双曲扁网壳结构参数化设计及受力性能分析

为方便实现双曲扁网壳受力性能分析,应用APDL(Ansys parametric design language)参数化设计语言,研制5种双曲扁网壳结构参数化设计宏程序。并根据长短跨矢高、长短跨网格数以及支座形式的变化,选取5种双曲扁网壳结构的170种工况,进行结构受力性能比对分析。结果表明:5种类型双曲扁网壳中,三向格子型网壳结构受力性能最合理,长跨矢跨比为1/2、短跨矢跨比为1/6为宜。     

单层短程线网壳的优化设计

以短程线网壳的总质量为目标函数,以网壳的网格数、矢高、杆件截面面积和节点体积作为优化设计变量,采用一维搜索法与相对差商法相结合的序列两级优化方法进行截面优化设计。对不同跨度、不同矢跨比和不同网格划分密度的多个单层短程线球面网壳结构进行了计算,用回归分析法得出网壳最优网格划分数量、矢跨比、杆件截面面积和节点体积。     

高层建筑斜交网格结构抗侧移受力机理分析

为研究不同平面形式对高层建筑斜交网格结构受力性能及刚度退化的影响，开展了正八边形斜交网格结构模型的水平推覆试验，建立了平面形式为四边形、六边形、八边形、十二边形和二十四边形的斜交网格结构，并与四边形框筒结构模型进行对比，分析了平面形式对斜交网格结构侧向刚度、延性、内力、剪力滞后和屈服顺序等影响.研究结果表明：不同平面形式斜交网格结构模型的延性系数分布范围为4.27～5.22，随着结构平面边数增加，整体抗侧刚度逐渐增加，且延性越好，受力机理越合理；由于斜交网格结构主要通过斜柱传递轴力，剪力滞后效应明显比框筒结构小，随着平面边数增加，斜交网格结构受压翼缘部的剪力滞比由1.32降为0.82，平面形式为正六边形、正八边形、正十二边形、正二十四边形的斜交网格结构均较平面形式为正四边形时更接近于1.00；在斜交网格结构的水平推覆试验过程中，翼缘部与腹部相交区域的斜柱先屈服，塑性变形增大，再向翼缘部与腹部中部延展，随后沿结构底部向上扩展.     

强震作用下带屈曲约束支撑的K型网壳整体结构性能分析

以K6型网壳为研究对象,考虑网壳支承结构的弹性效应,并在支承结构中设置屈曲约束支撑（BRB）,考虑在9度区强震作用下,通过不同的屈曲约束支撑布置方式对结构进行动力弹塑性分析.结果表明,在考虑整体网壳支承结构共同工作时,结构主要节点位移和杆件内力响应都有所减小;网壳上部结构设置屈曲约束支撑能够有效降低节点位移和杆件内力响应;考虑上部和下部设置屈曲约束支撑共同工作对于K6型网壳减振耗能有很好的效果.     

基于平面壳单元的分阶段成形结构平衡方程

为探讨基于平面壳元的分阶段成形结构终状态的影响因素,建立了包含平面壳元无应力状态量的结构平衡方程.以等参平面壳单元为研究对象,建立了单元内任意一点的无应力状态量与单元高斯积分点处无应力状态量的关系;以单元的无应力状态作为零点计算结构的总势能,并根据最小势能原理,导出了包含平面壳元无应力状态量的结构平衡方程,获得了结构终状态与平面壳元无应力状态量的关系.分析结果表明,当结构体系、外荷载和边界条件一定时,如能保证壳元的无应力状态量一定,则结构的终状态是一定的,与分阶段成形过程无关.      

二维结构的有限元网格自动生成算法的研究

对二维结构有限元网格的生成技术进行了探讨，从直边四边形区域的单元生成到曲边四边形区域的节点坐标映射，再到复杂二维结构的拼装，提出了一种比较完整的有限元网格自动生成算法，并给出了内燃机活塞网格生成的实例，结果表明，该算法对于内燃机活塞这样的复杂二维结构具有较强的建模能力。     

体育馆双层圆柱面网壳结构抗火研究

本文为研究双层圆柱面网壳结构抗火性能,采用ANSYS数值模拟软件分析了不同支座约束条件结构在不同温度下的受力和变形情况,明确了双层圆柱面网壳结构耐火承载力极限状态验算方法,供工程技术人员参考.     

电感线圈套壳系统的设计

采用气动和PLC控制技术设计了一种用于线圈自动生产线的自动套壳系统，系统包括夹紧机构、进壳机构和套壳机构三大组成部分．应用Pro／E软件创建了系统的三维实体建模，系统实现了空壳运输、夹紧定位和自动套壳的全自动化控制功能．系统的应用将大大提高了工厂的自动化水平，减轻了工人的劳动强度，大幅度提高了生产效率．     

某大型封闭式储煤场网壳结构设计

某大型封闭式储煤场依托地形采用网壳结构,介绍了设计思路、施工方法及网架的制作与安装过程,为类似网壳工程的推广和应用提供了有益的参考。该项目不仅节省了投资,而且减少了环境污染,具有很好的经济效益。     

基于能量的网壳结构协调抗震性能分析

为了揭示地震作用下网壳结构各局部间受力状态及该变化与结构承载能力间的关系,对有限元全荷载域动力时程分析应变能数据进行了再建模,在此基础上应用能量参数系统研究了地震作用下网壳结构各杆件内力重分布.研究结果表明,网壳结构在工作状态下各单元间能够协调、稳定地共同承担外荷载;当结构失效后,各单元间协调变形的稳定性被破坏,基于协调变形可以判断网壳结构的工作状态;在水平向动荷载作用下,单层网壳中下部指数应变能较大,径杆最大值出现在第5环,约为第1环的13倍;三向地震波作用下,中上部指数应变能较大,径杆最大值出现在第2环,约为第6环的15倍.      

