各向同性轴对称复合圆板的三维线性分析

复合板具有优异的结构性、良好的性重比及其性能可设计性,在船舶工业中获得了广泛应用.为考察复合板的力学行为,对在均匀横向载荷下的各向同性轴对称复合圆板采用位移解法,根据结构变形的可能规律,设定位移解函数形式,将变量分离,进行了三维线性分析,构造了弹性力学计算模型,给出了一般板、层合板、夹芯板满足三维线性平衡方程、中面固支边界条件、层间连续条件的精确解.该解考虑了中面应变的影响,不同于Timoshenko-Goodier理论解.通过计算表明单层板、层合板解在一定的径厚比内,与Ansys计算结果十分接近,为固支圆板在均布横向载荷下的精确解.夹芯板实验证实,夹芯板理论解可更精确地预测面板中的应力、应变分布.

各向异性层合椭圆板的三维线性分析

对均匀横向载荷下的正交各向异性层合固支椭圆板进行了三维线性分析 ,导出了一般板、层合板满足三维线性平衡方程、边界条件、层间连续条件的解析解 。

风火山隧道空气与围岩对流换热和围岩热传导耦合问题的三维非线性分析

根据流体力学、冻土学和传热学的基本理论,建立了寒区隧道空气与围岩对流换热和围岩热传导耦合问题的三维计算模型,用Galerkin法进行了有限元分析,进一步编制了有限元计算程序。运用该计算程序对青藏铁路风火山隧道空气与围岩对流换热和围岩热传导耦合问题进行了三维非线性分析。结果表明:运用该计算模型和有限元计算程序,在不知道寒区隧道内气温的情况下,能够正确预测围岩的冻融状态,从而节约现场观测隧道内气温的费用。

强震作用下地铁车站结构损伤破坏的三维非线性动力分析

为了研究地铁车站结构在强震作用下的动力响应及破坏机理,基于混凝土损伤塑性模型、岩土扩展的Drucker-Prager模型、土-结构相互作用以及人工边界等相关理论,利用ABAQUS软件建立了强震作用下地铁车站的动态响应与损伤破坏的二维、三维精细化非线性有限元分析模型,并对柱端设置隔震器的地铁车站结构进行了三维非线性动力分析.分析结果表明:所建立的有限元分析模型能较好地反映强震荷载作用下钢筋混凝土结构的动力特性以及土-地下结构之间相互作用,适用于地下结构抗震分析;三维有限元模型的分析结果比二维有限元模型的分析结果更为准确地反映强震作用下地下结构的破坏特性,并与现场观测的破坏形态具有较好的一致性;碟形弹簧和铅芯橡胶构成的三维隔震支座具有较大的竖向刚度和抵抗侧向变形能力,在地铁车站中柱端部设置隔震支座可以大幅减小中柱的变形及损伤破坏程度.

混凝土高拱坝孔口三维非线性分析

采用有限元方法中的子模型技术,对混凝土高拱坝的1#底孔进行了三维非线性分析,研究了孔口在坝体自重、库水压力和温度作用下混凝土开裂和裂缝发展情况,以及配筋对孔口开裂的影响.研究表明,采用子模型法不仅大大降低了网格剖分的难度,而且减少了三维非线性分析的计算时间.

青藏铁路可调控通风管路基温度场的三维非线性分析

可调控通风管路基是一种理想的保护高温冻土的工程措施. 应用有限元法, 对青藏铁路普通通风管路基和可调控通风管路基在施工完10 a内的温度场变化进行了三维数值分析. 结果表明: 可调控通风管路基在夏季(8月份)0 ℃的等温线比普通通风管路基要高, 说明它的冻土上限抬升幅度较大,使冻土得到更好地保护, 并且其路基下面从第二年开始也不会出现融化层; 可调控通风管路基下面的冻土平均温度降到-1 ℃时的时间比普通通风管路基要早, 说明可调控通风管路基具有较好的降温速度和降温效果.

三段式片段弓技术打开咬合的三维非线性有限元模型的建立及生物力学分析

目的建立三段式片段弓矫治技术的下颌牙列三维非线性有限元模型,分析计算压低辅弓的力学特性,初步探讨三段式片段弓矫治技术的生物力学特点。方法利用薄层CT扫描技术,结合Mimics、CATIA、Anasys等专业软件建立含有三段式片段弓下颌牙列三维有限元模型。然后,在所建立的模型上通过Anasys软件中的非线性计算方法分析计算压低辅弓的力学特性及在三段式片段弓作用下下颌牙列的运动趋势和应力分布情况。结果在5°～25°范围内,压低辅弓前端的力值随角度的增加而快速增大;在30°时达到最大(0.604 8 N);在30°～65°范围内,压低辅弓产生的力在0.59 N左右波动。三段式片段弓作用下,下颌侧切牙远中唇向倾斜并向龈方压入;第一磨牙则后倾明显并伴有牙冠的近中颊向远中舌向旋转;其余牙齿基本不发生移动。下颌牙列的应力集中区主要位于侧切牙根的唇侧颈1/3及第一磨牙根分叉处。结论在适宜压入力的作用下,三段式片段弓技术能有效地压低前牙段,同时控制后牙段的伸长,有利于深覆,特别是高角、露龈笑或成年患者深覆的矫治。

