基于Midas FEA的箱涵套管加固效果分析

以湖北省某农村公路提档升级项目中箱涵套管加固为工程背景,考虑混凝土的材料非线性,简化填土与箱涵之间的接触非线性,利用Midas FEA建立箱涵套管加固的精细化有限元模型,对比分析了箱涵套管加固前后的受力性能。计算分析表明:箱涵加固后其水平变形、竖向变形分别下降98.21%、96.53%,混凝土的第一主拉应力、第一主压应力最大值分别下降82.09%、94.95%,钢筋的拉应力、压应力最大值分别下降93.26%、85.00%,裂缝宽度最大值一定程度降低,箱涵采用套管加固效果明显;套管加固后,套管内钢筋以及填充区混凝土应力较小,考虑工程经济性,可在规范允许范围内适当降低套管配筋率、选取低强度钢筋、降低填充区混凝土标号,建议在石料充裕时采用片石混凝土代替混凝土。

圆钢管K型相贯节点焊缝应力分布规律研究

圆钢管相贯节点具有构造简单、加工方便、外表美观等优点,已在钢结构工程中得到广泛应用。相贯焊缝在节点受力过程中应力分布较为复杂,应力集中处易较早屈服,影响节点整体承载性能。对相贯节点焊缝应力分布规律进行研究,可以预测相贯节点在失效破坏前焊缝屈服萌生位置和扩展趋势。本文结合某钢结构工程K型相贯节点,建立有限元模型,分析不同角度和焊脚高度的K型相贯节点在承受轴向力作用下其焊缝应力的分布规律。通过对模拟结果的分析,得出焊缝应力分布特点和影响因素。

邮轮薄板分段吊装线性与非线性分析

采用线性、材料非线性、几何非线性及双非线性方法对一典型邮轮薄板分段结构开展应力、位移的对比分析,并基于补强后的结构模型,开展线性有限元方法适用时极限舾装/结构重量比的计算。结果表明,薄板结构吊装需要考虑双非线性的影响,线性计算的得到应力和位移比双非线性大,采用线性计算的应力进行补强时会造成结构偏安全,对成本控制不利。结构的最大位移是由吊耳与分段连接处的局部刚度决定的,连接处局部刚度越弱,结构的几何非线性越明显。在吊耳与分段连接处补强足够的情况下,分段的舾装/结构重量比低于103%时,可以采用线性分析,但应力偏大约10%。

考虑不同桩-土相互作用模型的海上升压站抗震性能分析

由于海上升压站上部平台设有许多大质量专业设备,使其呈现“头重脚轻”的特征,直接借鉴传统海洋平台的设计方法难以准确评价海上升压站结构的承载能力与变形能力,其中桩-土相互作用对于地震作用下的结构动力响应分析的影响尤为显著。以国内某位于地震高烈度区的海上升压站为对象,分别基于等效线性桩长法、API规范p-y曲线法、修正p-y曲线法建立3种不同考虑桩-土相互作用的计算模型,对比中震作用下结构的抗震性能。结果表明,基于3种模型校核该海上升压站结构均符合抗震设防要求;海上升压站结构受竖向地震作用影响较明显;在砂土层占比较高的地基条件下,使用修正p-y曲线方法可以更合理地模拟桩-土相互作用。

轮胎与地面接触问题的非线性有限元分析

考虑轮胎的材料非线性、几何非线性、橡胶帘线复合材料各向异性、以及橡胶材料本身的不可压缩特性等 ,分析了 9.0 0R2 0子午线轮胎静态下与地面的接触问题 ,考察了不同下沉量、不同内压及静摩擦系数等因素对轮胎静态接地面内应力应变场的影响 ,得出了对工程设计有指导意义的结论。

