再生粗骨料混凝土应力-应变关系

再生粗骨料混凝土应力-应变关系是实现其材料到结构力学分析的桥梁纽带,成为再生粗骨料混凝土结构基础理论的基石。介绍了作者团队多年来在再生粗骨料混凝土应力-应变关系方面取得的研究进展:采用模型化再生粗骨料方法,研究了复杂界面过渡区对再生粗骨料混凝土破坏行为的影响,揭示了再生粗骨料混凝土细观损伤本质与演化机理;从静力作用到动力作用,系统地开展了不同工况下再生粗骨料混凝土应力-应变行为试验研究,探明了载荷条件对再生粗骨料混凝土应力与变形的影响规律并建立了相适应的力学与数学模型;进一步考虑再生粗骨料性能时空变异性,发现了再生粗骨料混凝土力学响应的概率分布特征,提出了再生粗骨料混凝土随机损伤本构关系;基于获得的本构模型,完成了再生粗骨料混凝土构件时变可靠度分析和结构动力非线性分析,为再生粗骨料混凝土在实际工程中的安全应用提供了理论支撑;提炼了相关研究结论并对未来研究工作进行了展望。

再生微粉活性粉末混凝土单轴受压应力-应变曲线研究

为了进一步了解再生微粉活性粉末混凝土(RPC)的受压性能,通过试验分析并结合有限元模拟,研究了不同配比再生微粉RPC的单轴受压应力-应变曲线。利用有限元软件Ansys在细观层次上建立了随机分布钢纤维模型,建立的随机钢纤维模型能较好地反映实际情况。进而采用数值模拟的方法分析了钢纤维体积掺量对RPC受压应力-应变曲线的影响。研究结果表明,随着再生微粉对水泥替代率的增加,峰值应力减小,峰值应变和弹性模量略有降低但变化不显著。钢纤维的加入提高了再生微粉RPC的峰值应力、峰值应变和弹性模量,且随着钢纤维掺量增加,峰值应力增长,弹性模量有一定增长,峰值应变变化不明显。

大坝/地基系统应力-应变分析的不连续有限元法

根据虚功原理,提出大坝/地基系统应力-应变分析的不连续有限元法。该方法将大坝和地基分成2个子域,它们之间的网格相互独立,通过建基面变形与两侧大坝、地基单元位移的几何相容方程、建基面的本构方程和系统整体的平衡方程来实现不连续网格的耦合。运用该方法分析一个复杂地基上的重力坝算例,并与常规有限元法的计算结果进行对比,验证所提分析方法的正确性。由于大坝和地基的网格相互独立,因而网格剖分工作相对简单且可以并行完成,特别适合于复杂地质条件下的大坝变形和稳定分析。

钢-混凝土组合简支桥面连续结构横向应力分析

针对钢-混组合简支梁桥的桥面连续结构开裂等病害,围绕桥面连接板的横桥向应力问题,采用线弹性理论和板的偏微分方程进行分析,得出了桥面连接板挠度和应力的分布函数,建立非线性有限元模型,并进行实桥荷载试验.通过比较理论解、有限元解和实测试验结果,证实了理论解和有限元的有效性.根据得到的分布函数,发现横桥向和纵桥向上的最大拉应力出现在钢梁端部位置的连接板的上缘.此外,还分析了连接板区域尺寸变化对横桥向应力峰值的影响,包括纵梁端部距支座的长度、纵梁的间距以及连接板区域整体尺寸变化.结果表明:较小的纵梁间距和较长的纵梁端部与支撑之间的距离会导致连接板中的横向拉应力峰值增加,并提高横向拉应力在总应力中的占比,从而导致桥面连接板早于设计荷载开裂.因此对于纵梁间距较小、梁端长度较长的钢-混组合简支梁桥桥面连续结构,仅计算其纵桥向受力性能会导致计算结果偏危险,建议按照本文方法考虑横桥向应力对桥面连接板的影响.

小山口水电站砂砾石面板坝三维静、动力有限元计算分析

鉴于小山口水电站为软岩基础,坝体较长,且混合坝接头部位非常复杂。为了解决该坝体面临的变形控制难、坝体抗震等级高等设计难题,结合砂砾石面板坝结构、坝壳料设计,通过构建三维有限元模型,该模型包括坝体、泥岩和沙质泥岩基础组成。在静力本构分析中,采用了非线性邓肯E-B模型,而在动力本构分析中,则使用了等效线性粘弹性模型。通过这个模型,对坝体的应力和变形进行了全面系统的研究和分析,同时对坝体的抗震性能和抗震稳定性进行了验证。结果表明,在各种工况下坝体所表现出的变形规律合理。同时在混凝土面板最大拉应力和压应力都符合所采用混凝土材料的允许应力要求,坝体的抗震性能和抗震稳定性满足规范要求。

基于自适应有限元理论的黄壁庄副坝应力-应变分析

自适应有限单元方法是一种通过自适应分析自动调整算法以改进求解过程的数值方法,有效弥补了常规有限元在解决应力集中和裂缝问题中的不足。通过系统分析该方法在土工结构中的应用,以黄壁庄副坝为例,进行应力-应变分析,以期对工程设计有所借鉴。

