含腐蚀缺陷燃气管道极限载荷的有限元分析

利用有限元弹塑性分析方法,对含腐蚀缺陷的燃气管道进行了非线性分析,研究了腐蚀缺陷的长度、宽度和深度对燃气管道极限载荷的影响.并和含腐蚀缺陷管道的全尺寸爆破试验结果以及ASME B31G计算的结果进行对比,证明有限元方法在分析腐蚀缺陷管道的可行性.     

含腐蚀缺陷燃气管道极限载荷的有限元分析

利用有限元弹塑性分析方法,对含腐蚀缺陷的燃气管道进行了非线性分析,研究了腐蚀缺陷的长度、宽度和深度对燃气管道极限载荷的影响．并和含腐蚀缺陷管道的全尺寸爆破试验结果以及ASMEB31G计算的结果进行对比,证明有限元方法在分析腐蚀缺陷管道的可行性．     

纤维布加固震损钢筋混凝土管道试验

目的 研究FRP修复震损钢筋混凝土管道的加固性能.方法 首先对预损伤钢筋混凝土管道进行破损加载,模拟中小地震中的损伤,然后内壁粘贴纤维增强复合材料进行加固.研究不同纤维材料加固下、不同损伤程度圆管三点试验的破坏特征、荷载应变关系和极限承载力.结果 FRP加固法可以改善管道的受力性能,延缓裂缝的开展速度,提高管道的极限承载力.碳纤维和玻璃纤维这两种材料的加固修复方法均非常有效.应用ANSYS有限元分析软件,建立了圆管三点试验有限元模型,给出了计算条件下的承载力极限值,并与圆管三点试验结果吻合较好.结论 受损试件加固后完全可以满足受损前的正常使用要求,并有所提高.此种加固修复技术,可供工程应用参考.     

CFRP布加固已损伤钢筋混凝土梁的有限元分析

文章针对试验梁,运用有限元方法,建立了合理的有限元模型,并进行了分析.通过对比研究发现,有限元分析结果与试验结果吻合较好.有限元分析可以很好地用于CFRP布加固已损伤钢筋混凝土梁力学性能的研究.     

石油管道正常使用的安全性分析

通过有限元软件ANSYS对石油管道的受力状态进行模拟分析,得出管道的极限跨度.首先利用ANSYS软件分析出石油管道的实际受力状态的可靠模拟方案,再进行各跨度下的应力结果分析,得到管道极限跨度值.     

往复荷载下圆钢管混凝土柱的数值模拟

基于圆钢管混凝土柱已有往复荷载试验结果,利用ANSYS有限元分析软件,建立了钢管混凝土柱的有限元计算模型,并对其进行往复荷载作用下有限元分析,得到了桥墩的滞回曲线、骨架曲线.将计算结果与试验结果进行对比,发现计算得到的钢管混凝土柱滞回曲线和骨架曲线与试验结果吻合较好,因此提出一些有关重要参数选取的建议,可供相似问题的钢管混凝土有限元分析参考.     

深海双层管道温度效应分析

为了验证有限元计算结果精确性,为深海双层管道系统的有限元计算提供有效方法,本文利用ITT单元以及非线性弹簧单元来建立双层管道模型,与解析解结果进行对比。利用建立的有限元模型,对双层管道进行不均匀温度场的参数化分析,给出不同温度场工况下管道系统的轴向效应分布情况,并将分析对象设定为长度不同的2种管道体系,分别对管道系统的锚固段变化趋势和锚固点移动进行分析,得到切合实际情况的计算结果。研究表明:引入ITT单元和非线性弹簧单元建立的双层管道模型对模拟双层管道不均匀温度效应研究具有更好的精确性,证实了在不均匀温度场作用下,双层管道内外管通过对中环保持了变形的协同性。     

ANSYS软件在分析地下埋管工程中的应用

以带有刚性基础的沟埋式管道为例,介绍了利用ANSYS软件进行管道结构有限元分析的基本过程,包括模型的建立、边界条件与荷载的施加、问题的求解和结果的分析.本文分析了管壁环向应力分布规律,指出管顶、管底和管侧为管壁的三个控制性截面,并与结构力学方法、边界单元法的计算结果进行了比较;同时,对管周回填土的沉陷进行了分析,并与马斯顿的"等沉陷层"理论作了比较.     

