考虑弯扭耦合效应的复合材料叶片铺层优化方法

在复合材料叶片设计中,可利用弯扭耦合效应进行铺层优化设计,通过减小叶片气动弹性外形的改变来提高叶片结构的效率。将复合材料叶片简化为对称非均衡悬臂层合板,基于经典层合板理论提出刚度权值和载荷系数2个分析参数。并采用试验和有限元模拟分析了弯扭耦合效应中分析参数对结构变形的影响。进一步以刚度权值的可行域为约束条件,叶片曲率最小为目标函数,对含有0°,90°和±45°铺层的对称层合板进行分析计算,得到关于载荷系数的刚度权值最优路径。并以16层对称层合板为例进行了验证计算。通过对刚度权值最优路径的逆向计算,能够快速得到满足设计条件的最优铺层顺序。该方法可为复合材料叶片的铺层优化设计提供一定的参考和依据。

铁路混凝土槽形梁弯扭耦合效应分析与设计优化

以西宁—大通铁路50 m单线混凝土槽形梁为实例,介绍铁路混凝土槽形梁的结构特点,分析直线混凝土槽形梁在曲线荷载作用下的弯扭耦合效应,阐述采用空间板壳模型进行结构分析的准确性和铁路混凝土槽形梁结构设计中普遍存在的问题。结果表明:对于铁路直线混凝土槽形梁曲线加载情况,平面杆系模型存在缺陷,空间板壳模型的分析结果较为全面,可以精确计算槽形梁弯扭耦合放大效应。对于梁板结合部位应力集中问题,可以通过分析空间实体模型得到全桥范围内该部位最大应力,从而采取相应措施优化构造或配筋率来降低局部应力。

弯扭耦合效应下桥墩抗震性能有限元分析

基于ABAQUS有限元分析软件,建立了钢筋混凝土桥墩在压弯剪扭复杂受力状态下的有限元分析模型,得到钢筋混凝土桥墩的剪力-位移骨架曲线和扭矩-转角骨架曲线。进而分析了长细比、纵筋率和加载位移比等参数对桥墩试件抗弯抗扭性能的影响。

曲线梁桥弯扭耦合效应研究概述

随着桥梁、公路等工程领域的快速发展,曲线梁桥在该领域得到了快速发展,曲线梁桥的优点不仅在于线路平顺、美观及容易布置,更可以克服地形、建筑物等的限制来满足公路线型的特殊桥型。相比于直线梁桥,曲线梁桥更有价值和发展前景。然而曲线梁桥由于初曲率的影响会出现弯扭耦合效应,使得研究复杂程度相比直线梁大大增加,文章就曲线梁桥的弯扭耦合效应的受力特性以及研究方法进行了概括总结。

曲线桥梁支座反力计算研究

随着桥梁工程领域的快速发展,曲线梁桥得到快速发展,曲线梁桥的优点不仅在于线路平顺、美观及容易布置,更可以克服地形、建筑物等的限制而满足线型的特殊桥型。然而曲线梁桥的曲率、截面形式、跨径都会影响曲线桥梁弯扭耦合效应的分布,近而影响桥梁支座反力。采用MIDAS软件建立空间梁单元、空间梁格单元,对支座反力进行计算。计算结果表明,变高截面箱梁是导致曲线桥梁外弧侧的自重支座反力小于内弧侧的支座反力的原因之一。支座个数、桥梁半径、桥梁宽度均不是导致桥梁外弧侧自重支座反力小于内弧侧的支座反力的原因。

对简支斜梁桥荷载横向分布系数计算模型的改善

以文献[2]中的刚性横梁法理论公式为依据,并在离散图中引入了附加水平刚臂,从而建立了改善的斜梁桥荷载横向分布系数的计算模型。按本文模型对一座桥例进行了计算,其结果与按文献[2]的理论分析值完全吻合。此外,模型还可以推广应用到需要计入中横梁弹性变形影响的荷载横向分布分析的问题上。因此,它对设计人员来说,是十分具有实用意义的。

预应力混凝土曲线梁桥几个问题研究

曲线梁桥是弯扭耦合作用下的空间受力结构,现行桥梁规范所包括的内容滞后于桥梁的发展,平面分析的方法已不适用。文中对曲线梁桥的弯扭耦合效应、内外梁体受力不均以及恒载作用下结构产生较大的转矩等受力特点进行了分析。分析结果表明:曲线梁桥中间支承方式的设定不能改变支座的反力,外侧腹板弯矩内力均大于内侧腹板的弯矩内力,曲线半径越小,变化幅度越大。

重庆市轨道交通U型梁受力行为分析

采用大型通用有限元分析软件ANSYS建立了重庆市轨道交通跨度30 m U型梁的三维精细有限元模型,从静力、动力和稳定性三方面进行了受力行为分析,结果表明:U型梁具有弯扭耦合效应显著、横向应力大、扭转频率低等特点,在设计和施工中应引起足够重视。

基于空间网格模型的曲线箱梁预应力优化布置

曲线箱梁由于存在显著的弯扭耦合效应,采用传统的单梁模型计算分析存在较大的不足。文章依托某一具体工程实例,采用最新公路混规推荐的实用精细化分析模型——空间网格模型来进行仿真分析,真实反映了曲线箱梁在恒载和预应力作用下的效应,并针对预应力作用进行了详细分析,提出了合理有效的优化布置方法。

贵阳火石坡大桥曲线刚构连续梁设计

以主跨176 m的贵阳火石坡大桥工程实例,介绍了大跨曲线刚构连续梁的构造、预应力体系及桥墩基础设计。通过空间杆系有限元模型计算,验证了桥梁受力性能,提出大跨刚构连续曲线梁悬臂浇筑时整体重心横向偏心产生较大恒载扭矩,需要采取偏心措施以减小桥墩和基础横向弯矩;通过FEA实体有限元模型,分析了弯、剪、扭耦合效应引起的截面上下缘左右正应力差和左右腹板剪应力差,并提出应对措施,为类似桥梁设计提供借鉴。

曲线连续刚构桥平面线形控制体系

分析高墩大跨度预应力混凝土曲线连续刚构桥施工过程中的结构特点,探讨施工阶段中因为主墩的横向变形而对主梁线形带来的影响。以某工程实例,建立三维有限元模型计算分析曲线连续刚构桥在施工阶段过程中产生的横向位移,为桥墩设置正确的横向预偏量提供科学依据,并建立一套完善的平面线形控制体系,以保证主梁线形满足原设计要求,保证合龙精度,为此类桥梁的设计、施工以及监控等提供参考。

铁路小半径曲线转体槽形梁设计研究

新建京通疏解线特大桥为跨越既有大郑线及新建大郑疏解线而设,因纵断面高度控制,主桥采用(40+56+40)m连续槽形梁,位于R=800 m的圆曲线上,转体施工。该桥为小曲线半径的下承式薄壁开口截面,面临合理桥宽、温度荷载、弯扭耦合影响、剪力滞效应及有效宽度确定、曲线梁转体过程中最大悬臂状态的梁体受力及横向偏载影响等问题。通过分析得出:采用接触网支柱设在边主梁顶的布置形式,尽量减小槽内净宽;提出箱形边主梁的温度荷载加载模式,并考虑铺装层降低非线性温差对结构的影响;纵向计算考虑曲线梁弯扭耦合影响,整体指标较好;得出槽形梁剪力滞效应变化规律,有效宽度系数与铁路规范箱梁截面计算公式结果相近;曲线梁最大悬臂转体时考虑横向偏心,施工状态下安全性较好;经局部分析,梁体及转体结构应力状态较为合理。