某火箭炮易碎盖瞬态动力学与实验研究

以某多管火箭炮贮运箱易碎盖为对象,建立了火箭弹和易碎盖两种材料的有限元模型,利用ANSYS/LS-DYNA软件进行瞬态动力学分析,计算了火箭弹碰撞易碎盖的全过程,得到了引信的应力应变以及易碎盖碎片速度、位移曲线。数值计算结果与实验效据对比,取得良好的一致性,研究表明,该方法为实弹射击试验研究提供一定的理论依据。

超贫胶结材料坝非线性分析

模拟施工逐级加荷,计算了超贫胶结材料坝的应力和应变,通过"虚加刚性弹簧法"和"分步迭代法"解决了超贫胶结材料软化特性引起的负刚度问题,并编制了非线性有限元计算程序,确定了应力控制标准,实现了超贫胶结材料坝的非线性有限元分析。

空气弹簧非线性弹性特性有限元分析

应用 ABAQU S非线性有限元分析软件 ,对空气弹簧进行有限元建模 ,计算其静态刚度特性。理论计算结果与试验结果比较吻合。最后对影响空气弹簧弹性特性的主要参数进行了讨论。

响应面方法及其在桥梁体系可靠度分析中的应用

提出将响应面方法和非线性有限元分析结合起来对桥梁上部结构的体系可靠度进行分析的新方法.首先,在试验设计的基础上应用通用的非线性有限元分析程序对桥梁结构进行体系承载力极限分析,然后,利用响应面方法推求桥梁结构体系承载力的响应面,最后利用可靠度分析程序计算桥梁结构的体系可靠度指标和失效概率.通过对一单跨叠合桥梁进行算例分析,证明了所建议方法的有效性.

钢管混凝土柱-钢梁节点的力学性能分析

基于弹塑性有限元理论建立了钢管混凝土柱-钢梁节点荷载-位移全过程非线性有限元模型,在单元分析中采用改进的AUL表述推导得到梁柱单元刚度矩阵方程,同时考虑了材料的物理非线性和单元的几何非线性,并编制了非线性有限元程序NLFEACFST。采用该模型对相关研究者和作者进行的节点试验进行了分析,理论计算结果与试验结果比较表明,该模型具有很好的适用性和精度。在理论分析模型得到试验结果验证的基础上,对典型的中柱节点进行了荷载-位移全过程非线性特性分析,并对影响节点承载力和荷载-位移骨架曲线的因素进行了参数分析,为进一步从理论研究钢管混凝土框架结构的力学性能创造了条件。

多曲囊式空气弹簧非线性弹性特性研究

分析了多曲囊式空气弹簧的材料、几何和接触等非线性力学特性,提出采用非线性有限元研究空气弹簧非线性弹性特性的方法。根据有限元方法建立了空气弹簧的有限元分析模型,进行了有限元计算和试验研究,计算结果与试验结果吻合较好,验证了所采用的研究方法和分析模型的正确性和有效性。在此基础上,研究了充气压力、胶囊参数及附加气室容积对空气弹簧弹性特性的影响,结果表明:空气弹簧的承载能力和刚度随充气压力增加而增大;胶囊的帘线角和附加气室容积对空气弹簧弹性特性有较大的影响;帘线网格间距、帘线层间距、帘线层数及帘线材料对空气弹簧弹性特性影响不大。

自行火炮车体的非线性动态响应

本文根据非线性有限元的基本理论 ,利用非线性有限元动力学方程的数值积分方法和三维五节点接触单元的接触算法、刚度矩阵和载荷列阵 ,通过非线性弹簧阻尼单元、接触单元等建立自行火炮发射过程的动力学非线性有限元模型 ,集中解决自行火炮的悬挂部分与地面之间的接触非线性问题 ,求解了车体的固有特性和非线性动态响应 。

钢框架梁柱节点在结构连续倒塌中的性能分析

自英国Ronan Point公寓楼发生连续倒塌以来,各国学者开始对结构的连续倒塌进行研究,但新型抗震节点对结构抗连续倒塌性能的作用尚缺乏研究.利用非线性有限元方法,对3种型式的梁柱节点在结构的某一柱子失效后的性能进行了弹塑性分析.结果表明:在未考虑节点焊接缺陷的条件下,新型节点的延性较好,可以在结构发生局部破坏时不发生脆性破坏.

