力最大为目标,以纵向筋数目、蒙皮厚度以及筋条截面尺寸为设计变量,建立了加筋圆柱壳等体积下屈曲承载力最大的优化设计模型,用ANSYS APDL语言建立结构参数化分析流程,实现了结构的自动重分析,并采用遗传算法求解优化模型.结果表明:筋条数目对失稳模态和屈曲承载力有很大影响;筋条数目有一个合适的范围,加筋过少,结构的屈曲承载力低于等体积下不加筋光滑圆柱壳的屈曲承载力;加筋过多,随着筋条数目的增加,结构的屈曲承载力也呈下降趋势;通过求解优化模型,可获得最优的筋条数目及筋条截面尺寸,使圆柱壳的屈曲承载力得到显著提高.     

应力参数对圆柱壳声辐射影响的初探

对加筋圆柱壳由于肋骨数目改变所引起的结构应力参数变化对辐射噪声的影响进行了探索．运用Ansys软件建立不同结构参数的加筋圆柱壳有限元模型，计算了模型在激振力作用下的耦合振动响应，提取结构表面的位移，在Sysnoise软件中计算各种声学物理量．得到了各工况下模型在水下受激振动时的结构表面速度、水中辐射声压和辐射声功率等分布规律．找出了肋骨数目改变引起的结构应力参数与加筋圆柱壳振动和结构声辐射之间的关系，对舱段结构振动与噪声的控制有重要的参考意义．     

复合材料加口盖柱壳的设计与分析

基于ABAQUS软件,建立了1/3复合材料加筋柱壳结构的有限元模型,并对其压缩性能进行了分析,结果表明:结构的破坏形式为压缩稳定性破坏。在此基础上,研究了口盖的材料、铺层、尺寸等对带口盖加筋柱壳压缩性能的影响,为满足工程需要提出了对柱壳结构开口尺寸及口盖设计的改进方法。通过对改进结构进行分析表明,将口盖铺层的纤维整体偏转25°,能够使柱壳屈曲载荷提高6.8%,口盖选用与基体结构相同的复合材料比选用金属材料好。在对质量要求不高的情况下,口盖材料可以用铝合金7075代替碳纤维复合材料。     

连铸薄板坯表面变形实验研究

对连铸薄板坯的坯壳表面变形进行了物理模拟实验，提出一种“铜裹铅双金属”新实验方案，并用视塑性方法对实验结果进行了分析。     

600MW机组凝汽器汽侧流动与传热性能模拟

利用建立于PHOENICS操作平台上的凝汽器汽侧流场的三维模型，对某电厂600MW凝汽器壳侧复杂的混合物流动过程进行了计算模拟，并在此基础上做出了理论分析，找出了换热器性能薄弱的环节，提出了改造方案．计算结果与实验情况基本吻合。     

有限元法在加筋土路基计算分析中的应用研究

通过土体采用邓肯一张非线性弹性模型编制四节点等参元有限元程序，对土工格栅加筋的软基上路堤进行数值分析，揭示了织物的加筋机理和若干规律，对影响加筋效果的一些影响因素进行了探讨。研究结果表明：加筋的作用有效地阻止了土基与堤的侧位移，但对竖向位移影响不大。随着织物的弹性模量的提高，土基模量的增加，加筋效果更显著。     

加筋粗粒土大型三轴试验研究

采用大型三轴剪切仪,对粗粒土,加筋粗粒土强度变形特性进行了实验研究。试验结果表明不同围压条件下粗粒土和加筋粗粒土剪切的应力-应变关系类似,应力应变关系表现为应变硬化型;当轴向应变较小时,加筋效果不明显,随着轴向应变的逐渐增大,加筋效果逐渐发挥;粗粒土加筋后的内聚力c有明显增加,但是内摩擦角φ基本不变,侧向变形减小,体积变形增大;对邓肯-张模型的适用性进行分析,表明邓肯-张模型中切线弹性模量能很好适用于加筋粗粒土,但不能很好地反映加筋粗粒土变形特性;在试验的基础上提出了轴向应变与侧向应变的二次函数关系,建立了粗粒土的体积应变与轴向应变的函数方程,并对粗粒土以及加筋粗粒土的三轴试验体积应变数据进行了预测。     