钢混凝土组合梁-钢管混凝土柱节点性能

为了研究钢混凝土组合梁-钢管混凝土柱节点的力学性能和半刚性特性,制作了4个比例为1∶3的节点模型进行试验,借助有限元分析软件ABAQUS建立了节点的有限元模型进行数值计算,分别进行了试验结果与数值计算的相应测点的应变、位移等结果的对比分析.通过试验与数值计算彼此校核,得到了与试验相符的有限元模型.在此模型的基础上,建立了该组合梁柱节点只含几何参数的相对弯矩-转角曲线模型.     

焊缝错位对X80钢管应力分布影响的数值预测

利用有限元软件ANSYS建立了二维有限元模型.通过对三种不同焊缝错位试件(TS１、TS２和TS３)对接焊缝的分析,研究在正常工作条件以及静水压试验条件下焊接错位对X80钢管应力分布的影响.分析结果发现,在水压试验条件下,环形焊接接头的应力集中程度远比正常情况下严重.在正常工作条件和静水压试验条件下,TS１试件最大应力集中区位于设计系数为0.8的管道侧的焊根处,TS２试件则位于设计系数为0.72的管道侧的焊趾处.TS３试样在静水压试验中,周向应力(σz)的峰值不在焊缝表面而是位于焊缝根部以下.计算结果可为X80管道的改进施工提供理论依据.     

Behavior and design method of square-tubed reinforced concrete short columns under axial compression

The behavior of square-tubed reinforced concrete (STRC) short columns subjected to axial compression was studied in detail with an accurate nonlinear finite element model (FEM) . Different width to thickness ratios (D/t = 50 150) of the steel tube and the compressive strength of concrete (C80 and C50) were adopted in this research. The axial load strength,steel tube strain and load-shortening response were determined from FEM and the analysis results from FEM were compared with those from experiment. The analysis and test results indicate that the concrete strength little affectes the confinement of the steel tube on the concrete. The transverse stress of the tube at the axial load point increases with the increment in the width to thickness ratio. Based on the results from FEM and experiment,a formula for the prediction of the axial load strength was proposed in this paper.     

Analytical and numerical modelling of FRP debonding from concrete substrate under pure shearing

External bonding of fiber reinforced polymer (FRP) composites on the concrete structures has been proved to be an effective and efficient way to strengthen concrete structures. For a FRP strengthened concrete beam, it is usually observed that the failure occurs in the concrete and a thin layer of concrete is attached on the surface of the debonded FRP plate. To study the debond behavior between concrete and FRP composites, an analytical model based on the three-parameter model is developed to study the debonding behavior for the FRP-to-concrete joint under pure shearing. Then, nonlinear FEM analysis is conducted to verify the proposed analytical model. The FEM results shows good agreement with the results from the model. Finally, with the analytical model, sensitivity analyses are performed to study the effect of the interfacial parameters or the geometric parameters on the debonding behavior.     

空间网架结构钢管混凝土柱节点力学性能足尺试验及分析

采用足尺试验与数值仿真相结合的方法研究空间网架结构中的钢管混凝土柱节点的受力及抗震性能。试验荷载逐级加载到设计荷载的1.6倍并观测柱节点的变形与应力。试验结果表明试验荷载下柱节点钢结构部分基本处于弹性状态,混凝土极小部分区域超出压应力极限,钢管与混凝土粘接良好。非线性有限元分析结果揭示了柱节点在低周往复荷载作用下的滞回耗能能力和破坏特征,指出了柱节点承载的薄弱位置,给出了柱节点的极限承载力。结果表明,足尺试验与数值计算相结合的方法可以全面揭示柱节点的受力特性及抗震性能。     

