轴向压缩作用下管的建模过程

对铝管截面在轴向压缩作用下的有限元分析中的单元类型和公式的影响进行了分析。结果显示:基于固体单元的有限元模拟,在板耗能和折叠方式的预测上与试验有更好的吻合度,而基于应力壳单元的模拟则明显低估了板的耗能能力。研究同时发现:具有厚度的壳单元对耗能的计算相比没有厚度的壳单元模型,其结果与采用固体单元的有限元计算结果更为贴近。     

半刚性连接钢管混凝土框架动力特性的非线性有限元分析

应用有限元软件ABAQUS建立半刚性连接的钢管混凝土平面框架模型,采用SPRING2单元模拟半刚性节点,节点采用具有半刚性特性的不同弯矩-转角曲线作为约束条件。对比了2层两跨半刚性框架试验的荷载-位移模拟曲线和试验曲线进行模型验证。基于验证结果,对一典型6层三跨半刚性连接的钢管混凝土框架进行了模拟,分析不同连接刚度条件对钢管混凝土组合框架的抗震性能影响。结果表明:半刚性连接对钢管混凝土框架结构的抗震性能影响显著。相对于刚接,采用半刚性连接时,钢管混凝土框架结构底层剪力明显减小,低阶振型的自振周期增大,结构动力响应变化很大。     

基于OpenSEES的框架结构振动台试验数值模拟

基于有限元程序OpenSEES计算平台,通过对一个12层框架结构振动台试验进行数值模拟,选取有限元模型所用到的材料本构、截面恢复力模型、单元类型等,以及合理地选择模型参数、材料、单元和分析方法。在OpenSEES中进行非线性动力时程分析模拟12层框架结构振动台试验,并将数值模拟结果和试验结果进行对比分析。结果表明,模拟结果和试验结果吻合良好,验证了选取有限元模型的参数及分析方法的合理性和一定的有效性、可行性。     

扣件式钢管模板支架节点半刚性连接机制仿真分析

根据前期对扣件式钢管模板支架节点半刚性连接机制的试验经验,建立了扣件节点的三维精细化有限元分析模型。该模型在考虑材料非线性的基础上,引入接触单元模拟加载过程中扣件与钢管间的摩擦滑移及螺栓、锚钉与扣件间的承压面变化。在仿真分析中,针对不同的螺栓预紧扭矩,对扣件节点的半刚性特性进行了系统性研究,并与试验结果进行了对比分析。     

局部钢管混凝土柱半刚性节点性能研究

通过足尺试验和有限元模拟分析研究半刚性连接节点的弯矩和相对转角之间关系。通过试验得到了描述这些试件弯矩和相对转角之间关系的数据、试件的初始刚度及极限承载力。利用有限元软件ANSYS对试验的二组半刚性节点试件进行了有限元模拟分析,考虑了材料和几何非线性。     

加强环式钢管混凝土框架节点计算模型的研究

在分析加强环式连接的钢管混凝土框架时,一般采用刚性框架分析法,把节点假设为完全的刚性连接。然而这种假设并不符合实际。通过两层两跨的框架静载试验,研究了节点核心区的剪切变形,并测量了框架的水平荷载-侧移曲线,以验证本文的节点计算模型的准确性。试验发现弹性阶段节点核心区的剪切刚度很大,对框架变形的影响可以忽略不计。借助有限元分析软件ANSYS建立框架有限元模型,采用了一种新的节点计算模型,即用弹簧单元和刚性单元来分别模拟梁柱连接和节点核心区,弹簧刚度由文献[6]的M-θ公式确定。将本文方法及其它分析方法得到的水平荷载-侧移曲线与框架试验结果进行比较,证明了本文的方法比传统的刚性框架分析法及其它方法,更加准确地反映了框架弹性阶段的受力性能。     

插销式钢管脚手架单元架受力性能研究

对插销式钢管脚手架的单元架进行了试验研究,试验中重点研究了斜杆布置方式对承载力的影响。采用欧拉公式对单杆临界承载力进行计算,建立空间有限元模型,结合半刚性节点算法分析单元架的失稳模态和临界荷载。将欧拉公式、有限元计算结果与试验结果进行对比分析,得出两种算法在运用于此类脚手架承载能力计算中的适用性。     

