鞍形板感应加热成形的弹性有限元分析

鞍形板是典型的船体双曲度板之一,在使用高频感应加热成形鞍形板的研究过程中,多加热线的感应加热变形预测是钢板感应加热工艺研究的关键技术问题。该文基于固有应变理论和弹性有限元分析方法,通过大量钢板多场耦合的数值计算建立了工艺参数和固有应变的关系数据,以实际的固有应变作为载荷输入参数,应用弹性有限元模型计算多加热线鞍形板的整体变形。鞍形板的弹性有限元分析结果得到的挠度值与实验值一致,计算时间短,计算误差符合工程精度要求。因此,分析结果表明鞍形板多加热线的弹性有限元分析模型可以应用于鞍形板的变形预测。

青藏高原构造动力及变形机制的弹性有限元分析

利用现今青藏高原地质和地球物理研究成果,本文建立了垂直高原总体构造走向的南北向直立剖面的有限元模型,其根据实际资料,划分成分层和有限单元。在此模型基础上进行弹性材料的计算模拟和分析。 印度板块向北运动挤压、高原北部岩石圈阻碍及软流圈拖曳是青藏高原北移变形、隆升和地壳增厚的动力机制;重力及其均衡调整作用是地体间相对运动和地体内差异运动的主要动力,另外青藏高原还受地壳和上地幔结构构造的影响。计算模拟还得到了一些有实际意义的结果,如活动的地质构造和地球物理现象的分带集中、主边界和雅鲁藏布江等地体边界断裂的逆冲性质、各地体南部地表的南倾正断层及喜马拉雅山南坡向南的重力推覆等。

基于弹性有限元分析的船体结构焊接变形研究

焊接是船体建造中的重要工序,焊接变形影响到船体结构的制造精度以及后续生产过程。应用弹性有限元分析预测大型船体纵向加筋板结构的面外焊接变形,为控制和减小焊接变形提供依据。考察了焊接模式、和横向加强筋对面外焊接变形的影响。

基于弹性有限元的高拱坝安全度敏感性分析

以溪洛渡高拱坝为例,针对弹性有限元评价高拱坝安全度存在的问题,以基本荷载组合作为基本研究工况,考虑整体自重、分缝自重及施工浇筑过程自重三种自重荷载作用方式,研究可能的水荷载与温度荷载变化、地质条件变化及大坝材料的抗力变化,分析变化量对大坝安全度的敏感性。计算结果表明,对温降工况,影响建基面相对受拉面积的因素从大到小依次为水荷载、混凝土弹模、地基弹模、自重作用方式、温度荷载。

固体推进剂药柱松弛模量随机粘弹性有限元分析

为了研究性能参数的分布对药柱结构完整性的影响 ,以不可压缩粘弹增量有限元和摄动法为基础 ,采用局部平均方法对随机场进行离散 ,发展了一种松弛模量随机粘弹有限元方法 ,讨论了模量的随机性对结构分析的影响。对药柱进行随机模拟 ,程序实施简单 ,计算效率和精度较高。

方钢管焊接空心球节点的弹性有限元分析及试验

通过有限元系统分析方钢管焊接空心球节点在轴力作用下的受力性能.建立采用实体单元的有限元模型,对轴力作用下的方钢管焊接空心球节点进行弹性有限元分析,给出轴力作用下方钢管焊接空心球节点的应力和变位分布规律,并对它的力学性能进行分析.将弹性有限元分析结果与试验结果进行比较,两者符合很好,验证了有限元分析的正确性.