改良片段弓技术压低下前牙过程中适宜加载力值的三维非线性有限元分析

目的改良式片段弓技术被用于压低前牙、打开咬合,取得了良好的矫治效果。为进一步研究其生物力学机制,本文建立了改良片段弓矫治技术的下颌牙列三维非线性有限元模型,分析其生物力学特点及压低辅弓适宜的初始加载力值。方法结合前期研究结果建立改良片段弓矫治技术的下颌牙列三维有限元模型,将压低辅弓从0.2~0.6 N平均设置5个工况,通过分析不同工况下下颌牙列的运动趋势及应力分布情况,初步探讨压低辅弓适宜的初始打开角度和加载力值。结果在各工况的改良片段弓作用下,侧切牙和尖牙发生压入移动并伴少量唇倾;第一磨牙远中倾斜并伴有牙冠的近中颊向远中舌向旋转;随着各个工况下辅弓初始加载力值的增加,各牙的移动量也进一步增大;其余牙齿无明显移动。当压低辅弓的初始加载力值为0.5 N左右时,改良片段弓矫治技术能获得适宜的前牙压入移动。结论改良片段弓技术能压低前牙段,同时控制后牙段的伸长,有利于深覆牙合特别是高角、露龈笑或成年深覆牙合患者的矫治;其压低辅弓适宜的初始加载力值为0.5 N左右。

三峡厂房坝段引水管道孔口配筋三维非线性分析

:采用三维非线性有限元分析方法 ,考虑钢筋和混凝土的联合作用 ,对三峡厂房坝段引水管道孔口配筋方案进行计算研究 ,求出了设计工况下引水管道孔口周围混凝土和钢筋的开裂和屈服范围。通过逐级加大孔内水压力强度 ,求得钢筋应力达到屈服时的内水压力超载系数 。

考虑K_0固结的软土基坑工程三维非线性有限元分析

为考虑基坑工程的空间效应,土体分别采用K0固结和正常固结试样固结不排水(CU)试验得到的Duncan-Chang非线性弹性模型和Mohr-Coulomb理想弹塑性模型,运用ABAQUS软件按照三维实体单元、壳单元、梁单元考虑接触相互作用的耦合有限元法,建立了福州市一典型软土基坑工程整体三维有限元分析模型,对基坑施工的各工况下整个体系的响应进行了数值模拟"目标试验",并与实测结果和二维数值模拟结果进行了比较,结果表明,采用K0固结试样CU试验参数的Duncan-Chang模型对该基坑进行的三维非线性数值模拟分析方法是较为可靠的,较之Mohr-Coulomb理想弹塑性模型和二维有限元分析,其结果的优势是明显的,是值得推崇和具有较好应用价值的方法。

钟吕电站土工膜防渗堆石坝三维非线性有限元分析

本文应用静力三维有限元分析了国内应用复合土工膜作为防渗体系挡水的江西婺源县钟吕电站主坝的应力、应变、及各危险部位的变形,分析了混凝土保护层和作为防渗体的复合土工膜的应力与变形及其原因。研究结果表明,钟吕水库大坝作为防渗体的复合土工膜在应力与变形方面均满足要求。

基于FLAC的调压井结构三维非线性数值分析

采用FLAC大型商业计算软件对构皮滩水电站阻抗式调压井的围岩和衬砌结构进行了三维非线性仿真分析。用空单元模拟开挖过程,解决了用反向节点加载法计算时由于单元划分而导致的计算误差,对于地应力的模拟采用了初始地应力文件的方法,解决了由于自重应力在初始计算过程中带来的初位移难以处理的问题,计算中考虑了洞室周围的断层所带来的影响,很好地反映了工程地质的真实情况,得到了围岩、调压井衬砌和阻抗板的受力特性,并对衬砌的支撑杆结构进行了优化,得到了合理的支撑杆布置方案。可为同类工程的设计提供参考。

钢纤维混凝土五桩承台三维非线性有限元分析

在已有试验基础上 ,利用大型通用有限元分析软件 ANSYS进行钢纤维混凝土五桩承台的三维非线性有限元分析 ,将计算结果与试验数据对比 ,研究钢纤维混凝土五桩承台的受力机理 。