拆装式箱式房屋底框受力性能试验研究

通过对拆装式箱式房屋的底框结构进行竖向分级加载试验,分析了其竖向抗弯刚度和承载力。试验表明:底框结构的冷弯薄壁异形梁刚度较弱,但强度基本满足设计要求。底框梁开洞处截面下翼缘焊接了补强板,保证了截面的强度和梁的整体刚度。为了研究立柱与顶底框连接处的半刚性性能,采用ABAQUS有限元程序建立了立柱与顶底框刚性连接的箱式房屋模型,分析了半刚性连接与刚性连接的差异。结果表明:立柱与顶底框连接的半刚性性能对底框的刚度和承载力的影响较大,分析中应予以考虑。     

国际期刊导读

正1蜂窝结构的抗冲击参数数值模拟与试验研究摘要:采用有限元方法和试验对铝制六角蜂窝结构在冲击荷载作用下的抗冲击参数进行研究。为了验证有限元模型的正确性,将数值计算结果与试验数据及文献中已知的理论结果进行对比。在蜂窝结构的数值模拟中,需要考虑平面外荷载,因为铝箔厚度、单元侧面大小、单元扩展角度、冲击     

半刚性连接幕墙龙骨框架的力学性能分析

螺栓角码连接是幕墙龙骨框架主要的节点连接形式。对幕墙龙骨框架结构进行模拟仿真分析时,连接节点通常按刚性节点处理,忽略了螺栓角码半刚性连接对幕墙龙骨框架结构的影响。通过有限元法计算了螺栓角码连接的初始转动刚度,利用双向变刚度零长度弹簧单元模拟节点的半刚性,建立了半刚性幕墙龙骨框架的有限元模型,对相同边界条件下刚性与半刚性幕墙龙骨框架连接节点进行了有限元仿真计算。结果表明:虽然半刚性连接降低了幕墙龙骨框架的刚度与稳定性,但同时也降低了内应力对幕墙龙骨框架的影响。该结果为幕墙龙骨框架的设计和分析提供了一定的理论依据。     

钢管混凝土构件的承载力分析

分析了钢管混凝土材料的特点与材料力学参数,并采用有限元的块体单元与板壳单元来模拟钢管混凝土柱,对其受力性能和承载能力进行了分析计算,计算结果与轴压试验结果的对比分析表明,有限元计算结果与试验结果吻合较好。     

实腹式冷弯薄壁型钢门式刚架模拟分析方法研究

提出采用梁-弹簧单元模拟冷弯薄壁型钢门式刚架节点的工作性能和考虑了构件初始几何缺陷影响的有限元模拟分析法,对已有冷弯薄壁型钢门式刚架试验模型进行模拟分析.对比计算结果显示,有限元计算结果与试验结果吻合较好,表明有限元模拟分析方法是正确、可靠的.     

半刚性端板连接节点性能的非线性有限元分析

采用三维接触单元来模拟端板与柱翼缘的接触面,预应力单元来模拟螺栓的预拉力,对半刚性端板连接节点性能进行了非线性有限元分析。计算结果的比较分析表明,节点域加劲肋、端板加劲肋、端板厚度、螺栓预拉力、应力集中等因素对半刚性端板连接节点域的受力性能均有较大影响。建议在设计中采取相应构造措施,考虑端板节点半刚性的不利影响。     

半刚性钢框架的直接分析方法理论研究

介绍了一种针对半刚性连接钢框架的直接分析法,该方法可以同时考虑结构和构件的初始缺陷、几何非线性(包括P-Δ,P-δ效应)、材料非线性以及半刚性连接(支座)对结构受力性能的影响。建立了可同时考虑初始缺陷、半刚性连接以及塑性铰的弯曲稳定函数单元(CSF单元),推导了CSF单元的二阶单元刚度矩阵,并扩展为三维单元刚度矩阵。采用弹簧单元对半刚性连接和塑性铰单元的非线性行为进行了模拟,确定了塑性铰出现的判断准则以及弹簧刚度的取值,定义了结构破坏准则。利用NIDA程序对3组半刚性连接框架结构进行了直接分析,并与试验结果进行了对比。对比分析表明:利用NIDA程序得到的结果与试验结果吻合较好,验证了直接分析法对半刚性连接钢框架进行结构分析的有效性和可靠性。     

