预应力混凝土连续箱梁有限元损伤分析(英文)

为了确定预应力混凝土箱粱的极限承载能力,进行了预应力混凝土连续箱梁的破坏性试验,提出一种有限元损伤分析方法模拟箱梁结构行为.基于实体退化壳单元对箱梁进行模拟,并考虑了结构材料的非线性效应.由于预应力混凝土箱梁中通常存在大量曲线预应力钢筋,提出一种组合单元,并用该单元模拟箱梁中的预应力钢筋,该方法可使结构分析时单元数量大大降低.试验结果和理论分析对比表明:提出的方法能够有效地用于预应力混凝土连续箱梁的破坏性试验计算分析中;研究的旧桥依然存在较大的极限承载能力.     

基于有限单元法的门式起重机力学模型求解

基于线弹性力学理论,建立门式起重机力学模型;采用有限单元法对该模型进行数值求解,并提出以20节点空间单元作为网格划分的基本单元.运用CATIA软件进行其三维建模,在ANSYS Workbench软件中,对该三维立体模型进行数值模拟,分析了载荷因素对起重机桥架结构的影响.结果显示,设计的门式起重机结构参数满足强度和刚度要求.     

螺栓连接中预紧力的有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS建立了螺栓连接的有限元模型,采用了预紧力单元法和温度收缩法模拟预紧力两种方法,分析了不同载荷条件下螺栓结构的轴向变形图和轴向应力图,并将有限元分析结果与理论分析进行对比,以验证建立的有限元模型的有效性,为分析复杂结构中螺栓连接结构的简化提供了理论依据。     

MIDAS/Civil在预应力空心板简支梁桥结构抗震分析中的应用

以有限单元法基本理论为基础,介绍了有限元通用软件MIDAS/Civil在预应力空心板简支梁桥结构抗震计算中的应用问题.采用三维有限元法,实现了预应力空心板简支梁桥的动力特性模拟,分析了在E1、E2地震作用下,桥梁各控制截面的抗弯能力、抗剪能力,以及支座厚度和抗弯稳定性等抗震性能,并提出切实可行的抗震措施,为桥梁施工质量控制提供必要的理论指导与技术支持.     

平板式半挂车车架有限元分析

应用Pro/E对平板式半挂车车架进行三维实体建模。对该模型进行简化处理、抽中面和修补后导入ANSYS。采用壳单元建立平板式半挂车车架的有限元模型,对车架进行静力分析和模态分析。结果表明,车架在弯曲和扭转工况下,刚度和强度满足要求;车架结构的低阶模态频率不在路面激励频带之内,不会产生共振现象。     

SPH-FEM耦合法数值模拟在工程爆破教学中的应用研究

为了提高工程爆破课程教学效果，提出将光滑粒子流体动力学-有限元（SPH-FEM）耦合法数值模拟用于课程教学。首先，阐述了SPH-FEM耦合法的基本原理；然后，以集中装药爆破为典型案例展示了建模过程、耦合检验和模拟结果；最后，将模拟结果融入实际教学以探究SPH-FEM耦合法数值模拟在工程爆破教学中的应用效果。研究结果显示，SPH-FEM耦合法能够充分结合SPH粒子和FEM网格各自优势；采用SPH-FEM耦合法数值模拟可以直观呈现集中装药爆破历程；可以帮助学生领悟和掌握专业知识，提高学习积极性。     

轧辊正火冷却过程中的热应力估计──偏微分方程数值解法的应用

用有限差分法模拟轧辊正火的冷却过程,得出温度场的一较大温度降低值,据此结果用有限单元法求出此时间内的场中各节点的位移;借以得出单元内的平均应力;且仅为热应力。然后进行热应力对轧辊断裂作用的分析讨论。     