管壳式换热器壳侧三维流场模拟

建立了管壳式换热器的简化模型，利用ANSYS模拟软件，对管壳式换热器的壳侧三维流场进行了模拟计算，得到了不同排列方式下及入口流速的情况下换热器模型的壳侧流场，并用实验测得的换热器壳程总压降进行了对比验证，证实了结果的可靠性。分析了管壳式换热器换热管的两种不同排列方式下流场的差异和流场对换热器失效的影响，提出了换热器管束失效的预防措施。     

基于SEA的加筋铝板声传输研究及仿真

运用统计能量分析方法,推导出加筋结构声传输函数,采用VA One中SEA模块对加筋铝板声传输损失进行研究,建立加筋铝板隔声计算的仿真模型。将仿真结果与已有文献试验数据进行比较,证明了采用加筋结构声传输计算模型研究其隔声特性的有效性并分析了相关参数对加筋铝板声传输的影响。研究结论为船舶加筋板的隔声设计提供了一定参考,尤其对铝合金上层建筑舱壁和围壁隔声护板的声学设计具有指导意义。     

大型玻璃钢冷却塔风筒结构分析

用正交各向异性壳体理论，对大型逆流式冷却塔的玻璃钢管风筒进行了强度，刚度和稳定性分析，对产品原设计的壁厚，加筋形式等提出了改进方案，并对其进行了有限元计算分析，使结构变得更加经济，合理。     

不同抗剪模型下高强混凝土剪力墙数值模拟分析

基于修正斜压场理论和扰动应力场模型分别对不同剪跨比的高强混凝土剪力墙拟静力试验进行数值模拟,得到相应的滞回曲线和骨架曲线。与试验数据对比,结果表明：较之于修正斜压场理论模型,基于扰动应力场模型计算的PΔ滞回曲线与试验PΔ滞回曲线吻合更好,得到的破坏形态及裂缝分布图与试验基本相同。充分说明了基于扰动应力场模型的有限元数值模型能够较好地模拟循环荷载作用下的高强混凝土剪力墙构件的滞回特性。     

矩形钢管混凝土桁架静力性能非线性有限元分析

为了研究矩形钢管混凝土桁架的静力性能和分析模型,采用非线性有限元法,建立了两种不同的杆系模型,并将分析结果进行比较.结果表明:单材料模型对矩形钢管混凝土桁架的分析结果较为可靠,但材料本构关系成为有限元分析的关键;矩形钢管混凝土桁架的破坏并不是杆件造成的,而是由节点失效引起的,且失效将发生在相对变形量较大的节点位置;分析所得极限承载力为桁架节点发生塑性变形时荷载值,与桁架整体极限承载力稍有偏差,但分析模型能够满足桁架在桥梁结构中的设计要求.     

非对称双塔连体结构的地震反应分析

以某十层双塔连体结构为算例,利用有限元分析软件ANSYS建立对称与非对称两种双塔连体结构的有限元模型,然后对建立的两种模型的模拟结果进行比较,分析地震作用下对称与非对称双塔连体结构对地震反应的影响,从而得出几点规律,以供实际工程应用参考.     

几何非线性对斜拉索悬挑屋盖风激动力响应的影响

用风洞实验和M on te Carlo模拟两种方法,形成某体育场屋盖面上的脉动风压场,并运用有限元软件平台ANSYS,在时域内对屋盖线性和两种非线性模型的斜拉索轴力、风激动位移和应力进行比较,得到在分析预应力斜拉索悬挑屋盖风振动力响应时应考虑几何非线性的影响及一些有参考价值的结论.     

