空间KK型双弦杆圆钢管搭接节点有限元参数分析与极限承载力计算公式

空间KK型双弦杆圆钢管搭接节点以承载力高、搭接率小以及空间交汇杆件较少的优势应用于空间钢管桁架结构体系。本文采用ANSYS程序中8节点Solid45实体单元对平面和空间圆钢管搭接节点试件进行了非线性有限元分析。在破坏模式、变形过程以及节点极限承载力方面将有限元计算与已有试验结果进行比较,证明运用实体有限元分析法求解节点的极限承载力是一种有效的方法。有限元参数分析重点考察了几何参数和弦杆轴向应力对空间KK型双弦杆圆钢管搭接节点极限承载力的影响。在现有钢结构设计规范的基础上,通过对数值结果的回归分析,得到了该类搭接节点的极限承载力计算公式。研究结果表明:未加劲KK型双弦杆节点的极限承载力略低于未加劲K型单弦杆节点极限承载力,内加劲KK型双弦杆节点的极限承载力明显低于内加劲K型节点极限承载力;内加劲板对平面K型圆钢管搭接节点极限承载力可以起到很好的提高作用,但对空间KK型节点极限承载力提高并不明显。

平面KT型圆钢管搭接节点有限元参数分析与承载力计算

以平面KT型圆钢管搭接节点的试验数据为基础,从节点破坏模式、变形过程和承载力等方面对节点的非线性有限元建模方法进行校验。研究揭示了贯通直腹杆受压搭接节点的破坏过程和塑性区扩展情况,重点考察了贯通直腹杆受压且内隐蔽部分焊接的搭接节点几何参数和内隐蔽部分焊接与否对节点承载力的影响。有限元参数分析结果表明:腹、弦杆直径比和弦杆径厚比的变化对搭接节点的承载力影响较大,而腹、弦杆壁厚比和搭接率影响较小;内隐蔽部分未焊接明显降低贯通直腹杆受压的搭接节点承载力;KT型圆钢管搭接节点承载力均大于相应的KT型和N型零间隙节点承载力。最后,在N型零间隙节点承载力计算公式的基础上,应用多元线性回归方法拟合出平面KT型圆钢管搭接节点的承载力计算式;该计算式与试验结果吻合良好,且具有较好的连续性和适用性。

齿轮轴参数化有限元分析系统的开发

进行齿轮轴的静力分析时,常采用在三维软件中建立模型,并导入有限元分析软件中进行计算的方式。对于系列化的产品,以上过程无法实现快速改型设计,进行大量重复性工作,工作效率低下。针对以上问题,提出了齿轮轴的参数化有限元分析系统的总体框架;以VC++6.0为开发平台,实现了系统各模块的功能。整个过程完成了对ANSYS中APDL语句的封装以及对ANSYS核心程序的调用。以某齿轮轴的设计分析全过程为实例进行了详细说明,解决了ANSYS中完成同类分析时界面不友好及耗时较长的问题。

门式启闭机的参数化有限元分析系统

将ANSYS的二次开发语言APDL与VC相结合,开发门式启闭机门架结构的参数化有限元分析系统.利用VC编制对话框界面,对ANSYS有限元分析过程进行封装,系统运行时只需输入分析所需的参数,就可以在后台运行ANSYS,实现门式启闭机门架结构的有限元分析.某工程双向门式启闭机的算例表明了系统实现的可行性.

刀具齿形参数化有限元分析

阐述了利用AutoCAD中的AutoLISP语言自行开发参数化有限元分析软件,并成功地应用于刀具齿形分析中。

钢筋超高性能混凝土梁受弯试验和有限元分析研究

该文以钢纤维体积掺量、配筋率为基本参数,进行了12根钢筋超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)试验梁和2根普通钢筋混凝土(RC)试验梁的受弯性能试验研究。试验结果表明:UHPC试验梁的开裂、屈服和破坏荷载以及结构刚度均比RC试验梁大,UHPC试验梁的屈服和破坏荷载、延性和抗裂性均随着钢纤维掺量和配筋率的增加而提高。有限元模型参数分析结果表明:配筋率对UHPC试验梁屈服荷载与破坏荷载影响较大,而钢纤维掺量对开裂荷载影响较大;钢筋屈服强度可有效提高UHPC试验梁的延性;UHPC受拉强度的增加对开裂荷载的提高比屈服荷载和破坏荷载明显。最后,提出正截面抗弯开裂弯矩与极限承载力的计算公式,为UHPC桥梁设计规范的制定提供参考。

