T型管节点的拟协调元的计算

本文根据拟协调元原理,用多重子结构的计算方法,针对海洋平台管节点,编制了相应的计算程序,并对某种T型管节点进行了应力分折。计算与试验结果作了比较,得到了一些有益的启示。

三维波钢混凝土壳体的理论分析与数值计算

混凝土壳体结构具有广阔的应用前景,为探索该结构应用的理论基础,本文基于所有的肋条,钢板,钢筋的抗拉抗弯效果均匀分布,利用经典壳体理论,推导出内衬三维波纹钢板钢筋混凝土壳体的基本微分平衡方程组。用三角级数法对该结构进行处理,并与对照组相比较,结果发现,三维波纹钢混凝土壳体能够抵抗变形。

基于哈密顿体系的薄壁型钢构件的整体稳定性分析

根据薄壁杆件弯扭耦合变形的经典理论,建立轴心压力作用下的薄壁型钢构件的弯扭稳定分析的计算模型,导出拉格朗日函数和拉格朗日方程;并引入对偶变量,将问题导入哈密顿对偶求解体系,建立型钢构件稳定问题的哈密顿正则方程,最后利用混合能的精细积分法及二分法求出临界荷载。本方法思路清晰,计算精度高,可推广应用于变截面构件的稳定性分析。

塑料温室拱结构雪载工况下极限承载力的非线性有限元分析

该文阐述了应用非线性有限元理论,对塑料温室拱结构在考虑初始缺陷条件下,进行极限承载力分析的方法。初始缺陷的模型是根据一致缺陷模态法,按最小特征值屈曲模态分布,并控制其最大值的方法确定。结构分析考虑双重非线性情况,采用弧长法跟踪整个荷载—位移全过程的平衡路径,确定极限承载力。该文以华东型连栋塑料温室在雪载工况下作实例分析,其计算结果与产品标定的承载力基本吻合,表明该方法具有较好的适用性。

多自由度“加层”结构地震作用取值的复模态法

对多自由度TMD和"加层"减震结构地震响应及地震作用取值问题进行了系统研究.首先用复模态法将非经典阻尼非对称结构运动方程解耦,然后运用随机振动理论获得结构动力响应解析式,并建立将结构分解为一系列等效单自由度体系的一般方法,继而利用等效单自由度体系与反应谱的对应关系,确定结构动力响应表达式中各参数的取值,建立结构基于反应谱的设计响应及其等效静态地震作用的设计方法,并给出了算例,从而建立了非经典阻尼非对称结构基于反应谱的地震作用取值的一整套方法.

基于SVM的结构可靠度分析响应面方法

响应面法是解决隐式极限状态方程结构可靠度分析问题比较理想的方法,其关键问题是响应面函数的重构。根据响应面方法经验点集的小样本特点,利用支持向量机(SVM)对小样本数据良好的学习和泛化能力,用SVM重构结构响应面方程,建立了基于SVM的隐式极限状态方程结构可靠度分析的响应面方法。在此基础上,文中提出了改进SVM响应面方法,改进的方法充分利用每次有限元计算成果,大幅减少了有限元计算次数。算例表明本文方法具有很好的计算精度和计算效率。

有限公式电磁场数值计算理论与性能

为了探讨有限公式电磁场数值计算方法的理论框架,研究工程应用中性能指标的准确性和计算效率,围绕有限公式方法使用全局物理变量和与电磁学实验定律直接相联系的特点,论证了有限公式方法的创新性思维。在系统地阐述有限公式方法理论体系的基础上,结合高频场的计算公式,说明了有限公式方法的计算思路,并通过与现有电磁场数值计算方法相对比,分析了有限公式方法的特性与优势。结合散射问题中的高频场与电机内的静态场实例,验证了有限公式方法的主要技术指标。该方法的计算精确度、计算效率则明显优于现有的电磁场数值计算方法,对该方法的深入研究,必将推动电磁场数值计算理论的进一步发展。

塑料温室薄膜承载性的非线性有限元分析

该文通过温室薄膜单轴拉伸试验,确定材料的计算参数和本构模型;应用非线性有限元与引入人工刚度的方法,建立温室薄膜荷载效应分析的计算模型;并结合相关规范,探讨温室薄膜承载计算的安全系数的取值问题。在此基础上,对温室薄膜在风载与雪载工况下作实例计算,确定承载薄膜的第一主应力与变形值,同时也分析不同薄膜预张力对承载性的影响,以及薄膜第一主应力的具体分布。该研究为温室设计合理选用农膜,提供参考计算模型与分析方法。

