基于渐近分析法的复杂截面梁振动分析

梁结构在工程工业中发挥着重要的作用,梁的自振问题能够体现其本征动力学特性,是梁动力学分析中的基本问题.经典梁理论的提出往往基于不同的假设,文章采用渐近分析的方法,以梁的截面尺寸与长度之比为特征参数,严格地推导了三维梁结构的一维等效振动分析模型.基于梁结构几何特征的参数的引入,有助于确定梁结构应力场和位移场等物理量之间的真实量级关系.渐近分析结果表明,纯弯曲变形只是细长梁振动分析中的首阶项,对于复杂截面梁结构仍然可以使用与欧拉梁模型复杂度相似的一维等效梁模型进行振动分析.以精细三维有限元的计算结果为基准,验证了所提出的一维等效梁模型用于振动分析的准确性和有效性.一维等效梁模型可以在商业有限元软件中通过自定义截面等内嵌模块便捷地实现.对比有限元软件中多种梁单元的计算结果发现,在相似的模型复杂度下,等效模型对细长梁自振频率的分析精度与稳定性显著优于在商业有限元软件中直接选择复杂梁截面使用梁单元计算的结果.

用多极理论计算复杂截面的电缆电导

将多极理论用于复杂截面的电缆电导计算，为电缆电导计算提供一种新的计算方法。实例计算结果表明，多极理论的计算精度比边界元法的计算精度高得多。

复杂截面剪力墙配筋研究

采用混凝土单轴受压简化应力-应变曲线和应变线性分布的平截面假定,积分计算剪力墙正截面承载力,进行复杂截面剪力墙配筋设计。通过ACI318—99、BS8110—97和GB50010—2002等国内外规范的矩形截面剪力墙承载力骨架曲线分析,验证文中配筋方法比较安全、可靠、合理;指出《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)简化计算小偏压构件配筋存在缺陷,《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ—2002)所提的墙身分布钢筋对剪力墙截面承载力贡献不大。最后通过算例,将文中的配筋方法应用于复杂截面剪力墙配筋设计,较好地解决了复杂截面剪力墙配筋这一目前结构设计中的一个难题,同时揭示了目前某些软件针对复杂截面剪力墙所采取的分段设计方法不够安全合理的隐患。

特大型法兰用复杂截面工件精确弯曲成形的工艺

提出了一种复杂截面大型法兰成形的新工艺 ,即精密弯曲组焊———最后现场精加工的方法 ,通过小型模拟件的实验研究 ,分析了弯曲成形过程中工件的变形规律 ,并采用此工艺制造了某工程上大直径法兰 。

高强、超厚钢板、复杂截面钢柱制作

钢结构在高层民用建筑中得到了广泛的应用,钢结构施工工艺也有了较大的提高。该文结合中央电视台新台址工程介绍了主楼筏板阶段钢结构制作中高强、超厚钢板、复杂截面钢柱的制作工艺。

复杂截面拉弯成形回弹经验数据库系统研究

针对汽车上广泛应用的复杂截面弯曲型材零件,采用关系数据库和基于相似度计算的实例检索算法,设计开发了复杂截面空间拉弯成形回弹经验数据库系统。在模具设计过程中进行回弹补偿,为减少修模次数和提高模具的开发效率奠定了基础。

复杂截面同轴线特性阻抗、截止波长的计算

应用静电场的观点和导波传输理论 ,用有限元法 (FEM)分别计算了各种复杂截面同轴线特性阻抗、截止波长。计算结果表明 ,该方法计算精度高 ,通用性强 ,简便易行 。

任意复杂截面梁的扭转中心

为了计算任意复杂非圆截面梁横截面扭转中心的位置,用节线法将其约束受扭后所有横截面面外变形的形状用一族包含节线未知函数的曲面表示,建立梁约束受扭时的控制方程后,再用常微分方程求解器分别求出单纯扭矩与横向载荷单独作用时节线未知函数的数值解,最后用刚度等效原理导出复杂截面梁横截面扭转中心的位置。算例计算结果表明:该方法是合理的、有效的,是计算任意复杂非圆截面梁横截面扭转中心位置的可靠方法。

高温合金复杂截面薄壁圆环多道次滚压成形截面变形特征

高温合金复杂截面(W)圆环多道次滚压成形截面变形十分复杂,而滚压圆环截面成形质量又决定了其服役性能。基于ABAQUS/Explicit软件平台,建立了"W"圆环多道次滚压的三维弹塑性有限元模型,并试验验证了其可靠性。基于所建立的有限元模型,分析环件多道次滚压成形过程中截面变形的特征。结果表明:滚压成形后,环件上应力最大处的截面沿宽度方向最外缘与其理论值的差值最小,最小截面变形位于应力较大处且随着滚压道次的增加最小截面变形位置保持不变。研究结果可为高温合金多道次滚压成形过程中环件复杂截面变形的预测和控制提供指导。

复杂截面扭转问题的孔洞拟填充法分析

为解决复杂截面应力、变形问题的求解,以柱体扭转问题的应力函数及多连域转化为单连域的方法为基础,应用有限元-边界元法,提出了"孔洞拟填充"的方法,并利用有限元分析软件ANSYS Workbench以偏心轮为例模拟求解扭转问题.结果证明该方法可以适用于任何截面的杆件.