大岗山拱坝廊道三维静力线弹性有限元分析及配筋方法研究

基于大型通用有限元软件ANSYS,利用子模型技术精细的模拟了大岗山混凝土高拱坝廊道的应力及变形特性;选取廊道上具有代表性的断面,利用三维插值及坐标变换得到不同特征线上各点的应力值,沿特征线上(单宽)对各点拉应力进行积分算出各特征线处的拉力值,并以最大拉力值作为断面的配筋依据,运用规范方法计算得到各断面处的配筋参数。该方法将三维有限元计算成果成功运用于工程配筋计算,概念明确,所得配筋参数经济合理,在大体积混凝土结构孔口配筋方面有广泛的推广和运用前景。

线加热实现枕型船体外板成形的弹性有限元分析

基于固有变形理论和弹性有限元分析,以氧-乙炔火焰加热的固有变形为输入参数,应用弹性有限元分析预测船体板材的面外变形;对比两种不同加热模式下板材受热弯曲成形的效率。研究分析表明,弹性有限元分析可高效地预测板材成形的效果,且从边缘到边缘的平行线加热模式,更有利于板材的弯曲成形。

求解拱坝极限荷载的增量弹性有限元迭代法

为了克服弹性补偿法每一步计算量太大的问题,结合弹塑性分析法和塑性极限分析法的优点,提出求解复杂结构极限荷载的增量弹性有限元迭代法(IEFEIM)。该方法以荷载因子β为变量,采用自适应增量调整技术,迭代逼近满足平衡条件和屈服条件的最大荷载因子βmax。与弹塑性分析法相比,IEFEIM只需材料的强度准则,不需要材料屈服、破坏后的本构关系;与塑性极限分析法相比,IEFEIM只需增量定向搜索逼近荷载因子最大值,无需开展大范围搜索的规划算法;与弹性补偿法相比,只需形成一次整体刚度矩阵,无需每一步重新形成整体刚度矩阵,可以有效地减少每次迭代的计算量。工程实例表明,IEFEIM可以有效地求得高拱坝的极限荷载,并可以给出临近极限状态时的结构性状。

一种用于板材冷拉深成形分析的弹性有限元程序

分析了ＡＤＩＮＡ的基本方程和本构关系及求解特征，并对冷冲压拉深成形过程中复杂的边界条件，开发出用于板材深拉深分析的弹塑性有限元程序，通过实验验证了该程序可靠性．若采用该弹塑性有限元程序模拟成形过程，能分析出成形过程中的应力和变形，而判定设计是否可行．

压裂泵泵头体弹性有限元分析

重点介绍了压裂泵泵头体在同一内压作用下,各处发生的塑性变形和产生的残余应力的大小是不一样的,利用ANSAYS软件试算的方法确定泵头体的弹性极限压力,获得了泵头体在小于弹性极限内压的压力作用下的有限元弹性模拟模型,从而发现压裂泵泵头体的危险部位在缸腔和阀腔相贯部位,能够很好地解释现场发生的泵头体开裂现象。

某拱坝线弹性有限元法坝体应力分析

本文采用线弹性有限元法计算了某拱坝正常蓄水位+温升、正常蓄水位+温降工况的坝体应力,除温升工况上游坝面的主压应力外,拉、压应力均满足应力控制标准。线弹性有限元法与拱梁分载法计算的坝体最大应力、位移值为同一量级,但具体数值和出现部位有差别,体现了不同计算原理和计算模型带来的差异。

弹性有限元应力线性化及迭加原理

介绍了弹性实体有限元应力线性化处理方法,并在此基础上举例说明应力分量迭加原理。

粘弹性有限元与弹簧滑块耦合模型——断层与地块相互作用的数值模拟

建立了粘弹性有限元方法和弹簧滑块的耦合模型,模拟了缓慢的大尺度地壳构造运动转化为急剧的小尺度断层失稳的时间过程,展示了地壳块体系统在板块边界作用下的相对运动,断层分配了主要的变形,导致了应力的积累,通过弹簧滑块模型模拟出服从Gutenberg-Richter定律的地震序列。断层摩擦强度的不均匀性控制了地震的发生以及块体的应力状态,地震破裂过程由成核点开始向两端扩展,伴随有应力的触发、应力释放和应力再分配的过程。断层的破裂事件释放了地壳块体的部分应力,靠近断层的地块应力受到局部破裂段的影响,而远离断层的地块应力状态受到断层整体地震活动的控制。