锈蚀钢筋混凝土梁受弯性能有限元分析

在考虑锈蚀引起的钢筋横截面损失和粘结强度下降的前提下,建立锈蚀钢筋混凝土梁的有限元分析模型。钢筋单元采用三维杆单元,混凝土单元采用8节点实体单元,钢筋与混凝土之间的粘结单元采用非线性弹簧单元。利用大型有限元ANSYS分析软件,对锈蚀梁的受力性能进行模拟分析,模拟结果与试验方法结果吻合,说明采用非线性有限元方法分析锈蚀梁受力性能正确有效。     

方管柱与工字钢梁连接的三维有限元模拟分析及试验研究

针对工程中应用广泛的方管柱与工字型钢梁的半刚性连接,对一组不同构造的节点进行了三维有限元模拟分析及静力试验研究.试验结果不仅得到了连接点的M-θ关系曲线,也得到了方管柱开孔周围的应力分布,为分析该类连接节点的力学特性提供了理论依据.在对试验结果与有限元模拟分析进行比较的基础上,还得到了与试验结果相对应的M-0拟合曲线,为实际应用提供了可供参考的数学表达式.     

加热和冷却过程中约束复合板的试验及数值研究

在曼彻斯特大学,对约束复合板进行一系列耐火试验。在不同火灾场景下,对6块不同荷载比下的复合板进行试验,观察加热和冷却过程中板内力的变化。设计试验方案,建立两种不同的非线性有限元模型,模拟复合板在加热和冷却过程中的热学和力学性能。在热分析模型中,采用平面单元模拟。在结构分析中,混凝土、钢板、锚钉分别采用实体单元、壳单元、桁架单元模拟。混凝土和钢板间的连接简化为弹簧单元。根据试验结果和有限元计算结果,详细分析了复合板的性能。最后,进行参数研究,分析了混凝土强度、钢板厚度和锚钉尺寸的影响。     

折叠网架的竖向地震响应分析

由于可折叠特性的需要,折叠结构具有一些特殊的约束,难以利用通用的有限元软件直接求解。利用主从自由度约束来模拟剪式单元的真实力学模型,编制折叠网架的动力分析软件,利用振型分解反应谱法和时程分析法对折叠网架的竖向地震响应进行分析,得到一些对工程设计有益的结论。     

铝合金模板销钉半刚性连接性能研究

为研究销钉半刚性连接的方式及销钉间距对模板连接截面的抗弯力学性能的影响,对采用销钉连接的两块铝合金模板进行纯弯试验,试验参数主要考虑销钉个数。试验结果表明:随着连接模板销钉数量增多,抗弯试验破坏逐渐从销钉松动破坏过渡到模板屈曲破坏,模板的挠度也越来越小。通过ABAQUS软件对铝合金模板进行了有限元分析,并采用弹簧单元模拟销钉的连接方式,其结果与试验结果吻合度较好,在误差允许范围内。该试验分析得到的铝合金模板销钉的个数和连接间距可以作为铝合金模板工程应用的参考依据。     

基于ABAQUS的钢-竹箱型组合梁抗弯性能研究

本文采用ABAQUS对6个钢-竹箱型组合梁试件的受弯性能进行有限元数值分析,对组合梁的竹胶板和冷弯薄壁型钢材料模型定义、有限元建模、弹簧单元生成及后处理等关键技术进行系统研究。采用ABAQUS中的弹簧单元SPRING2组成三维连接单元模拟竹胶板与型钢之间的相互作用,并提出了生成弹簧单元的实用方法。同时与采用ANSYS的GLUE来模拟型钢和竹板之间的相互作用对比,分析结果表明,ABAQUS的数值模拟结果与试验结果吻合更好,更能充分模拟型钢与竹板之间的粘结滑移。从而表明所建立的ABAQUS数值模拟技术更加合理、可行。