门式启闭机参数化有限元分析

介绍了利用 VC 编制对话框界面,输入参数,自动生成 ANSYS 软件的 APDL 语言命令流,在启动的 ANSYS 中加载命令流文件,实现门式启闭机参数化有限元分析的过程。以某工程双向门式启闭机为实例,证明了这一程序实现的可行性。该方法对于结构相似但尺寸不同的门式启闭机的有限元分析具有很好的通用性,同时用于门式启闭机的结构造型、优化设计等也具有较强的实用性。

灌区计量弧形闸门参数化有限元分析及结构改进

针对灌区计量弧形闸门的结构特点,采用APDL参数化有限元分析技术,研究分析了在水压作用下,加强筋间距、板厚等关键结构参数对闸门变形的影响规律。结果表明:对于通用的跨度为1.5 m、弧形板半径为1.8 m的弧形闸门,当2根加强筋间距为580 mm、弧形板和挡水板的厚度分别为75 mm、50 mm时,闸门的强度、刚度符合使用要求,且材料使用较少,闸门总体较轻。

平面不对称超高层钢结构施工期变形控制因素参数分析研究

以平面不对称超高层钢结构项目——广商中心为工程背景,以施工周期、巨型斜撑和环带桁架的闭合时间为影响因素,通过有限元软件Midas Gen分析了上述因素对平面不对称超高层建筑施工期水平、竖向变形以及关键结构构件应力的影响规律。分析结果表明:施工周期对超高层钢结构的变形以及关键构件应力的影响均较小;相较于滞后闭合,环带桁架同步闭合的结构竖向变形差以及环带桁架的应力最小;同时,巨型斜撑闭合时间对竖向变形差基本没有影响,但越早闭合,结构水平楼层位移越大,巨型支撑和环带桁架的最大应力也越大。基于分析结果提出了相应的施工期变形控制措施。最后,在采用上述变形控制措施基础上对广商中心施工期的变形和关键构件的应力进行了预测。

材料成形计算机模拟中的参数化有限元法

在分析常规有限元法在材料成形模拟中的不足的基础上 ,提出了参数化有限元分析的概念 ,阐述了其基本任务、基本过程、实现方法和进行参数化有限元分析的技术要点。针对方孔翻边问题进行了编程式参数化有限元法研究 ,其结果与现有文献试验结果基本吻合 ;针对方盒拉深中的坯料形状优化问题进行了交互式参数化有限元法研究 ,其结果与现有文献试验结果基本吻合。研究表明 ,提出的参数化有限元法实用、可行 ,为材料成形计算机模拟探索出了一种高效快捷。

电磁悬浮式微驱动器的有限元分析研究

设计了一种新型的多点峰值磁场相互作用的电磁悬浮式微驱动器,解决了悬浮驱动力与横向力相互耦合的问题,有利于调节悬浮体的运动姿态。通过对悬浮力关于输入电流、气隙高度做单一因素参数化有限元分析和联合参数化有限元分析,得到了微驱动器有限元特征参数关系曲线。通过实验测试,得到的实验特征参数关系曲线与理论特征参数关系曲线和有限元特征参数关系曲线吻合一致,表明了所设计的微驱动器的可行性。

复合材料层合板非线性系统随机振动的样条有限元分析

工程结构中的复合材料的几何参数往往具有随机性质,如何研究随机参数非线性系统的随机响应及统计特性,对结构的可靠性设计和优化设计有着非常重要的意义。应用摄动法、随机中心差分法和线化和校正法,建立了复合材料非线性系统的振动方程和计算模型,采用样条有限元法研究了复合材料层合板具有随机参数的非线性系统在确定性荷载下的随机响应,数值算例说明了本算法的正确性。

基于APDL语言的立体货架有限元参数化研究

针对目前立体货架有限元建模和求解的过程中存在的步骤繁琐,不可逆向修改设计等缺点,运用ANSYS二次开发关键技术,提出了基于APDL语言建立立体货架有限元模型的方法,制作了友好的用户自定义菜单界面系统,降低了工作人员的设计门槛。应用结果表明采用该方法设计的系统可以按要求自动实现立体货架的快速建模,完成相应的有限元求解,设计人员在后期进行方案修改时也无需重新建模,减少分析成本和分析时间。系统能替代传统的立体货架有限元分析方法,极大提高了分析效率。

