基于优化方法的燃料组件简化梁模型材料参数等效研究

为解决分析燃料组件精细化实体模型某些力学行为时消耗计算资源庞大且费时费力的问题,基于一定的假设和简化,采用优化算法建立与燃料组件实体模型等效的二维半精细化四梁模型和三维简化单梁模型。采用优化方法等效二维半精细化四梁模型到三维简化单梁模型刚度和密度。结果表明:在相同载荷边界条件下,加入优化迭代出的材料参数结果进行计算后,等效的三维简化单梁模型与二维半精细化四梁模型的位移及1阶模态特征值基本一致。采用该二维半精细化四梁模型到三维简化单梁模型等效的优化方法可行,提高了开展全堆芯模型某些力学分析的计算效率。

燃料组件简化梁模型剪切系数初步研究

燃料组件简化梁模型用于时程动力计算,一般通过试验测试获取梁截面参数,其中剪切系数较大。文中对于简化梁剪切系数的物理本质和计算方法开展初步研究。根据燃料组件结构特点,忽略非线性,建立初步研究线性结构模型,使用有限元计算集中载荷作用下的简化梁剪切系数。使用弯矩分解方法,把梁弯矩分解为纯弯曲型和侧向滑移型2部分,2种弯矩的变形特点在分节管束结构中对应2种不同的惯性矩。简化梁截面参数使用较大的纯弯曲型惯性矩,使得侧向滑移型弯矩作用下的简化梁弯曲变形小于实际结构。简化梁通过增大剪切变形来弥补弯曲变形差值,使剪切系数较大。最后给出简化梁剪切系数理论公式,计算结果与有限元计算相同。

平面与空间钢框架结构的简化柱梁模型

根据钢框架结构的受力特点,提出了平面简化柱梁模型、双重体系简化柱梁模型和空间简化柱梁模型。它们不但能考虑结构的空间作用、材料非线性和几何非线性等因素影响,还能考虑钢框架结构梁柱的强度比和刚度比、节点域变形、柱附加轴力引起的弯曲变形、梁间塑性铰和双重体系间转角的不协调性对地震响应的影响。简化柱梁模型能够对高层平面钢框架结构和空间结构进行有效的简化,并进行了钢框架的二阶弹塑性动力分析。

空间钢框架结构的简化柱梁模型及其弹塑性动力分析

高层钢结构本身构件众多,又要考虑材料非线性和几何非线性等因素影响,使得计算非常复杂,这样就非常有必要对其进行简化。多质点系剪切模型在多层平面框架的抗震分析中已得到了广泛的应用,但这种模型不能考虑钢框架结构梁柱的强度比和刚度比、节点域变形、柱附加轴力引起的弯曲变形和梁间塑性铰对地震响应的影响。本文介绍的简化柱梁模型考虑以上因素,对高层平面钢框架结构和空间结构进行了有效的简化,并进行了钢框架的二阶弹塑性动力分析。

钢栈桥桩顶梁截面ANSYS简化对其力学性能的影响

为了研究钢栈桥桩顶梁截面形式在ANSYS中简化后对其力学性能的影响,以黄河大桥施工栈道桩顶梁为研究对象,利用ANSYS建立原始模型和简化模型,首先分析静力作用下两者应力的差异,然后分析风荷载作用下施工栈道动力响应的差异。结果表明:(1)在上部结构自重作用(静力作用)下,两者最大竖向位移相差仅为0.56%,米塞斯应力相差仅为0.68%;(2)在风荷载作用(动力作用)下,两者桩顶梁中部节点最大速度绝对值相差0.023%,最大加速度绝对值相差0.2%。在上部结构自重作用或者风荷载作用下进行钢栈桥受力分析时,可用简化截面代替原截面进行计算。

超大型船舶带纵倾漂浮出坞分析

针对某30万吨级超大型船舶的大纵倾漂浮出坞进行结构安全评估,制定一种适于工程应用的带纵倾漂浮出坞结构安全评估流程。基于简化梁理论建立综合考虑船体梁刚度、坞墩弹簧刚度及重力浮力载荷交互作用的连续梁数值计算模型,分析大纵倾漂浮出坞过程坞墩支反力变化规律,确定漂浮配载各阶段对应的坞墩支反力分布。建立艏尖舱和艉部机舱区域局部双层底有限元模型,将最危险坞墩支反力反加至模型上进行结构强度校核,并提出相应的加墩措施。计算结果表明,通过坞墩支反力反算船体局部结构安全,坞墩支反力的计算精度在工程上可以接受,且进出坞的漂浮浮态应尽量接近正浮或者在纵倾安全限制值以内,确保漂浮出坞的安全性。