Cable flexural rigidity influence on suspension bridges static properties

In order to figure out the cable flexural rigidity influence on suspension bridges,a contrast model experiment is made:a chain cable model with no flexural rigidity and a wire cable model with some flexural rigidity.And then,four finite element models of a same long-span suspension bridge with different cable element are set up to be analyzed.Both experimental and numerical simulation results show that,with the increase of the span and the decrease of sag-span ratio,the influence of the cable flexural rigidity is significant.The difference of nodes displacement reaches more than 10 cm in construction analysis,which will bring some trouble to the construction.And the difference of the maximum section edge normal stress may reach 15%,which may have an adverse impact onto the bridge.Therefore,considering the cable flexural rigidity is necessary on some analysis of suspension bridges.     

外粘钢加固钢管技术的数值模拟

采用有限元方法对外粘钢板加固钢管柱受力性能进行数值模拟,并与试验结果进行比较. 结果表明,在胶层的作用下,外粘钢板能与原钢管有效地联合工作,且胶层不会发生脱胶现象,同时外粘钢板能提高原钢管柱的强度和刚度,从而间接地提高构架的承载力和整体稳定性,验证了试验结果的正确性,且合理选用有限元模型可以较好地模拟试验情况.     

自攻螺钉连接抗剪承载力的有限元建模方法

随着轻钢龙骨体系及彩钢板的广泛使用,自攻螺钉连接受力性能也越来越被人们重视.目前国内有关自攻螺钉连接受力性能的研究主要集中在试验和有限元分析两方面,其中有限元的建模方法各有不同.采用ANSYS有限元软件建立了自攻螺钉抗剪连接的7种简化计算模型,对各种简化模型所得连接的极限承载力、破坏形式及建模特点进行了比较,得到了自攻螺钉连接合适的有限元建模方法,为自攻螺钉抗剪承载力的理论研究提供有益的参考.     

6岁儿童股骨有限元模型的建立及股骨颈损伤的仿真分析

基于6岁儿童解剖学结构,对其下肢的CT扫描数据进行三维几何重构,并利用有限元的建模技术建立6岁儿童股骨的三维有限元模型．通过加载弯矩的仿真实验,模拟交通事故中儿童跌倒状态下的股骨受力情况以及所引起的股骨颈骨折．研究结果表明：6岁儿童在交通事故中跌倒瞬时产生较大的股骨与地面接触力,股骨颈外侧应力最大,易出现骨折现象．仿真结果与以往实验结论相符合并与医学结论吻合,从而验证了模型有效．建立的6岁儿童股骨三维有限元模型可以为跌倒所引起的股骨颈骨折损伤生物力学响应提供理论依据．     

数据机房送风孔板处空气流动的数值模拟

以数据中心机房某一孔板及其相邻机柜为研究对象,采用ANSYS有限元分析方法,对孔板和机柜建立3种不同的有限元模型:几何实体模型、缩小送风孔板风口面积的基础模型、将孔板视为多孔介质面并添加源项的优化模型。根据实测数据确定3种模型的边界条件,通过有限元仿真计算获得它们的压力、速度云图,将基础模型和优化模型分别与几何实体模型进行对比。结果表明,优化模型与几何实体模型的速度场和压力场的大小误差在5%以内,同时优化模型的计算时间相较于几何实体模型可以减少60%。     

单边连接高强单角钢压杆试验研究和仿真分析

为了研究单边连接高强角钢在输电铁塔中的受力性能,以48根Q460高强角钢为研究对象,对高强角钢双向压弯受力性能进行了静力加载试验研究.研究了压杆不同长细比时高强角钢的破坏模式、承载力、变形性能、截面应变分布等受力状态.试验表明,构件绕连接肢发生弯曲变形,同时伴有绕角钢纵轴的扭转变形,小长细比试件大多为局部屈曲,大长细比试件为整体屈曲.有限元数值模拟了实际试件的受力性能,结果表明:有限元分析的极限承载力结果偏大,美国ASCE规范值偏于保守,试验值处于美国规范值和有限元分析值之间,且靠近于有限元值.在模型试验和仿真试验的基础上,提出了单边连接高强角钢等效长细比公式.因此,试验结果可以为Q460高强角钢设计提供依据.