基于哈密顿理论的槽形梁桥剪力滞后分析

基于薄壁杆件结构双向弯曲理论,计及其剪切变形与纵向翘曲,引入纵向位移的插值函数,建立了考虑剪力滞后影响的槽形截面梁桥受弯分析的哈密顿对偶求解体系,用半离散精细积分法求该体系的高精度数值解。计算结果表明,本方法具有较高的精度和适用性,可方便地用于槽形截面梁桥的计算。

空间地震动作用下大跨度拱桥地震响应分析

基于空间非平稳地震动场模型,应用谐波合成法模拟生成了用于空间地震动输入的地震动加速度时程。在此地震动输入下,以重庆菜园坝大桥作为模型原型,采用时程分析方法详细研究了此种大跨度拱与刚构组合桥在一致输入、行波输入和多点输入下的地震响应特性。分析结果表明,地震动空间变化对主拱的轴力和拱桥跨中构件对称反应影响显著,使其大部分反应明显增大;而刚构的大部分内力都有减小。

桥梁动水压力附加质量计算模块开发与应用

为解决深水桥梁动水压力附加质量表达式繁冗并涉及特殊函数,不利于实际工程应用的问题,在已有的Morsion方程法、简化辐射波浪法、基于频率降低率的附加质量比法的计算理论基础上,采用APDL语言在ANSYS中设计、开发附加质量模块,实现了附加质量的自动计算和动水压力荷载的自动添加。应用这3种附加质量理论所开发的计算模块,建立不同形式墩-水耦合简化模型,与计算精度较好的流体声单元法进行对比,比较计算精度上的差异。计算结果表明,对于截面尺寸相对细长型的桥墩,4种方法计算结果较接近;随着桥墩直径的增大、墩高减小,Morison方程法的计算结果与其它3种方法的差异增大,总体上看4种计算方法基本能反映桥墩在水中的振动响应。在实桥上应用,结果表明开发的附加质量模块具有较高的精度和较高的计算效率。

中山一桥结构体系施工阶段的稳定分析

以拟建的广州中山一桥空间组合桥梁体系为研究对象,采用ANSYS程序,针对实际的施工状态建立三维有限元模型,计算出各施工状态的最大应力值,并采用特征值屈曲分析方法,得出各施工状态的稳定安全系数。在此基础之上,对横撑的作用、非保向力引起的稳定变化规律及体系整体稳定规律进行了分析,得出一些有益的结论。

单自由度“加层”减震结构地震作用取值的复模态法

运用复模态方法,以我国现行设计反应谱为基础,对单自由度TMD和“加层”减震结构地震响应及地震作用取值问题进行了系统研究。首先用复模态法将非经典阻尼非对称结构运动方程解耦,然后运用随机振动理论获得结构的动力响应解析式,并建立将结构分解为一系列等效单自由度体系的一般方法,继而利用等效单自由度体系与反应谱的对应关系,确定结构动力响应表达式中各参数的取值,建立结构基于反应谱的设计响应及其等效静态地震作用的设计方法,并给出了算例,从而建立了非经典阻尼非对称结构基于反应谱的地震作用取值的一整套方法。

广州西塔气动荷载特性及风致响应研究

以432 m高的广州西塔的刚性模型多点同步测压风洞试验为背景,研究该超高层建筑结构气动荷载的竖向相干特性,采用相干函数方法(CFM)计算并替代气动力谱矩阵的互谱密度进行风致响应计算。结果显示,当经验指数式相干函数的指数衰减因子取6～8时,顺风向响应与精确结果较吻合,但在横风向上差别则比较明显。进一步计算了结构参振模态数目对西塔风振响应计算结果的影响,结果表明:忽略高阶模态对结构顺风向的层间位移角响应的影响较大、最大可产生9%的误差,但对结构横风向响应影响则很小,这意味着西塔风振响应仍由基阶模态控制。针对超高层建筑横风向响应估算的可行方法进行了讨论和建议。