基于ANSYS的应力强度因子计算

利用大型有限元分析软件ANSYS并基于"位移外推"法进行应力强度因子的计算,其实现方法有两种:一种是采用1/4节点单元模拟裂纹尖端奇异性,由ANSYS直接给出应力强度因子值;另一种是先计算出靠近裂纹尖端处节点的位移或应力,再线性拟合,这种方法不一定要考虑奇异性,只需使网格足够精细即可。文章通过实例介绍了这两种方法求解应力强度因子的过程和技巧,并将计算结果与理论分析结果进行了比较,表明两种方法均可行。     

直齿圆柱齿轮精确的参数化建模及有限元分析

利用Pro/E强大的参数化设计功能,对直齿圆柱齿轮进行精确的参数化建模。通过修改基本参数,可以快速生成所需齿轮,提高了设计效率。然后通过Pro/E与ANSYS之间的无缝连接,将模型导入ANSYS中,利用有限元法对齿轮进行应力分析,对模型的导入、单元的选择和载荷的施加都进行了详细的说明。发挥了Pro/E的建模优势和ANSYS突出的有限元分析优势,为进一步齿轮传动的优化设计奠定了基础。     

钢混结合梁斜拉桥边跨现浇段支架数值分析

基于有限元分析软件MIDAS/civil对大桥边跨现浇段支架建立分析计算模型。建立模型时,支架底部边界条件设为固结,钢立柱、平联、主横梁、贝雷梁以及分配梁均采用梁单元模拟,钢立柱与主横梁、主横梁与贝雷梁、贝雷梁与分配梁之间均采用主从节点的刚性连接模拟。然后,对支架的强度、竖向位移和整体稳定性进行分析。结果表明:支架的个别构件受力和变形值较大,施工过程中应加强观测。     

矩形钢筋混凝土水池池壁角隅处配筋方式优化研究

针对现有净水厂或污水处理厂钢筋混凝土水池池壁角隅处配筋方式存在的问题,利用MIDAS GEN软件对池壁进行有限元分析,在满足池壁角隅处的受力要求和构造要求前提下,在现有的常规钢筋配置方式基础上对池壁角隅处配筋方式进行优化。与原配筋方式相比,优化后的配筋方式节省了钢筋用量、减少了施工工序、降低了工程成本。     

Reinforcement Efficiency Analysis of Geosynthetic-Reinforced Embankment with Different Soil Properties

The use of high strength geosynthetic in the base ofembankments constructed over soft soil layers is a commonpractice.Those embankments are called geosynthetic-rein-forced embankments (GRE) . Geosynthetic reinforcementcanimprove stability,decrease lateral and vertical soil de-formations under working conditions , and allow embank-ments to be constructedto greater height[1].However ,the effectiveness of geosynthetic reinforce-mentin GREvaries greatlyin different cases .Despitethereare many s…     

Reinforcement Efficiency Analysis of Geosynthetic-Reinforced Embankment with Different Soil Pronerties

Based on finite element (FE) method, an analysis program of geosynthetic-reinforcement embankments (GRE) is proposed. The improvement of stress field of surface layer of GRE after reinforcement can be indicated by this program. The comparison of failure area ratio of foundation soil before and after reinforcement is made, so that the efficiency of geosynthetic reinforcement under different soft soil properties can be shown. The embankment soil is simulated with Duncan-Chang model in this program, while reinforcement is modeled with linear elastic model and interface of reinforcement-soil by Goodman elements. Parameters about foundation soil, such as cohesion, inner friction angle and unit weight are considered, as well as three Duncan-Chang model parameters: modulus coefficient, bulk modulus coefficient and break ratio. The relationship between those soil parameters and failure area ratio indicate the reinforcement efficiency of GRE. The results show the cohesion and inner friction angle are the most important parameters for reducing the failure area,while modulus coefficient and bulk modulus coefficient, have little effect on the calculation results; the reinforcement efficiency is low if the cohesion and inner friction angle of foundation soil are too small or too big; different foundation soil will get different conclusions. The selection of model parameter is an important procedure for accurate modeling of GRE by numerical method.     

