支座位移非线性迭代法确定软管平衡形态

在海洋工程计算领域软管空间形态的非线性分析是特别复杂的课题,更加困难与令人易于受挫的研究方向是寻求软管在各种外荷载作用下软管的平衡形态。本文通过支座位移非线性选代法结合空间梁结构非线性有限元分析理论加Newton-Raphson荷载增量法成功地解决了这一问题,并进行了相关的实验研究。边界条件考虑了固端约束与铰支约束,浮力既可分布作用也可集中作用在软管的任意位置。计算结果表明本文理论的正确性,在工程应用上具有重要的意义。

考虑非线性时变相关特性的支座纵向位移精细模拟方法

为准确模拟支座纵向位移、实现支座纵向伸缩性能的精准评估,以铜陵长江大桥为背景进行研究。基于该桥主梁温度和支座纵向位移的健康监测数据,分析主梁温度对支座纵向位移的非线性时变影响规律,提出基于非线性时变系数回归模型的支座纵向位移精细模拟方法;利用该方法计算支座纵向位移,并与实测数据及多元线性回归模型的模拟值进行对比。结果表明:在1 d内支座纵向位移与主梁温度之间具有较明显的非线性时变相关特性,相关特性曲线呈现出扁圆形的时滞特征;非线性时变系数回归模型的模拟结果与实测结果的变化趋势更为接近,其模拟结果与实测结果之间的绝对误差为10.5%,多元线性回归模型的模拟结果与实测结果之间的绝对误差为30.79%,非线性时变系数回归模型比多元线性回归模型具有更高的拟合精度。

广义位移控制法在结构几何非线性分析中的应用

结构几何非线性分析的增量-迭代方法就是将增量平衡方程式中的荷载向量分解成荷载增量向量和不平衡力荷载向量两个部分,以便对每部分进行单独处理.在荷载增量向量中引入荷载增量因子,就可以通过控制荷载增量因子来控制结构的整个加载历程.将广义位移作为约束方程来确定荷载增量因子,从而形成广义位移控制法.数值实例结果表明,这是一种控制非线性求解的有效方法.

塔机顶部非线性水平位移的修正迭代公式

塔机顶部非线性水平位移的修正迭代公式重庆建工学院刘龙泉１压弯构件的修正迭代法一端固定，一端自由的压弯构件平衡微分方程为：式中Ｅ－弹性模量Ｊ（ｘ）－截面惯性矩Ｐ－轴向力Ｍ（ｘ）－横向力引起的弯矩与集中力矩Ｍ之和修正迭代过程如下：（１）令ｆ－ｙ＝０代入（...

圆形三向网架的非线性弯曲分析

用拟板法将网架简化为平板,建立了表层应变与中面位移的非线性关系,根据板的非线性弯曲基本方程,建立了在直角坐标系下三向网架的基本方程,又将此方程转化到极坐标系下的轴对称问题,用修正迭代法研究了在固定边界条件下圆形三向网架的非线性弯曲问题,给出了精确度较高的二次近似解析解.

异型拱桥的几何非线性分析

异型拱桥由于造型独特其非线性行为规律较为复杂且难以掌握。利用自编程序分析了5座各具特点的异型拱桥的非线性行为规律,通过对比总结出以下结论:整体上,拱梁组合式蝶形拱桥中梁柱效应的影响最大,飞燕式系杆拱桥中大位移效应的影响最大,拱塔斜拉桥中索的垂度效应最为明显,而对于有推力的新月形拱桥,各非线性因素的影响均较小,可忽略不计;相对竖直索,斜索的垂度效应较为明显,且其索力受各非线性因素的影响均较大,计算时宜计入斜索的垂度效应并应对斜索索力进行非线性分析;对于仅承受荷载而不参与整体受力的桥面板和横梁,内力受非线性因素的影响很小,采用线性方法具有足够的精度,但计算位移时需计入大位移效应的影响。

蝶形拱桥的非线性行为分析

蝶形拱桥由于拱肋外倾其非线性行为规律较之普通拱桥更加难以掌握,传统未充分考虑非线性影响的设计方法已不再适用。在自编程序的基础上,全面分析了各种非线性因素对蝶形拱桥外倾拱和3类索非线性行为的影响及规律。结果表明:相对主梁单元,拱肋单元的梁柱效应对拱顶横向位移的影响较大;恒载工况下,面外弯矩的影响系数呈波浪形变化;计算拱肋轴力时可忽略非线性因素的影响;考虑全部非线性因素后主吊索力的非线性影响系数由长索向短索递增,影响系数与索力值成反比;相对主梁单元,拱肋单元的梁柱效应对斜拉索和副吊索索力的影响较大。

框架结构中双向板挠度的非线性有限元分析

探讨了框架结构中承受均布荷载的钢筋混凝土双向板在正常使用阶段的非线性特性和研究方法,采用增量迭代混合法编制了有限元程序,对不同荷载形式、边界条件和配筋率的钢筋混凝土双向板进行了计算,并与试验结果进行了比较,通过非线性回归建立了框架结构中双向板在各种位移边界条件下的挠度计算公式。

子结构位移迭代法修正软管空间形态

为解决四点约束问题,根据非线性有限元理论和Newton-Raphson荷载增量法结合集矿机运动产生的动约束边界条件,首先计算出软管在两个真实边界点约束下的空间构型。然后将两点约束的软管构型数值解作为四点约束问题的初始条件,采用子结构位移迭代法,对两点约束的软管空间形态进行修正,从而使软管的空间曲线通过实测的四点。这样,深海采矿实时动态跟踪软管的空间方位测量技术能融入有限元理论计算。

框架结构中双向板非线性有限元分析

对正常使用状态下,框架结构中承受均布荷载的,周边为弹性支撑梁的钢筋混凝土双向薄板进行了非线性有限元分析.根据所采用的非线性有限元计算模式、板格计算模型、板面荷载和位移边界条件的施加方法的不同进行了几种程序的设计,并将程序运行的结果及ANSYS软件分析的结果进行了对比,论证了所用方法的合理性.最后对计算结果进行非线性回归得出不同条件下的挠度公式,为工程设计提供参考.