连栋塑料温室多工况下风压的数值模拟

主要探讨应用计算流体力学(CFD)数值风洞方法,研究确定塑料温室表面的风压分布.CFD湍流模型采用Realize k-ε模型,在构建的数值风洞中,对全尺度三连栋的塑料温室模型进行多工况分析.计算得到的表面风压值经换算成体型系数后,与国内外相关标准作比较分析.在完全封闭工况下,温室表面风压的总分布特征以及在迎风面与前缘部位的数值具有很好的参考性;在侧窗不同开度的工况下,由风致内压而引起风压值的改变,其变化值与规范建议范围相一致.结果表明:温室CFD数值风洞模拟,可提供具有参考价值的风压值与分布特征,为风压在规范建议值范围内进行明确取值提供依据.

结构非平稳随机响应方差数值计算方法

对受非平稳随机激励的工程结构,建立了在任意调制的演变随机白噪声和有色噪声激励下,结构响应方差矩阵的计算方法。提出了矩阵微分方程的数值解法,首先将矩阵微分方程转换为普通的代数微分方程,再应用常规的ODE求解器进行求解。该方法可以处理任意调制的演变随机白噪声或有色噪声,原理简明,易于掌握和应用。文中介绍了相应的关键计算步骤。数值仿真算例显示了该方法的正确性和可行性。

拉索防火涂层对预应力组合梁抗火性能的影响

采用有限元软件ABAQUS建立了用于模拟预应力组合梁在火灾下全过程受力行为的模型,研究拉索防火涂层对预应力连续组合梁抗火性能的影响。考察组合梁跨中挠度、拉索应力及塑性应变随温度的变化,分析了预应力组合梁在高温下的温度变化和破坏模式。结果表明:钢梁下翼缘与腹板升温较快,二者温差很小,而腹板与上翼缘的温差较大;混凝土截面各测点处升温速率由下至上依次降低,上表面与下表面的最高温度差可达约700℃;当拉索有5 mm厚防火涂层时,在升温前期其温度随时间延长而上升的幅度比无防火层时温度上升的幅度要小,同一升温时间下,二者温度差值最大可达175℃;而当升温时间达到13 min时,二者温差开始减小,直至升温时间为60 min时,其温度曲线基本重合;预应力连续组合梁在高温下的破坏形态主要以跨中挠度变形过大为主,中间支座处腹板与下翼缘发生对称弯曲变形;防火涂层延缓了拉索的温度上升,在同一荷载和温度下拉索能够承担的应力更大,对组合梁的抗弯贡献也更大。

含减震外挂墙板PC联肢剪力墙结构数值模拟分析方法研究

在预制混凝土夹心保温外挂墙板与主体结构间设置U型钢板消能器形成的减震外挂墙板,在地震作用下可利用外挂墙板与主体结构间的相对滑移变形耗散地震能量,从而达到减小主体结构损伤的目的。在对含减震外挂墙板装配式混凝土联肢剪力墙进行拟静力试验研究的基础上,对其数值模拟分析方法进行了研究。提出了两种分别适用于构件层次和结构层次的精细和简化有限元模型的建模方法。采用两种模型对试验试件的受力性能进行了数值模拟分析,并与试验结果进行了对比。结果表明,两种模型均有较高的计算精度,能够较好地反映结构的受力情况。

正交曲线坐标中的三角形曲壳单元及其应用

本文建立了正交曲线坐标中的六结点三十自由度等参曲壳三角形单元,考虑横向剪切的影响。坐标和位移均采用二次插值,以三角形单元为过渡单元计算三通问题,数值结果表明它的有效性。

某抽水蓄能电厂厂房结构现状与厚板加固动力分析

以国内某大型蓄水发电厂厂房为研究对象,建立三维有限元模型。对厂房现状结构进行动力计算并与现场模态试验进行比较,分析厂房振动产生裂缝的原因。在已有模型基础上对厂房厚板加固方案进行了的模态与瞬态的计算。计算结果表明:在频率方面,厚板加固提高厂房结构的刚度同时降低其频率,但效果不显著;在振型方面,厚板加固可以有效地减少厂房的局部振动;动力响应方面,相对厂房现状结构,厚板结构的厂房动应力有一定的减小,但个别点也存在动应力增加的现象。