复杂截面导轨变形的计算机辅助分析

用有限元方法分析复杂截面导轨在均布载荷作用(当承载货物时)下的变形情况。用米赛斯准则为判据,以有限元分析软件ANSYS为工具,给出了导轨在均布载荷作用下,其应力、应变及变形的情况,提出了一种分析导轨受力变形的有效方法。确定出了极限载荷F_(max),并应用试验结果对计算结果进行了验证。

复杂截面铝型材弯弧一次成型装置的设计

客车地板检修盖所用为复杂截面铝型材,成型的传统做法是设计专用的喷射压铸模具,使用通用的挤出机、高温熔化炉和专业技术工人配合得以实现。不仅投入成本、生产成本、能量消耗都比较高,而且产品改型也跟不上需要。为了解决这些难题,设计了复杂截面铝型材小半径弯弧成型装置,一次性弯制成所需的角度,并且弯制出的型材圆弧过渡圆滑、表面无折皱、挤伤等缺陷。

计算复杂截面几何性质的计算机方法

计算截面的几何性质是工程设计中的一个重要环节,本文在给定的直角坐标系中,利用图形复盖技术,提出了计算具有复杂形状截面几何性质的计算机方法。

一种复杂截面铝型材弯弧一次成型装置的设计

客车地板检修盖所用的复杂截面铝型材,其弯弧半径仅为70 mm。传统的成型做法是设计专用的喷射压铸模具,使用通用的挤出机、高温熔化炉和专业技术工人配合得以实现。不仅投入成本、生产成本、能量消耗都比较高,而且产品改型也跟不上需要。为了解决这些难题,设计了复杂截面铝型材小半径弯弧成型装置,一次性弯制成所需的角度,并且弯制出的型材圆弧过渡圆滑,表面无折皱、挤伤等缺陷。

复杂截面型材3D拉弯数值模拟建模技术研究

针对复杂截面型材的三维拉弯数值模拟建模问题进行了研究。首先分析了力控制模式下张臂式拉弯机夹具及机械臂的运动规律,确定了由张臂的转动量、升降臂的抬升量以及拉伸臂的拉力对应的数值模拟边界条件;然后分析了滚压型材的时效硬化效应对材料性能的影响作用,并通过修正材料的应力应变曲线来模拟受滚压部位材料的时效硬化效应。基于上述建模方法,采用非线性有限元软件MSC.Marc,对某汽车门框用复杂截面型材的拉弯成形过程进行了数值模拟分析。研究结果表明,针对力控制模式下三维拉弯数值模拟所提出的边界条件建模方式是有效的;同时,对型材受滚压部位的材料属性进行修正后,可较好地模拟材料的时效硬化效应,能显著提高滚压型材三维拉弯回弹的模拟精度。

复杂截面型材二维拉弯回弹数值模拟研究

基于非线性有限元软件MSC.Marc对某汽车门框复杂截面型材的二维(2D)拉弯回弹进行了数值模拟研究。首先通过对拉力控制方式下张臂式拉弯机构的运动原理进行分析,提出了一种夹具端边界条件加载方法,该方法克服了拉弯成形过程中夹具轨迹不易确定的难点。然后研究了单元类型、圆角单元尺寸对回弹模拟准确度的影响,并得到了半径回弹量随预拉力变化的规律。模拟结果表明:对于此种复杂截面型材的拉弯回弹模拟,采用实体壳单元模型得到的半径回弹预测值更准确;在一定圆角单元尺寸范围内,随着圆角单元尺寸的减小,回弹模拟准确度提高;半径回弹量随着预拉力的增大而逐渐变小,当预拉力增大到一定值时,预拉力对回弹的影响不明显。

大型复杂截面型材拉弯成形数值模拟

对一种复杂截面型材的拉弯成形过程进行了有限元数值模拟分析。通过模拟试验得到最佳的模具与型材间隙;通过分析预拉量和补拉量对截面畸变和回弹的影响,得出最佳加载过程参数。对大尺寸异型截面型材的模拟过程进行了优化,解决了拉弯成形模拟中动态效应明显、计算量过大等问题。

复杂截面桥梁寿命期可靠性设计分步优化

针对传统复杂截面结构寿命期优化效率低及未考虑结构劣化效应的问题,将传统的直接以结构基本尺寸为优化变量的计算方案改为分3步优化:首先选取与截面造型无关的构件截面面积、抗弯惯矩、上下边缘距横截面中性轴的距离为中间变量,分别获得可靠度约束下的最优值,继而基于第一步优化结果,优化达到寿命期时所需的与构件造型有关的基本设计尺寸,最后考虑寿命期劣化效应的影响,逆向推算得结构初始设计尺寸。新型优化方案通过以构件共有的几何参数为中间变量,减少了复杂截面优化过程中直接以设计变量进行迭代的工作量,提高了优化效率及优化模式的适用性。寿命期劣化效应的考虑兼顾了优化模型的耐久性.效率。

复杂截面周期性隔振桩带隙特性构型影响因素研究

提出带隙特性丰富的蜂窝截面、正交截面和X截面三种周期性隔振桩,采用平面波展开法对三种隔振桩进行频散及带隙分布展开研究,揭示平面内和平面外首阶完全带隙的起始频率、截止频率以及带宽随构型影响因素如周期常数、填充率以及控制尺寸变化的规律,为该类型排桩应用及设计选型提供理论依据。研究表明:降低周期常数可以增加三种隔振桩平面内和平面外的首阶带隙带宽,但是也会提高它们首阶带隙的起、止频率;增大填充率可以增加蜂窝截面隔振桩平面内和平面外首阶带隙的带宽,也会提高首阶带隙的起、止频率;正交截面隔振桩和X截面隔振桩首阶带隙伴随填充率变化规律不明显,二者的几何控制尺寸更复杂、带隙调节能力更丰富。

大规格复杂截面铝型材挤压焊缝的质量检测

大规格复杂截面铝型材是轨道交通车辆车体结构用的关键材料,多采用分流组合模焊合挤压而成。挤压焊缝焊合是否良好,对铝型材的力学性能和轨道车辆的运行安全都有重要影响。本文对大规格复杂截面铝型材挤压焊缝的金相检测和折断检测方法进行了简述,供同行参考。