大体积混凝土结构仿真应力分析快速算法及应用

用有限元法进行模拟大体积混凝土结构施工过程温度应力仿真分析时,计算规模大,计算步数多,计算工作量十分庞大。为提高计算速度,从减少自由度数和加快有限元方程组的求解速度两方面分别提出了超级元算法和改进的对称逐步超松驰预处理共轭梯度法(SSOR-PCG法),并简单介绍了这两种快速算法及所开发的三维有限元仿真计算程序在三峡工程中的两个应用实例。

含灌浆横缝碾压混凝土拱坝仿真应力和双轴强度判别

由于施工过程逐层浇注混凝土，自重和温度荷载同时加载，都存在徐变效应。作者提 供了累计温度和自重的徐变应力计算方法和程序，结合碾压混凝土（ＲＣＣ）拱坝工程提供了施工 期仿真应力特点。用简化弹性应力计算施工末期坝体温度下降到运行期坝体稳定变温场受河 床及两岸基础和自身相对变形的约束应力，并和水压应力叠加取得运行期碾压混凝土拱坝仿 真应力，施工期和运行期仿真应力形成最终组合应力。文中提供的混凝土双轴强度判别为应用 仿真应力进行设计提供了条件，仿真计算为碾压混凝土拱坝设计和工程实践提供了可靠依据。

碾压混凝土重力坝结构改进和仿真应力

因坝高百米以上的碾压混凝土重力坝往往存在坝体下部抗剪能力和基岩内稳定安全度不足的问题，所以作者探讨一种结构改进措施：坝体下部采用不分永久性横缝只设人工短缝的整体式结构；坝体上部采用变高度分横缝的悬臂梁式结构。通过对我国中南地区某工程实例的仿真应力计算，即施工期的温度场和温度与累计自重徐变压力，运行期温度场和温差应力的计算，其结果表明，采用上述结构改进措施是有明显效果的。

碾压混凝土坝温度场与应力场全过程仿真分析

根据碾压混凝土坝的施工特点,基于有限单元法,对彭水水电站碾压混凝土重力坝溢流坝段的施工期和运行期(共长达2 001 d)的温度场、应力场进行全过程仿真计算。温度场计算考虑了逐日气温变化、混凝土的水化热以及入仓温度、库水等对坝体温度的影响;应力场计算考虑了自重、静水压力、温度荷载、混凝土徐变、随龄期而变化的混凝土弹性模量等因素,对施工过程中渡汛泄洪冷却、施工入仓温度、寒潮袭击等多种工况进行了分析,提出了合理的施工程序及温控措施。仿真结果表明,环境温度、入仓温度对碾压混凝土坝的最高温升、温度场及应力场分布有着明显的影响。

基于ANSYS微型旋耕机旋耕弯刀的应力仿真

旋耕弯刀是微型旋耕机的主要工作部件,为保证其在承受外载荷时不发生残余变形和过量的弹性变形,应提高旋耕弯刀强度计算的精确度。采用美国ANSYS软件,给出了旋耕弯刀应力计算的有限元力学模型,计算出所选关键点的应力大小及旋耕弯刀的应力分布规律,得出了应力集中的位置,同时也提高了产品的设计可靠性,降低了产品的原材消耗。

二滩拱坝应力仿真及参数敏感性分析

本文基于已有的二滩拱坝温度荷载和材料参数反馈分析结果,对该坝运行期的应力状态进行了仿真分析。研究发现,坝面最大拉应力与气温密切相关并随季节周期性变化,冬季时下游面左右岸最大主应力分布明显呈不对称分布,左岸基本上以压应力为主,而右岸则出现较大拉应力区,最大值可达到2MPa以上。材料参数和温度荷载敏感性分析表明,冬季时下游坝面右岸出现的较大拉应力是由于大坝右岸基岩蚀变带和右岸下游坝面温度偏低所共同造成的,但蚀变带弹模的变化对坝体应力的影响是局部的,不致于对大坝的安全运行产生不利影响。

混凝土大坝加高设槽方案的优选及应力仿真分析

混凝土大坝加高加厚后 ,坝体的应力状况是一个很重要的问题。本文结合英那河大坝加高工程 ,用有限元方法对混凝土大坝设槽以改善大坝应力方案进行了优选研究 ,给出了最佳的设槽方案和设槽位置 ,并仿真分析了坝体的应力状况。研究结果证实 。