基于模板法的全四边形有限元网格生成器的研制

利用映射法生成全四边形网格时存在两个问题：一是网格疏密过渡难，二是自动化程度不高．模板法可以有效地解决第一个问题，文中介绍了它的基本思想和几种在正方形亲单元内部构建模板的思路．另外，为了提高网格生成的自动化程度，文中通过节点尺寸参数的定义自动完成网格的疏密布置，而且提出并实现了一种实体分组信息自动形成的算法．     

蚁群搜索与遗传优化结合的航线自动生成

本文研究航线自动生成问题,介绍了海图网格的设置和网格的属性结构,讨论了网格属性的计算方法、模型,论述了蚁群搜索的策略,遗传优化的方法和航线性能计算模型,航线平滑的方法和模型,用示例验证了方法的可行性和模型的准确性。     

铁路罐车封头冲压成形研究

为保证某型铁路罐车封头冷冲压成形质量,设计了具有圆形拉延筋、矩形拉延筋和不设置拉延筋3种结构形式的拉延模具型面;使用有限元方法,对3种模具结构形式下封头的冲压成形过程进行模拟分析,对比了封头起皱趋势、 成形回弹和料厚变化等模拟结果,并根据仿真结果选择合理的模具结构形式进行了试验.研究结果表明:采用矩形拉延筋进行封头冲压成形,能更有效的避免封头出现起皱、鼓包等成形缺陷,而且成形后回弹量较小;矩形拉延筋模具冲压试验所得封头无成形缺陷,测得封头最小料厚为9.6 mm,最大料厚为10.5 mm,与模拟结果基本一致;采用矩形拉延筋模具进行该型封头冷冲压成形是有效的.      

耳机插头壳注射模设计

介绍了耳机插头壳二十腔注射模的设计，采用标准模型倒装结构形式，实现侧抽芯和二次顶出，模具结构简单，生产效率高，达到连续自动化生产，解决了通常一模二腔，生产效率极低的问题，值得类似结构产品借鉴。     

预应力混凝土桥梁T形梁徐变效应研究

预应力混凝土桥梁组合结构中，混凝土自身的徐变效应会对桥梁结构的可靠性产生重要影响。选择上海某特大桥作为研究对象，采用三分点加载方式在梁上加载10KN荷载，构建了网格划分后的混凝土T形梁有限元模型。根据徐变模型将徐变系数的计算公式导入到蠕变程序中，经过编译计算得到徐变模型下的时程曲线，实现了对预应力混凝土T形梁的徐变效应分析。结果表明，修改了有限元分析软件中自带的显示蠕变准则之后，文中徐变模型得到的混凝土T形梁徐变效应与实际情况更加贴近。     

计算网格中资源发现与经济调度策略的研究

设计了网格资源发现过程和网格资源经济调度过程以实现网格的资源管理．网格资源发现过程提供了一种基本的机制，它可使网格请求Agent能够发现所需要的网格资源．网格资源经济调度过程主要用于管理网格任务Agent通过竞标向网格资源Agent购买资源，以完成计算任务．文中对网格资源发现过程和网格资源经济调度过程进行了形式描述，并描述了所使用的主要数据结构．     

装配式圆磨成形铣刀的设计

论述了装配式圆磨成形铣刀的应用特点，当加工规格较大的直槽和螺旋槽表面时，铣刀的齿廓曲线刃较宽，用圆磨法加工这类铣刀的齿背，可以解决铲齿及铲磨工序上所存在的工艺难题，并可大大提高成形铣刀的制造精度，本介绍了圆磨成形铣刀刀槽的三种槽型设计方法，推导了设计计算公式，对铣刀的几种装配夹紧结构进行了分析，并针对加工罗茨真空泵转子的圆磨成形铣刀进行了设计计算。     

基于气泡模型的自由曲面网格生成和调控

为了在自由曲面上生成形状规整、大小可控的三角形网格，提出一种基于气泡运动模型的网格自动生成方法. 将适量的网格点布置在离散化的曲面上，并模拟为弹性气泡. 引入气泡间的相互作用力和曲面对气泡的吸附力，得到各气泡的运动控制方程. 采用数值方法近似求解气泡系统的平衡状态. 将平衡后的气泡中心用曲面Delaunay法连接成曲面上的三角形网格. 在气泡模型中，通过相对半径函数控制各气泡的相对大小，进而实现对网格大小的调控. 通过在相对半径函数中考虑气泡中心到特定点或线的距离、参考线或曲面的曲率等因素的影响，生成网格大小与曲面特征相适应的三角形网格. 6个算例结果表明，该方法生成的网格形状规整、疏密有致，其形状质量指标都高于0.97；该方法为网格结构的设计提供了参考.      

等参有限元矩阵中形函数的建立

在动力问题的分析中，刚度矩阵和质量矩阵的组集是基础，这就涉及到结构形函数的构造，本文列出了各种等参有限元矩阵形函数，提出了将可变节点形式引入到形函数中的方法，通过算例分析，表明本文所提出方法是有效的。     

考虑网格自动划分求敏度的边界元法

设计了一种网格自动划分中考虑结构几何边界特点来保证精度的工程实用方法；在优化等重分析类算法中将敏度分析与之相关不会产生传统方法中因对计算结果圆整而产生的误差，可以方便地把计算结果直接用于工程结构。