基于网格截面法的非线性梁单元

为准确描述材料进入非线性阶段后的应力状态,针对采用梁单元时框架结构材料非线性的有限元分析问题,提出了基于分布式塑性理论的三维材料非线性梁单元分析方法——网格截面梁单元法,并通过算例对其有效性和准确性进行了验证.这种方法采用平面等参单元将梁单元截面网格化,通过引入材料本构模型,由截面网格材料的应力-应变关系和应力分别积分得到梁单元的截面刚度矩阵和截面抗力,再通过位移插值函数计算梁单元在材料进入非线性阶段时的单元刚度矩阵和节点抗力.

桥梁桩基础抗冲刷能力评估

桥梁受到洪水等冲刷作用而损伤破坏的现象普遍,且桥梁冲刷现象复杂,影响因素众多。因此,评估桥梁的抗冲刷能力具有重要的工程意义。文章以某桥为研究对象,计算了土体不同深度的p-y曲线,并根据冲刷深度拟定多种冲刷状态,通过计算得出相应冲刷状态下的桥墩和桩的反应,讨论了其屈服、破坏时的情况。具体研究内容:利用流体力学理论对水流压力作用下的桥墩和桩建立冲刷力学模型;用Winkler地基梁模型模拟桩-土相互作用,并用满足非线性p-y曲线的土弹簧来代表土体的非线性行为,利用分布式塑性铰模型来模拟桩身可能发生的挠曲破坏;最后对桥墩和桩承载能力进行分析,进而对桩基础的抗冲刷能力进行评估。

基于柔度的网格截面非线性梁单元

梁单元材料非线性有限元求解时,材料进入非线性阶段后,难以通过梁理论准确描述截面的应力状态,该文据此提出了基于柔度法和分布式塑性理论的梁单元材料非线性方法-网格截面法,这种方法采用平面等参单元将梁单元网格化,由单元轴向积分点位置截面网格积分点的应力描述单元截面应力分布,并通过对截面网格材料的积分得到积分点位置的截面刚度,并运用基于柔度的有限元方法,通过力插值函数和能量原理得到梁单元的柔度矩阵,进而对柔度矩阵求逆以计算单元刚度矩阵。同时讨论了该方法在进行结构材料非线性有限元分析时的优越性。最后通过算例验证了上述结论。