特高拱坝温度应力仿真与温度控制的几个问题探讨

特高拱坝由于底宽大、岸坡陡，故采用通仓浇筑时施工期的温度控制难度大。特高拱坝的温度场和温度应力有如下几个特点：（1）约束面长且约束强，在二期水冷时约束区会存在上下两个约束面；（2）最低温度出现在封拱灌浆水冷终了时，此时也是拉应力最大的时刻，因此二次水冷是温度控制的关键时刻；（3）陡坡坝段应力大，温控难度大。结合如上特点，以小湾、溪洛渡两座拱坝为例，通过仿真分析结果，讨论施工期温度场、应力场仿真分析的基本要求，及温度控制中需注意的几个关键问题。结论认为：（1）除强约束区很容易出现裂缝要特别注意外，非约束区同样要严格进行温度控制；（2）二期冷却前或过冬前要进行一次大范围中期冷却，以降低二期水冷的降温幅度，同时要严格控制降温速率；（3）冷却区高度要大于2个灌区高度或0．3～0．4L；（4）应以精细仿真分析的结果作为特高拱坝温度控制的依据，如有条件应进行全坝仿真，无条件时则须以3个以上坝段为对象进行仿真分析。

高量程MEMS加速度计的热应力仿真与可靠性评估

硅压敏电阻阻值漂移过大导致输出失效是高量程MEMS加速度计在恶劣温度环境下工作的主要失效模式之一。通过模拟仿真加速度计悬臂梁、芯片结构和封装后整体模型的热应力分布情况,确定了压敏电阻所在结构梁区域是最容易失效的位置,且最大热应力分布在芯片梁与质量块倒角处,其值约为107 N/m2;通过设计的高温加速恒定应力试验验证了加速度计的温度敏感特性,根据试验数据的特征采用三种可靠度评估方法定量外推出高量程MEMS加速度计在规定应力条件下的可靠度指标。研究结果表明,加速性能退化试验和基于退化量的可靠性评估方法适用于高量程MEMS加速度计在温度环境中的可靠性研究,能够利用有限的试验数据获得可信度较高的评估结果。

鱼简河RCC拱坝的温度应力仿真分析及温控措施研究

通过对鱼简河拱坝的仿真分析,确定分缝方案和温控措施.研究结果表明,通过分4条缝、掺3%-4%的MgO并在11月至次年5月完成混凝土碾压,只须进行常规的养护而不必采取其他特殊温控措施即可以满足混凝土的抗裂要求,达到快速施工的目的.

卧螺离心机转鼓的应力应变有限元仿真分析

应用visualNastran有限元仿真软件对卧螺离心机转鼓虚拟样机模型在三种工况下进行应力应变仿真分析。得到了转鼓的最大应力和径向位移的分布情况,并在此基础上优化转鼓壁厚,减轻离心机质量,对离心机结构优化具有理论的指导意义。

三峡大坝导流底孔封堵温度应力仿真计算分析

为了选择三峡工程泄洪坝段导流底孔封堵材料,确定封堵体的浇筑方案和施工进度,研究封堵体施工期及运行期的应力及缝面结合状况,模拟不同封堵材料、封堵体浇筑时是否通水冷却及不同上游水位等条件,进行了温度应力仿真计算。通过对计算结果分析比较,认为封堵体沿坝轴线向温度应力较小,上游面不大可能发生竖向劈头裂缝。推荐了较优的混凝土胶凝材料和堵体浇筑方案,并且认为通过选择合适的建筑材料和采取适当的温控措施及施工方式,第一期一段封堵导流底孔的施工方案是可行的。

佛陈大桥钢锚箱应力仿真分析计算

建立了钢锚箱结构分析的有限元模型 ,分析了钢锚箱在两种组成情况下各构件的应力 ,检验了设计的安全性与合理性 。

基于SolidWorks Simulation的节能洗车装置结构应力仿真分析研究

SolidWorks Simulation是与SolidWorks软件完全集成的设计分析系统。利用SolidWorks软件进行节能洗车装置三维方案设计,通过SolidWorks Simulation对三维方案结构进行应力仿真分析研究,并对方案的材料、质量、结构等方面进行优化与改进。对反复的现场实际测试改进产品的开发过程,使用SolidWorks Simulation,在计算机上对模拟模型进行仿真测试,在很大程度上节约了产品开发的成本,同时缩短了产品设计开发的周期。