浅谈波形腹板钢板梁连续组合梁桥的方案设计和优化

波形腹板钢板梁组合梁桥是一种较为新型的桥梁结构。文章以50 m跨新型波形腹板钢板梁连续组合梁桥为研究对象,该桥跨径布置为4×50 m一联,单幅桥宽12.25 m,共4片主梁。应用有限元软件Midas Civil建立全桥简化梁单元模型,利用该模型计算在最不利工况下各个截面最不利内力结果,根据相关规范验算主梁在持久状况下承载能力极限状态和正常使用极限状态是否满足要求,并根据计算结果提出相应的优化方案。

柱-环梁法对料仓框架结构地震响应研究

为研究料仓-框架及其等效模型在地震作用下的动力响应,拟结合某石化公司脱气及储存料仓-框架结构项目,将料仓按刚度等效原则,简化为柱-环梁结构。通过改变柱环梁截面尺寸及环梁道数,建立料仓-框架结构与柱环梁-框架结构的有限元模型,进行对比分析,并选取合理的柱环梁-框架模型对原结构进行模拟。在此基础上,进而确定了刚度等效增大系数为1.25。采用时程分析法,选取EL-Centro波、Taft波和人工波SHM2波3种地震波,给出了结构在3种工况下的最大位移与最大等效应力地震响应。

刚架拱桥人群荷载横向分布简化计算方法探讨

该文在弹性支承连续梁简化计算方法的基础上,参考杠杆法对边梁荷载横向分布影响线的处理手段,计算刚架拱桥人群荷载横向分布系数的方法,具有简单易懂、操作方便的特点。与利用空间有限元建模的计算结果比较,证明该方法计算准确,可行。

基于正面碰撞的轿车车身正向概念设计的研究

提出了基于正面碰撞的轿车车身正向概念设计流程。首先对某车型的原始车身外表面进行了拓扑优化,得到较优的结构,通过建立梁单元简化模型,快速验证拓扑结构的有效性;对准静态加载工况,进行尺寸优化,得到车身主要部件的初步尺寸,作为正撞仿真的基础;以矩形薄壁直梁为研究对象,应用梁单元等效模型进行了正面抗撞性概念设计,得到轿车车身的初步尺寸,作为结构详细设计的基础。结果表明,此概念设计流程切实可行且易于实现,可为车身达到各项预期性能打下良好的基础。

复合自由度波导抑振器的振动声辐射模态

针对附连在无限大障板上的复合自由度波导抑振器(Combined DOF Waveguide Suppressor),用等效的Timoshenko梁理论描述了它的自由振动并确定了该问题的精确解.基于声辐射模态理论研究了波导抑振器声能量辐射和声场中声能量传递的性质;给出了用声强形式表示的声能量辐射模式和声能量传递模式.结果表明,表面声强和空间声强可以分成两部分,一部分将辐射的能量传递到远场;另一部分表现为抑振器本身与外部流场之间能量的交换.

承受搁置脚载荷的舰船甲板纵骨设计方法

某些设备搁置在甲板上的搁置脚为金属结构,此时与甲板接触区域压力分布具有不均匀性,直接进行均布载荷作用下的线弹性计算不合适。本文采用有限元软件进行非线性接触计算,通过数据处理,得到甲板纵骨接触力分布规律,即甲板纵骨接触力的分布主要集中在3个部位。在此基础上,建立了三力平衡模型,提出了3个力分别对应的计算公式,并通过多跨梁简化模型验证了其合理性。

塔-线耦合模型的建立及其在输电工程中的应用

目前输电线路的设计方法中,塔架与导地线是分开考虑的,导地线荷载作为外力施加在塔架上;对于刚度较小的塔架,受载荷作用时塔架上部容易产生较大位移,塔架与导地线之间的耦合作用明显,不能忽略。为此,本文考虑塔架和导地线沿导地线方向的耦合作用,提出导地线力-位移等效元的概念,给出整个输电线路系统的理论等效模型,进行非线性数值仿真和实验比较。结果表明:等效模型理论值与数值仿真和实验结果吻合较好;并给出断线和覆冰情况下用等效模型计算的示例,对输电线路的整体设计具有指导和应用价值。

警用武器振动对射击精度影响因素估算

将警用武器主体结构简化成某种特征 ,并应用一般梁的振动理论 ,导出警用武器振动特征量表达式。通过估算警用武器振动特征量 ,可以掌握警用武器振动对射击精度影响的程度。