废玻璃砂混凝土力学性能与应力-应变关系研究

为有效解决河砂短缺与废玻璃回收再利用问题,将废玻璃制品研磨成砂,取代混凝土中的河砂,制备废玻璃砂混凝土。对废玻璃砂混凝土进行抗压强度测试、弹性模量测试与单轴受压应力-应变曲线测试,分析不同的废玻璃砂取代率对混凝土力学性能的影响规律,利用分段式本构模型描述废玻璃砂混凝土的应力-应变关系,采用ABAQUS有限元软件模拟分析废玻璃砂混凝土的受压力学行为。结果表明:随着取代率的提高,废玻璃砂混凝土的力学性能先增强后减弱,当取代率为15%时废玻璃砂混凝土的性能最佳;掺入废玻璃砂对混凝土应力-应变曲线的形态无明显影响;有限元模型能够清晰地反映各试件受压过程中内部损伤的演化规律。

基于有限元和DIC测试对FRP部分约束混凝土柱应变响应及数值模型研究

纤维增强聚合物(FRP)部分约束混凝土应用可以提高混凝土的承载力和经济价值。然而,FRP部分约束混凝土在垂直方向上不均匀应变响应还不够深入,应力-应变模型不够准确。本文通过应变片和数字图像相关(DIC)记录对FRP部分约束混凝土进行了轴向压缩试验,并利用ABAQUS有限元建立了包括0/1,1/4,1/3,1/2,2/3,3/4和1/1约束面积比的部分约束混凝土。试验结果表明:DIC和应变片结果分别反应了垂直和水平方向的应变规律,即试件在应变硬化或应变软化响应下均发生了明显的应变局部化;有限元结果能捕捉到试件表面约束力与x,y和z三轴的应变关系,得到了不同约束面积比的FRP部分约束混凝土柱的应力-应变关系,所提出的应力-应变模型能有较高的预测效果。

Corvis ST新参数应力-应变指数的研究进展

可视化角膜生物力学分析仪(Corvis ST)是目前评估在体角膜生物力学最常用的临床设备。新参数应力-应变指数(SSI)是近年来临床研究的热点,其不仅可以直接反映角膜生物材料刚度,而且与某些疾病的进展密切相关。SSI是基于使用有限元(FE)数值建模模拟眼内压和Corvis ST喷气效果的角膜行为预测生成的。SSI算法不随着本身中央角膜厚度(CCT)、眼内压以及生物力学矫正眼压(BIOP)的变化而变化,但明显与角巩膜中的胶原纤维改变有关。本文将从SSI的原理、年龄与SSI的关系、眼轴与SSI的关系、近视程度与SSI的关系、SSI的应用等方面进行归纳和总结。

基于有限元分析的型钢混凝土框架填充墙抗震研究

文章针对型钢混凝土框架填充墙而言,对其进行抗震分析是型钢混凝土框架填充墙设计阶段的必要步骤。提出以有限元分析为基础,对型钢混凝土框架填充墙的抗震性能进行研究。首先对型钢混凝土框架填充墙设计的主要材料如混凝土、钢筋以及填充墙砌体等进行本构分析,研究其应力应变关系,为型钢混凝土框架填充墙的抗震性能分析提供基础的理论依据。再从对框架填充墙抗震性能的影响因素以及型钢的抗震性能两方面对混凝土框架填充墙的抗震进行分析,为型钢混凝土框架填充墙的实际施工提供参考依据。

CFRP约束高温后混凝土有限元分析

通过在碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic,简称CFRP)约束高温后混凝土静态力学性能试验研究的基础上,运用大型通用有限元分析软件ABAQUS进行模拟,首先验证高温后混凝土内部温度场,其次选择合适的混凝土与CFRP材料本构模型,与试验实测CFRP约束高温后混凝土应力-应变曲线进行对比,在试验的基础上进一步分析论证,验证了结果的有效性与可靠性。

盲孔法测量焊接残余应力应变释放系数的有限元分析

为探讨简单易行的盲孔法测量焊接残余应力应变释放系数A、B的标定方法 ,根据盲孔法测量残余应力时应变释放系数A、B试验标定原理和强度理论 ,建立三维有限元模型 ,分别对盲孔法测量 92 1A钢焊接残余应力应变释放系数进行有限元标定和孔边应力集中有限元塑性修正 ,并由此得出应变释放系数随孔深与孔径比值的关系式和应变释放系数随形状改变比能参量S变化的塑性修正公式 ;将有限元标定结果与试验标定结果、通孔应变释放系数理论解进行比较 ,结果表明 ,有限元标定结果与试验结果、通孔应变释放系数理论值有较好的一致性 ,经塑性修正 ,计算结果与试验测量结果的偏差大大减小 ,建立适当有限元模型 ,用有限元法标定释放系数和进行孔边塑性变形修正是可行的。

