大跨度单层空间网格结构连续性倒塌动力效应分析及简化模拟方法研究

为评估大跨度单层空间网格结构的连续性倒塌动力效应,并确定此类结构静力分析时所采用的荷载动力放大系数,构建了单层空间网格结构抗连续性倒塌的单自由度子结构模型,推导出考虑初始状态下子结构在线弹性、弹塑性阶段的动力放大原理,通过数值算例分析验证了其正确性。提出适用于单层空间网格结构的连续性倒塌动力效应简化模拟方法,通过算例验证后给出单层网壳结构荷载动力放大系数的建议取值范围。研究表明:不考虑初始状态时,弹性阶段下的位移动力放大系数、荷载动力放大系数趋势保持一致;弹塑性阶段下,随着塑性的发展,荷载动力放大系数逐渐减小,位移动力放大系数逐渐增大。考虑初始状态后,虽然两个动力放大系数的变化趋势未发生改变,但值均显著减小,与理论分析结论一致,因此必须考虑初始状态的影响。此外,对于单层网壳结构,当DCR<0.7时,建议荷载动力放大系数取1.7~1.9;当DCR>0.9时,建议取1.4~1.6。

晚稻生长简化模拟研究

截至目前为止,国内外所开展的各种农作物生长模拟研究和建立的模拟模式,均因所需特殊观测资料较多,参数计算较繁,致未能投入气象业务部门使用。本文从我国气象部门的实际情况出发,取自然候为时间步长,选择易于获得的常规气象观测资料,按照生物学,作物生理学和农业气象学的有关理论,以农作物光合、呼吸和同化物分配转移等生理过程为依据,通过田间试验和计算机赋值模拟,构造了晚稻生长简化模式,效果较好,可供广大基层气象台站服务应用。

H型钢连接方钢管混凝土组合柱简化模拟方法

为了简化H型钢连接方钢管混凝土组合柱(SCFT柱)的建模计算过程,建立了三种H型钢连接SCFT柱的有限元分析模型,分别为常用的实体单元模型以及基于轴向刚度和抗弯刚度等效的双梁-单壳单元简化分析模型,结合试验结果,进行了压弯状态下的受力性能分析。基于实体模型和根据刚度等效换算的单梁-单壳单元模型、双梁-单壳单元模型,采用通用分析和设计软件MIDAS建立了典型SCFT柱框架,对比了三种模型在不同荷载下的响应。结果表明:三种模型得到的压弯状态下H型钢连接SCFT柱的破坏模式和承载力基本一致,且与试验结果吻合良好,SCFT框架自振特性、层间位移和柱底反力具有一致性,验证了简化分析计算模型结果的准确性,以及运用于结构分析计算的可行性。

薄膜结构流固耦合效应的简化数值模拟方法

针对薄膜结构流固耦合问题,提出一种简化数值模拟方法。该方法的基本思想是,将结构风振响应分为平均响应、背景响应和共振响应三部分,在平均响应部分,主要考虑由于结构形状变化所导致的平均风压系数变化,是一个静态过程;在背景响应部分,主要考虑脉动风压的空间相关性对结构振动的影响,是一个拟静态的过程;在共振响应部分,主要考虑脉动风中的高频部分与结构之间的动力耦合作用。相应地,流固耦合过程分为静态耦合、拟静态耦合和瞬态耦合三部分,针对这三个耦合过程的不同性质,采用不同的求解方法。对于静态耦合和拟静态耦合,可以考虑采用CFD方法模拟由变形引起的结构表面风压变化;对于瞬态耦合部分,可以考虑利用随机振动时程分析的方法来研究。应用上述简化数值模拟方法对单向柔性屋盖和鞍形膜结构屋盖进行分析,并将计算结果与直接的数值模拟方法对比,验证简化数值模拟方法的精确性和高效性。

海上三桩风机基础简化及荷载响应对比分析

三桩基础（Tripile Foundation）是一种新型的海上风机支撑结构，广泛适用于地质相对复杂、水位较深的风场。文章理论分析了海上风机基础桩一土相互作用简化方法，运用ANSYS建立3维有限元模型，考虑不同种地基约束简化方法，对单机3MW三桩基础在不同方向极限荷载作用下进行数值分析。结果表明：三根桩非平均承担结构荷载，不同方向荷载作用结构响应呈规律性变化，荷载为0°方向时结构位移最大，荷载为20～30°方向时结构应力最大。实际工程计算时，需运用不同简化模型进行对比校核，重点考虑基础单桩主受拉、单桩主受压及20～30°荷载方向。