NONLINEAR ANALYSIS OF REINFORCED CONCRETE RECTANGULAR SLABS USING FINITE ELEMENT METHOD

The nonlinear analysis of reinforced concrete rectangular slabs undermonotonic transverse loads is performed by finite element method.The layered rectangu-lar element with 4 nodes and 20 degrees of freedom is developed,in whichbending-stretching coupling effect is taken into account.An orthotropic equivalentuniaxial stress-strain constitutive model of concrete is used.A program is worked out andused to calculate two reinforced concrete slabs.The results of calculation are in goodconformity with the corresponding test results.In addition,the influence of tension stif-fening effect of cracked concrete on the results of calculation is discussed.     

风力机叶片的有限元建模

以750kW中等长度水平轴风力机叶片为例,应用ANSYS软件,通过GUI操作界面实现复合材料风力机叶片的有限元建模。使实体模型可直接运用于力学性能分析,而无需再在CAD软件与有限元软件间相互转换。同时由于ANSYS软件对于复合材料分析的良好支持,使所建模型能更为真实的反映其结构性能,从而更好地为风力发电机的设计、分析服务。     

基于ANSYS程序的钢筋混凝土梁非线性数值模拟

采用商用程序ANSYS对不同配筋率的钢筋混凝土梁进行非线性数值分析，以考察不同配筋率对钢筋混凝土梁受弯性能的影响。结合数值模拟分析过程，详细介绍了基于ANSYS程序的钢筋混凝土构件非线性数值分析的关键技术，分析了对不同配筋率的钢筋混凝土粱的刚度变化、破坏特征、截面应力分布、裂缝发展和钢筋、混凝土应力及应变发展过程。     

基于有限元建模的VDT550立式车铣主轴部件模态仿真设计

获取机床结构的动态特性是确保精密加工的重要手段之一.基于有限元分析软件ANSYS Workbench 12.0,在Pro/E软件中建立机床主轴、主轴箱三维模型,进而将其导入ANSYS Workbench 12.0中进行有限元建模和模态分析,获得了固有频率和振型;在此基础上,分析了振型图中的最大变形区域,评价了共振薄弱点并提出了相应的结构修改建议.     

超长钻孔灌注群桩承载特性的实验研究和数值分析

采用离心机模型试验和三维有限元模型对天兴洲大桥的超长嵌岩钻孔灌注群桩进行了分析.离心机试验中,根据相似理论,不同的原型材料用不同的指标进行模拟,细砂、桩身、承台分别以天然密度、抗压刚度、抗弯刚度作为指标进行模拟.对土体未开挖阶段、钻孔阶段、混凝土灌注阶段和养护阶段的应力场进行了详细的讨论,并应用ANSYS进行了分析.根据2种方法得到的结果,从荷载沉降曲线、桩身轴力分布和侧向摩阻分布等方面,对比分析了加载和卸载条件下超长钻孔群桩的承载特性.结果表明,有限元计算模型与离心机试验模型沉降观测的结果吻合得很好;桩顶反力的分布规律复杂,与承台的自身刚度、相应的假定和分析方法有关;轴力随着深度先稍微增加,后逐渐减少,并且在岩层中减少的速度远比砂土中快.     

基于多孔介质湿热迁移的混凝土收缩数值模拟

为了对处于环境温、湿度中的混凝土的收缩变形进行有效数值模拟分析,提出了一种数值解析与有限元分析相结合的方法.根据多孔介质热质传输原理描述混凝土中湿热迁移过程的耦合偏微分方程组,借助Laplace变换及传递函数将其简化为拉氏域内的简单微分方程并求解,然后通过Laplace逆变换得到物理空间内的温度和含湿量.在此基础上利用有限元分析方法得到混凝土湿热耦合收缩变形.该方法克服了其他求解过程中特征值复杂、耦合困难及准确性差的问题,并有效解决了现有有限元软件难以处理湿度应力及变形的难题.以Hundt试验为算例的数值计算表明,模拟结果与试验数据具有良好的相关性.