钢管混凝土柱-钢梁双侧板贯穿式节点力学性能有限元分析

钢管混凝土柱和钢梁组成的组合结构凭借其优越的力学性能和抗震性能，在实际工程中得到广泛的应用。节点的构造形式决定了梁柱连接处内力的传递方式。因此，对构造简单，受力合理的节点进行研究，是推动钢管混凝土柱．钢梁组合结构应用和发展的关键。

钢衬钢筋混凝土压力管道非线性有限元分析

采用接触单元并考虑材料的非线性,通过对钢衬钢筋混凝土压力管道进行三维有限元参数化分析表明,接触单元能较好地模拟钢衬管与垫层的相互作用,参数化分析得出各个参数对压力管道的影响,为压力管道的精确设计提供参考.

实腹式型钢混凝土异形柱抗震性能试验及参数分析

为研究实腹式型钢混凝土（SSRC）十字形异形柱的抗震性能,对4个不同轴压比、配钢率、加载方向的SSRC十字形异形柱进行了低周反复加载试验,分析了各试件的破坏形态、滞回性能、骨架曲线、位移延性.试验结果表明：当剪跨比较大时,试件发生弯曲破坏;试件的滞回曲线比较饱满;位移延性系数均大于3,破坏位移角在1/28~1/16之间.采用ANSYS对试件进行有限元分析,考虑型钢与混凝土之间的粘结滑移,分析比较了轴压比、配钢率及加载方向三个参数对试件承载力及延性的影响,有限元分析结果与试验结果吻合较好.试验及有限元分析均表明：SSRC十字形异形柱具有良好的延性、塑性变形能力,可以应用于高抗震设防烈度区的多高层建筑中.

钢管高强混凝土组合柱的轴压性能有限元分析

为了研究钢管高强混凝土组合柱的轴压性能,利用几个已有组合柱的试验数据,对ABAQUS软件的参数进行标定,完成了数值模拟与参数分析。分析结果表明,所选参数能够较好地模拟钢管高强混凝土组合柱的轴向受力性能。文中给出了箍筋间距、钢管套箍指标、含钢率以及管内混凝土强度4个参数对组合柱轴压性能的影响,以供设计参考。

基于APDL农业渠灌区计量平板闸门参数化建模及结构分析

针对渠灌区计量平板闸门的结构特点,采用APDL参数化有限元分析技术,建立平板闸门的三维有限元参数化模型并研究分析水压作用下,加强筋间距、门板板厚、铝合金薄板厚度等关键结构参数对闸门变形的影响规律.综合考虑结构参数对闸门质量的影响关系,得到跨度为2 m、高度为1.7 m的平板闸门,在保证强度和刚度要求前提下的关键结构参数值,使得闸门总体结构合理,达到轻量化设计的目的.

设计参数对大跨径PC箱梁桥底板抗裂性能影响的试验研究与分析

箱梁底板设计参数取值不当是引起跨中底板开裂的重要原因之一。以不同底板的设计参数对大跨径PC箱梁桥底板受力性能的影响分析为基础,结合对国内65座主跨超过150m的大跨径PC桥梁顶底板构造参数的统计分析,设计了不同底板宽度的大比例试验模型,以此对底板宽度对大跨径PC箱梁桥底板抗裂性能的影响进行试验研究和分析。并以此为基础,对大跨径PC桥梁的底板宽度设计做出相应的规定。

超高性能混凝土加固RC桥墩拟静力数值分析

基于Abaqus有限元软件分别对钢筋混凝土桥墩与UHPC加固钢筋混凝土桥墩进行拟静力数值分析,在低周反复水平荷载作用下分析二者试件的滞回、延性、耗能能力、强度与刚度退化等力学指标,并开展有限元参数分析,包括轴压比、UHPC径厚、UHPC加固高度以及UHPC强度等级.结果表明:二者试件的滞回曲线较为饱满,无明显的捏缩现象,具有良好的抗震能力,相比于普通RC桥墩,UHPC加固RC桥墩的位移延性系数提高了35.0%,最大峰值荷载提高了9.6%;试件的轴压比、UHPC径厚、UHPC高度以及UHPC的强度是影响UHPC加固RC桥墩的重要参数.