简支梁桥拱型桥面连续构造的受力性能

针对国内简支梁桥桥面连续混凝土开裂的现状,建立有限元模型分析桥面连续构造的破坏机理.分析结果表明：造成桥面连续混凝土开裂的主要原因是简支梁的纵向位移、转动及不均匀沉降引起的内力,直接作用于混凝土或通过纵向连接钢筋传递至混凝土,为了改变内力的传递方式,解决桥面连续混凝土的开裂问题,根据拱型结构拱脚受拉使拱顶产生正弯矩的受力特点,提出一种新型的拱型桥面连续装置.为了验证该装置的有效性,制作了拱型桥面连续和传统型桥面连续的模型并进行了设计荷载下的受力试验.试验对比结果及有限元计算表明：拱型桥面连续装置对混凝土的拉力有较好的分散作用,大大减小了桥面连续混凝土的纵桥向拉应力,有效地改善了桥面连续混凝土的开裂损伤.     

钢管混凝土柱的弹塑性有限元分析

本文用弹塑性有限元法分析了中心受压钢管混凝土短柱的承载力与变形的关系。计算结果与结构试验吻合。证明了边界面模型能较真实地反映混凝土的变形和强度特征。本文还用莫尔-库仑模型作了对比。     

型钢混凝土组合框架力学性能非线性分析

在充分考虑混凝土损伤、材料非线性及单元类型的基础上,建立了由预应力（非预应力）型钢混凝土梁及角钢混凝土柱构成的型钢混凝土组合框架有限元模型,对其在水平荷载作用下的力学性能进行数值分析及试验对比验证。在此基础上,进一步研究了水平荷载作用下组合框架受力的全过程,并对影响此类框架力学性能的主要因素进行了参数敏感性分析。结果表明：组合框架在梁端和柱底部均出现塑性铰,能实现“强柱弱梁”的破坏机制;随着轴压比增大,水平荷载‐位移曲线峰值荷载先增加后减小,峰值荷载对应的位移减小,延性降低;随着长细比增加,结构刚度降低,峰值荷载减小,延性增加。     

增强钢筋混凝土缺口试件应力场数值分析

对于利用连续纤维加固或修补混凝土构件的研究具有实际和理论上的意义。讨论了带缺口的素混凝土、钢筋混凝土、纤维薄板增强钢筋混凝土三点弯曲梁试件缺口端部应力场的有限元分析方法，并对三种试件的开裂载荷进行了推算和初步的论证。分析结果表明，钢筋混凝土缺口试件的开裂载荷比素混凝土缺口试件提高25．6％,而用纤维加固后，纤维薄板增强钢筋混凝土缺口试件的开裂载荷比钢筋混凝土缺口试件提高51．9％，比素混凝土缺口试件提高90．9％。     

Axial compressive behavior and design method of tubed circular steel reinforced concrete short columns

To study the behavior and design of tubed circular steel reinforced concrete (TCSRC) short column under axial compressive loads, a nonlinear finite element model (FEM) has been developed to simulate this kind of structure. Depending on the FEM results, an elastic-plastic analysis was carried out to clarify the status of steel tube, then a simplified procedure was proposed to predict the compressive axial load strength. The results obtained from this procedure were compared with the test results. It is found that they agree well each other.     

移动荷载作用下沥青加铺层结构动力响应分析

采用动力分析的三维有限元法,对移动荷载作用下的旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构的动力响应进行了分析,研究了车辆行驶速度、沥青加铺层模量、路面结构的阻尼系数等参数变化对旧水泥混凝土路面沥青加铺层应力及弯沉的影响程度,并与静载作用下的计算结果进行了对比分析。     

沥青路面贫混凝土基层应力计算

为分析贫混凝土基层沥青路面新型路面结构的基层应力情况,通过有限元分析方法计算贫混凝土基层的荷载应力,并利用弹性层状体系理论分析沥青面层厚度对其影响,由此推导出基层荷载应力的计算公式.根据不同自然区划的温度场和最大温度梯度,得出贫混凝土基层沥青路面中的基层温度应力的有限元解,于此提出了基层温度应力的计算公式.上述两公式为贫混凝土基层沥青路面结构中基层厚度设计的重要依据.