小变形轴力杆件的变形位移方程

从杆件变形量的定义出发,利用两点间距离公式,导出了小变形轴力杆件的变形位移方程.此方程形式简洁,计算方便,对线性和非线性材料的小变形问题都可应用,也不必区分静定结构和超静定结构,还可以方便地处理支座沉陷问题,因而广泛适用于桁架结构的受力分析.

基于刚体准则和广义位移控制法的拱结构屈曲与后屈曲分析

论述了常用非线性分析增量迭代法的基本思想及不足,阐述了刚体准则及广义位移控制法的基本原理,将刚体准则和广义位移控制法结合,建立了杆系结构的几何非线性分析方法。初始受力平衡的刚体单元在经历刚体位移时其作用力只发生方向的改变而不会发生大小的改变,用于大变形大位移几何非线性分析的单元应满足这一刚体准则;广义位移控制法通过广义刚度参数来控制增量步,弥补了传统几何非线性分析方法中极值点和回弹点附近迭代方向不能有效确定的难题,且广义刚度参数物理意义明确,能有效调整加卸载方向,适用于多临界点的计算。将上述方法应用于实际工程,对平面和空间拱结构进行屈曲与后屈曲分析,与理论解、ANSYS数值解的对比表明,刚体准则和广义位移控制法结合,具有结构几何非线性分析的普适性,能准确高效地进行结构几何非线性分析,适于工程应用。

弹塑性钢减震球型支座减震性能研究

NDQZ系列非线性阻尼辐减震球型支座在E2地震作用下,由于支座球面摩擦和弹塑性钢阻尼件的变形耗能减小了结构地震响应,具有良好的减隔震性能。文章以某桥一联(47+5×80+47)m变截面连续箱梁为工程背景,通过E2地震作用下动力时程分析,对比采用普通球型支座和NDQZ系列非线性阻尼辐减震球型支座的不同地震响应,后者通过调整与桥墩的组合刚度使其协同受力,可减小桥墩构造尺寸和配筋;对比分析不同桥墩尺寸的地震响应,随着墩身刚度的增加,NDQZ支座的减震效果越明显。

桩柱式高桥墩几何非线性效应分析的迭代法

对设置有板式橡胶支座的变截面桩柱式高桥墩 ,提出了计入几何非线性效应的计算模型 ,并可应用一般平面杆系有限元法的计算程序与迭代法相结合的方法求解。因此 。

四塔大跨混凝土斜拉桥横向约束体系比选研究

依托广东省清花高速公路北江特大桥项目,针对斜拉桥的横向约束体系开展研究,采用Midas 2020有限元程序,建立了北江特大桥的动力计算模型。主塔、主梁、桥墩、承台和桩基采用梁单元模拟,其中主梁通过主从约束同斜拉索形成“鱼骨梁”模型;斜拉索采用空间桁架单元,过渡墩和塔梁连接处设置横向约束支座,考虑土-结构相互作用和相邻联的相互影响,采用“m”法模拟桩基土弹簧。采用非线性时程分析方法,选用E2地震作用下地震加速度时程波进行分析。通过比选横向弹塑性约束体系、横向抗风支座约束体系、横向阻尼约束体系三种约束形式下的塔底弯矩、塔梁相对位移,确定横桥向采用抗风支座约束体系较为适宜。

大跨连续梁桥桩基础的减隔震分析

以中宁和中卫黄河公路大桥为背景,采用铅芯橡胶支座代替普通支座,建立了隔震和非隔震连续梁桥有限元模型.并通过选取合理强震记录作为地震输入,研究了铅芯橡胶支座对大跨连续梁桥桩基础地震响应的影响,从中可知:(1)铅芯橡胶支座可使桩基顶部的弯矩和剪力明显减少,进而保证地震作用下桩基的安全;(2)铅芯橡胶支座使剪力和弯矩在不同桥墩间的分配趋于均匀,在使用相同桩基的情况下,减少了强度的浪费.可见,铅芯橡胶支座可改善桩基受力,并可优化桩基设计.

混凝土箱梁支座位移实验及有效温度计算

为计算非线性温度分布下桥梁的支座位移,基于单位荷载法基本原理,建立了连续梁支座位移的计算方法和截面有效温度的计算公式。在此基础上,提出了有效温度的5种简化计算方法。为检验计算方法的精度和合理性,以西安沣河大桥这座单箱三室7跨变截面的连续箱梁桥为研究对象,现场实测了箱梁截面的温度和支座位移。实验研究和数值计算结果表明,截面的有效温度与截面的温度分布和截面的形状有关,对于变截面箱梁而言,即使具有相同的温度分布,不同截面的有效温度也是不同的。考虑混凝土的热传导效应,假定混凝土板内温度变化为指数衰减模式计算截面有效温度的加权平均值,所得支座位移误差较小,且偏安全。随后,有限元方法的计算结果进一步表明这种算法的合理性。