弹性和弹塑性有限元在溪洛渡水电站坝区地应力反演中的应用

初始地应力是岩土工程设计与施工所要考虑的重要因素之一。基于有限元理论反演初始地应力的方法很多。根据溪洛渡水电站工程的实测地应力资料,采用神经网络方法分别结合弹性有限元计算和弹塑性有限元计算两种方案对坝区初始地应力场进行了反演分析。比较发现两种方案反演计算结果非常接近,且均能模拟实际地应力场的分布规律。进一步的分析表明:在天然情况下当坝区岩体变形基本上处于弹性范围内时,在中低地应力区反演初始地应力场,进行弹性有限元计算即能满足要求。

基于弹性补偿有限元法的无梁岔管安全评价

引入承载比和广义屈服准则,提出基于弹性补偿有限元法的无梁岔管安全评价方法,该法根据塑性极限分析原理,先利用承载比改进采用无量纲内力表达的板壳单元广义屈服准则,扩展了广义屈服准则的适用范围,同时利用弹性补偿有限元法设置了单元弹性模量调整的广义应力阈值,改进了传统弹性补偿法的收敛问题,提高了板壳结构极限分析的精度。方法的可靠性通过3个算例得到验证。在此基础上,对某大型水电站的四通无梁岔管通过求解岔管的壳体安全系统和破坏模式进行安全评价。实际应用表明,弹性补偿有限元法可应用于结构极限分析,其收敛性、计算精度和稳定性均较好,可用于无梁岔管的安全评价。

基于粘弹性随机有限元的固体推进剂药柱可靠性分析

固体推进剂是一种颗粒填充复合材料,其性能参数具有一定的分散性。为了讨论各类随机因素对药柱结构可靠性的影响,采用局部平均法离散参数随机场,并通过相关结构分解成归一化的独立随机变量,将可靠度指标算法和粘弹性随机有限元法相结合,进行了固体推进剂药柱的结构可靠性分析。算例表明,精度较高,收敛速度较快,适用于工程计算。

基于承载比的弹性补偿有限元法分析杆系结构的极限承载力

常规的弹性补偿有限元法通常建立于结构单元应力分析的基础上,应用于土木工程结构的极限承载力分析时存在局限性。文中以构件承载比为控制参数,结合塑性极限分析的下限定理,提出了建筑杆系结构塑性极限分析的修正弹性补偿有限元法:首先利用构件承载比和承载比均匀度确定基准承载比,进而通过有策略地调整单元的弹性模量来降低高承载比构件的内力,使得结构的承载比和内力发生重分布,从而形成一系列静力容许应力场,并据此确定结构的塑性极限荷载下限值。该方法可以研究由不同抗力构件组成的杆系结构,且只需利用弹性有限元迭代分析即可求得结构的塑性极限承载力。算例分析说明,该方法计算格式简单、计算精度高。

研究生弹性力学与有限元课程案例教学模式探析

研究生专业课程建设以及教学模式的优化是保证研究生培养质量的重要途径。对于工科研究生,特别是机械、土木等专业研究生来说,弹性力学与有限元是其主干必修课程。该门课程具有理论性强、交叉知识点多和专业基础要求高的特点,传统的授课方法难以取得良好的教学效果。案例教学突破了传统教学中以教为主的教学思路,通过课程案例将抽象理论具体化,且能够实现教师与学生的双向交流,为解决该课程的教学难题提供新的思路。对案例教学在研究生弹性力学与有限元课程教学中的应用进行剖析,并通过具体案例验证案例教学在该课程中的优势。与课程教学内容和研究生培养目标相匹配,提出该课程的案例库建设思路和具体案例构成,对于提升教学质量具有重要意义。

基于弹性地基有限元法的深基坑支护结构变形影响因素分析

基于传统弹性地基梁思想,利用有限元计算,考虑分步开挖和逐级支撑效应,实现了基坑支护体系的弹性地基梁有限元分析过程。结合深基坑工程实例,系统分析了墙体刚度、支撑刚度、预加轴力及土体m值对支护结构位移的影响规律,对从事基坑设计相关人员有一定的参考价值。