子午线轮胎自由旋转的非线性有限元分析

根据全钢载重子午线轮胎的实际结构 ,考虑轮胎的材料非线性、接触非线性以及大变形等力学特性 ,借助MARC有限元分析软件 ,建立子午线轮胎的非线性有限元分析模型 ,并以此模型分析了轮胎在充气压力及离心载荷下的应力 应变场、接触及变形情况。

基于非线性弹簧的三排圆柱滚子组合转盘轴承静态承载能力模型

三排圆柱滚子组合转盘轴承数百对圆柱滚子/滚道非线性接触,其有限元模型复杂、计算量大,甚至不收敛。文中用非线性弹簧模拟圆柱滚子/滚道接触。首先用有限元的数值法获取单个圆柱滚子/滚道接触的载荷-变形曲线,即非线性弹簧特性曲线,并通过试验验证;然后基于非线性弹簧建立了三排圆柱滚子组合转盘轴承整体计算模型,分析了转盘轴承在外力作用下的内部接触载荷分布和整体变形情况,将最大接触载荷与理论计算结果进行对比。结果表明:用非线性弹簧代替圆柱滚子/滚道接触的有限元仿真模型能够准确地反映出转盘轴承的内部接触载荷分布以及整体变形情况,计算量大大减少,有效提高三排圆柱滚子组合转盘轴承设计、计算效率,具有重要的工程应用价值。

CNG储气井螺纹计算及有限元分析

在对CNG储气井现场事故调研的基础上对其失效原因进行了分析。采用法兰连接对套管与封头处的连接进行结构改进,并对连接处的主螺纹进行预紧及操作状态下的受力分析和校验。应用非线性有限元分析软件MSC.MARC对CNG储气井套管接头螺纹进行了有限元分析。对分析结果与实际受力情况的比较表明,有限元分析结果是可靠的,为分析套管和接头螺纹处的受力情况、失效分析及结构改进提供了一种新的思路。指出CNG储气井的失效不仅与疲劳受力有关,更重要的是腐蚀的作用和影响,只有综合考虑腐蚀疲劳,才能对储气井的寿命做出准确可靠的评估。

非线性变刚度橡胶悬架结构灵敏度分析与参数优化

针对工程车辆变刚度橡胶悬架,在建立橡胶弹簧有限元参数化模型的基础上,通过橡胶弹簧的结构参数对轴向变形量的灵敏度分析,掌握不同载荷下结构参数变化对刚度影响的规律,确定最敏感的设计变量。以整车悬架动态参数优化获得的最佳非线性刚度特性曲线为优化目标,实现了新型变刚度橡胶弹簧结构参数的优化设计。

超深基坑开挖变形数值分析

采用大型有限元分析软件ABAQUS,对软土地区超深基坑的开挖变形性状进行三维非线性有限元分析,并将地连墙水平位移和立柱竖向位移的模拟结果与实际测量数据进行比较,得出了较为一致的规律,并分析了实测值和计算值的异同.

橡胶Mooney-Rivlin模型中材料常数的确定

介绍了在用非线性有限元对橡胶制品进行分析时,橡胶类材料常用Mooney Rivlin模型中材料常数确定的几种方法。

斜交轮胎平衡轮廓的有限元分析

采用MARC非线性有限元软件,根据9.00—20轮胎的实际结构,通过对轮胎的材料非线性和几何非线性以及帘线-橡胶复合材料各向异性的综合考虑,建立了三维有限元分析模型,并对轮胎自由充气时各部位的应力进行了分析,讨论了胎冠帘线角βK对充气断面宽B′和充气外直径D′的影响,得出了在轮胎设计中具有重要意义的B′和D′取值。该方法的分析值与实测结果基本吻合。