大跨度桥梁非线性颤振理论与试验研究

目前,在线性颤振设防标准下,大跨桥梁的设计与建设成本巨幅增加,严重阻碍了大跨度桥梁的进一步发展,亟需研究大跨度桥梁的非线性颤振特性并构建相关非线性颤振分析理论,为后颤振设防标准的构建提供理论依据。该研究发展了基于自由振动风洞试验识别幅变颤振导数的方法,建立了多/全模态耦合三维非线性颤振频域快速分析方法和能够考虑气动与结构双重非线性效应的三维时域分析方法,拓展了桥梁断面节段模型大振幅非线性颤振研究的风洞试验技术。基于发展的非线性颤振分析方法,以国内某四主缆双层桁架主梁断面悬索桥为背景,研究了该桥主梁断面的非线性颤振特性,量化了竖向自由度对该断面非线性颤振的影响,探究了多模态耦合效应对该桥非线性颤振的影响规律,发现了几何非线性效应诱发的超谐共振行为,并据此揭示了几何非线性效应对该桥非线性颤振的影响机制。该文方便读者对非线性颤振理论与分析方法有比较全面的了解,研究可为今后建立大跨桥梁的韧性抗风设计标准提供理论支撑和技术保障。

子午线轮胎结构三维非线性分析有限元程序2.0及应用

介绍了子午线轮胎结构三维非线性分析有限元程序（３ＤＮｏｎＬｉｎｅａｒ Ａｎａｌｙｓｉｃ Ｆｉｎｉｔｅ ＥｌｅｍｅｎｔＰｒｏｇｒａｍｏｆ Ｒａｄｉａｌ Ｔｉｒｅ，简称ＦＥＰＲＴ）２．０ 中轮胎稳态滚动下的有限元分析计算、大变形增量法、整体坐标系局部坐标系的转换公式、前处理程序、后处理程序及其对轮胎结构的实际分析计算结果。ＦＥＰＲＴ２－０ 可用于充气轮胎自由状态、接地状态及稳态滚动下的结构分析计算。

基于ANSYS有限元软件的船闸下闸首结构三维非线性分析

文章针对下闸首采用传统计算方法难以定量分析墙体内部应力、空间位移以及基岩变形模量对墙体的影响等问题,以东风岩船闸下闸首分离式结构为例,采用三维非线性有限元方法,建立船闸闸首结构的仿真力学模型,利用ANSYS10.0有限元分析软件对不同工况下闸首的位移、内力等进行计算,再将有限元计算结果与传统计算方法结果进行比对分析,总结有限元计算的特点及优势。研究表明,有限元计算结果可为船闸闸首的优化设计、安全评价、结构设计提供参考依据,并建议将此方法作为闸首结构的补充计算方法,从而弥补传统计算方法在局部结构处理、地基变形模量对结构影响考虑不足等缺点。

多复合层拖拉机轮胎应力三维非线性有限元分析

最近,研究在刚性路面上行驶轮胎内层变形和应力等的有限元结构分析发展很快。然而,大部分模型是针对轿车轮胎和载重轮胎的。显然,拖拉机轮胎在几何尺寸、各层材料性能、负荷,特别是充气压力方面与轿车轮胎和载重轮胎差异很大。

水泊渡水库面板堆石坝三维非线性结构有限元分析

采用三维非线性结构有限元对水泊渡水库面板堆石坝施工填筑期及水库蓄水运行期的应力变形进行模拟计算,分析了高陡边坡对面板堆石坝坝体及面板变形的影响和左岸坝体包裹的凸起基岩对坝体的影响,并提出了相应的处理措施,为面板堆石坝的优化设计工作提供了科学依据。

拱坝有缝坝体-坝基系统的非线性抗震分析

本文将坝体和坝肩裂隙岩体作为允许局部开裂和大变形的非线性连续体,用动态接触单元模型进行概化模拟,对小湾高拱坝坝体-坝基系统在高水位运行期遇设计地震荷载作用时的动力反应进行了非线性数值计算,研究了横缝对坝体应力、变形的影响,并对坝肩裂隙岩体的抗震稳定进行了分析评价,数值分析表明:横缝对拱坝坝体的应力和变形影响显著,坝肩潜在滑面的开裂和滑移导致坝体应力增大,坝体的抗震安全性降低,但在运行期高水位遇设计地震荷载时坝体和坝肩裂隙岩体整体稳定。

带阳角基坑空间效应的三维数值分析

以悬臂地下连续墙支护体系为研究对象,利用自编的三维有限元计算程序,对基坑阳角的空间效应进行分析,结合算例分析了基坑阳角附近区域在水平面内的变形特性及变化规律,并根据阳角在基坑中所处的位置和阳角两臂长度与基坑平面尺寸的比例关系,对基坑阳角类型进行了分类,并给出了相应的水平位移模式。