超高压水射流增压器内高压缸体应力应变仿真

分析水射流的超高压发生系统——增压器的工作原理,建立高压缸体的力学模型,并根据运动与受力特征,将缸体分成3个部分。基于有限元与流固耦合知识,对高压水缸的流场做了理论分析,利用动网格技术在ANSYS Workbench平台下针对高压水缸处于高压工况时的应力应变进行仿真计算,得到缸体在不同时刻的应力应变图,从而为下一步的高压缸体疲劳分析提供了数据。

某型发动机涡轮叶片的结构与应力分析仿真

本文首先利用CATIA进行单个涡轮叶片与整体涡轮的建模,其次根据涡轮叶片模型并结合实际工作环境施加载荷。然后利用ANSYS对单个涡轮叶片和整体涡轮进行应力分析的仿真,得到单个涡轮叶片和整体涡轮变形情况和应力分布情况。最后进行涡轮疲劳分析的仿真并得到疲劳分析仿真结果。

沙老河拱坝整体应力仿真与掺MgO效果分析

混凝土掺适量MgO后会出现微膨胀,该膨胀可以部分抵消温降引起的收缩．利用这一原理,可以在混凝土中掺适量MgO以简化温度控制．沙老河拱坝是不分横缝、不做温控、整体快速浇筑的外掺MgO混凝土拱坝．利用水科院提出的残量模型和开发的SAPTS程序对沙老河拱坝的施工期及运行期的温度场、应力场进行了仿真分析,结果表明,掺MgO后利用混凝土的微膨胀性可以抵消部分温降收缩是有一定效果的,但是由于到最大温降时,混凝土的膨胀量不大,不足以完全补偿温降引起的收缩,坝体仍有较大的拉应力而可能引起裂缝．对于沙老河拱坝来讲,还应考虑其他温控措施或分缝措施．

基于有限元分析的电子部件热应力仿真方法

针对实际的快速温变试验中不能直观迅速地了解引信电子部件失效的原因及其失效过程的不足,提出基于COSMOSWORKS有限元分析软件的引信电子部件热应力仿真方法。该方法是热结构的耦合运算,包括热分析和热应力分析。首先根据温度循环试验剖面图定义参数,包括分析类型和选项、材料属性、施加载荷和约束,划分网格,然后应用软件的热分析功能求解在一定边界条件下的温度场,将温度场的计算结果作为热载荷再进行热应力仿真,求解热应力应变分布。快速温变循环强化试验表明:仿真结果符合实际,通过热应力仿真能够直观快速地发现引信电子部件的失效原因,了解失效过程,解决引信可靠性承受快速温变能力差的问题,为分析引信电子部件的热失效机制、优化其结构、提高引信可靠性提供了理论依据。

热膨胀系数时变性对混凝土温度应力仿真影响

已有试验研究表明,混凝土的热膨胀系数具有明显的随龄期发展的特性.为了研究混凝土热膨胀系数时变特性,以及更好地模拟混凝土早龄期温度应力,分析热膨胀系数时变效应对混凝土温度应力仿真的影响,采用温度应力试验机进行试验,对混凝土热膨胀系数进行测定.引入等效龄期的概念,将混凝土早期变形分离为温度变形与自生体积变形,建立热膨胀系数与等效龄期之间的数学模型.通过室内试验试件的有限元数值模拟,验证热膨胀系数时变模型的合理性.将时变模型应用于大岗山特高拱坝施工期的温度应力仿真,通过对比研究,分析热膨胀系数时变效应对混凝土温度应力的影响.研究表明,混凝土热膨胀系数在早龄期变化较大,考虑其时变性对仿真防裂意义重大.尤其对于受通水等影响早期温降速率较快的混凝土,考虑热膨胀系数时变效应进行仿真计算应力水平较传统方法偏高,据此计算结果进行防裂设计更安全.

龙开口碾压混凝土重力坝温度与应力仿真分析

采用有限单元法对龙开口碾压混凝土坝9 号泄流中孔坝段施工期和运行期的温度场、应力场进行了全过程仿真分析,应力计算考虑了坝体自重、静水压力、温度荷载、随龄期而变化的混凝土弹性模量、混凝土徐变等因素.仿真结果表明：坝体泄流孔口在施工期形成了3-4 MPa 的高拉应力,但运行期后应力减小至2 MPa;坝体上部由于在夏季浇筑温度较高,温降后形成的大温差产生了较高拉应力,但10 a 后应力状态改善;大坝除坝踵处出现应力集中外,整体压应力水平小于2 MPa;孔口附近及大坝整体的应力状态是基本安全的.