基于有限元法的农用车辆发动机连杆动静态特性分析

连杆是农业车辆发动机的重要组成部分。由于农业车辆作业强度大,连杆作业过程中其结构、位移及应力变化严重影响作业性能。针对以上问题,本文以某厂生产的内燃机连杆为研究对象,利用三维建模软件NX10.0建立连杆组模型,采用有限元法对连杆杆身、大头轴瓦、小头衬套进行受力分析,并对连杆在自由模态和预应力模态下的动态特性进行了分析。结果表明:连杆受拉伸载荷时最大应力为199 MPa,受压缩载荷时最大应力为230 MPa,且杆身两侧会发生翘曲变形,最大变形量为0.03 mm;在相同的接触条件和约束条件下,自由模态下前10阶振型和预应力下前6阶振型的变形总是在大(小)头处、杆身与两端的过渡处、杆身的中间部位。

高温主蒸汽管线应力应变的有限元分析及其优化

高温主蒸汽管线在长期的服役过程中,由于外载、热膨胀及蠕变的作用,容易产生大变形,从而导致服役管线的应力状态与设计状态不同。该文采用有限元分析软件 ABAQUS对某电厂高温服役的主蒸汽管线进行了应力应变分析,综合考虑了外载、热膨胀和蠕变对管线变形的影响, 得到管线服役时的应力状态和Y方向的位移分布图,并找出了导致该主蒸汽管线产生较大变形的原因。在此基础上,对该管线进行优化设计计算,计算结果表明优化设计后的管线变形得到较好的改善。

大跨度型钢混凝土梁的有限元分析

随着型钢混凝土组合结构在大跨度建筑结构中的大量应用,相关学者对型钢混凝土承载力的分析也日益深入。文章以安徽池州某职教中心的报告厅项目为背景,采用有限元软件ABAQUS对实际工程中的21.8m大跨度型钢混凝土梁进行数值模拟,计算梁在已有设计方案下的受力变形特征,并进行应力、变形、损伤分析,验证梁在该设计方案下的安全性与可靠性。

基于热-应力耦合的LNG储罐泄漏状态下外罐壁受力分析

为分析LNG全容罐在内罐泄漏状态下的外罐壁液密性,采用大型通用有限元分析软件对外罐在正常使用、夏季高中低液位及局部冷点泄漏状态下的结构响应进行了非线性有限元分析,并验证分析了热角保护结构的可靠性。研究结果表明:正常使用阶段外罐壁向内轻微收缩,外罐壁外侧根部出现轻微受拉损伤。泄漏阶段外罐壁收缩明显增大,外罐壁内侧出现大范围受拉损伤,钢筋应力水平显著增加,但外罐壁液密性指标满足要求。热角保护结构在内罐泄漏状态下可有效保证外罐壁底部不直接接触低温液体。

微尺度CSP焊点温振耦合应力应变有限元分析

建立了微尺度芯片尺寸封装(CSP)焊点三维有限元分析模型,对模型进行了热结构耦合分析和温振耦合分析,获得了微尺度CSP焊点应力应变分布结果;对比分析了微尺度CSP焊点与常规尺寸CSP焊点的应力应变分布;分析了不同焊料、焊盘直径和焊点体积对微尺度CSP焊点应力应变的影响。结果表明:温振耦合条件下,微尺度CSP焊点内应力应大于常规尺寸CSP焊点应力应变;在SAC305、SAC387、63Sn37Pb、62Sn36Pb2Ag四种焊点材料中采用SAC387的焊点最大应力最大;焊点最大直径由105μm减小至80μm时,微尺度CSP焊点内应力应变呈现出减小的趋势;焊盘直径由80μm减小至60μm时,微尺度焊点内应力应变呈现出增大的趋势。

预应力钢-混凝土连续组合梁的非线性有限元分析

以六根两跨预应力钢-混凝土连续组合梁的系列试验结果为基础,以通用有限元程序MSC.MARC(2005 r2)为平台,提出用于模拟预应力连续组合梁非线性全过程受力行为的精细有限元模型,并给出单元选取、材料建模以及整体组装的详细过程。有限元分析基于弹塑性本构模型,能充分考虑材料非线性和几何非线性,反映结构受力全过程中预应力筋内力变化、滑移效应、内力重分布、应力分布、曲率分布以及塑性铰形成等复杂特性,深入揭示预应力连续组合梁的受力机理和特点。模型计算结果和实测结果以及理论分析结果吻合良好,表现出良好的数值特性。模型对于预应力连续组合梁的精细化分析具有较高的精度和广泛的适用性,为研究预应力连续组合梁受力性能提供了强有力的工具。

芯棒钢轧后端部应力应变和温度变化三维有限元分析

采用MSC .Marc三维热力耦合弹塑性大变形有限元软件及其接触分析技术 ,在分析现场工艺设备参数建立相关边界条件的基础上 ,对Φ15 3mm合金钢 4道次热连轧过程中轧件变形进行了三维模拟仿真 ,计算了轧件的应力、应变、温度分布和轧制力、轧制力矩的分布。