极地船冰载荷简化计算方法研究

在极地船破冰过程中,船体--海冰之间将产生十分复杂的动力学行为。本文利用有限元数值仿真软件LS-DYNA模拟一艘极地船连续破冰过程,提出了考虑冰水耦合作用的冰载荷数值计算方法,研究了考虑海冰与海水的耦合作用对作用于船体的冰载荷量值的影响。将本文提出的数值计算方法结果与冰池模型试验数据进行了对比分析,对数值算法的合理性与准确性进行了验证。在此基础上,提出冰载荷准静态分析方法,将有限元直接计算结果与规范设计载荷对比分析,引入动力缩放系数,并将其应用到冲撞式破冰能力计算的冰载荷简化模拟方法。

Operation optimization of prefabricated light modular radiant heating system:Thermal resistance analysis and numerical study

The utilization of prefabricated light modular radiant heating system has demonstrated significant increases in heat transfer efficiency and energy conservation capabilities.Within prefabricated building construction,this new heating method presents an opportunity for the development of comprehensive facilities.The parameters for evaluating the effectiveness of such a system are the upper surface layer’s heat flux and temperature.In this paper,thermal resistance analysis calculation based on a simplified model for this unique radiant heating system analysis is presented with the heat transfer mechanism’s evaluation.The results obtained from thermal resistance analysis calculation and numerical simulation indicate that the thermal resistance analysis method is highly accurate with temperature discrepancies ranging from 0.44℃ to−0.44℃ and a heat flux discrepancy of less than 7.54%,which can meet the requirements of practical engineering applications,suggesting a foundation for the prefabricated radiant heating system.

临时固结模拟方式对连续梁悬臂施工主梁线形的影响分析

文章基于临时固结约束计算简化理论,以淠河总干渠大桥为工程依托,分析六种不同约束模拟条件下,主梁线形在体系转换前后及成桥状态下的变化规律,并考虑主墩抗弯刚度变化对临时固结约束体系的影响。分析结果表明,临时支座的刚度影响较小,桥墩刚度的影响较为明显;公路桥梁考虑桥墩刚度后,主梁线形变化与实际值较为贴合,在进行桥梁施工过程模拟和监控计算时,应计入桥墩刚度;当主墩刚度增加时,主梁线形会整体上抬,随着刚度增加,主梁线形上抬趋势逐步变缓并趋于稳定,当桥墩刚度较大时,结构体系转换的影响会逐步降低,直至忽略不计。

铁路桥梁减隔震支座仿真设计研究

为探究铁路桥梁双曲面球形减隔震支座设计仿真时正常使用位移间隙对结构地震内力的影响规律,以某高烈度震区大跨连续梁桥工程为例,开展了全桥地震非线性时程反应分析,对比分析了减隔震支座初始位移间隙不同滑移位置下结构的地震内力和位移响应结果,研究结果表明减隔震支座现状模拟方法较不安全。为减少抗震方案比选阶段双曲面球形减隔震支座仿真计算的成本,采用不考虑减隔震支座正常使用位移对双曲面球形减隔震支座仿真进行了简化研究,对比了现状模拟方法与简化模拟方法地震响应差异,论证了简化模拟方法的可行性以及设计要点,并针对双曲面球形减隔震支座不同设计阶段提出了建议,为类似工程开展减隔震设计提供了借鉴。

特高压交流刚性跳线金具电晕试验

刚性跳线金具是线路金具中结构最为复杂的部分,其电晕比一般线路金具更严重,特高压交流刚性跳线尤为如此,必须通过试验研究不同类型的刚性跳线的结构及相应的电晕问题。因此通过对实际运行情况下的刚性跳线和模拟布置条件下的跳线金具进行电场计算,提出了简化模拟布置试验的方法和相应的修正系数,根据此系数提出了特高压刚性跳线可见电晕试验合格电压,并进行了模拟布置和真性跳线可见电晕试验。试验结果验证了特高压刚性跳线试验方法的有效性。

带有初始缺陷的船体结构极限强度研究

船体结构的初始缺陷主要有初始挠度和焊接残余应力,初始缺陷对于船体的极限强度有着重要的影响。针对目前初始缺陷的模拟较为复杂的问题,寻找一种初始缺陷的简化模拟方法,采用板弯曲理论反推并模拟初始挠度,运用基于固有应变的等效载荷法模拟焊接残余应力,在此基础上应用非线性有限元法建立计及初始缺陷的船体极限强度分析方法。计算结果表明,船体结构初始缺陷对船体结构的影响不可忽略,基于固有应变的等效载荷法可较好模拟焊接缺陷。

基于海洋生态文化的创意陶瓷产品设计研究

本文基于海洋生态文化相关产品的研究现状,从陶瓷产品设计的角度和层面出发,把海洋生态文化与陶瓷产品设计有机结合,明确设计方法为模拟变形简化法,进行深入分析研究,构建基本设计理论模型,并加以设计实践辅助验证该模型的实际可行性,希望能对海洋生态保护理念的传播起到一定作用。

既有落底式止水帷幕对区域地下水位的影响

随着武汉市城市建设规模的扩大,在各种复杂含水系统中开挖的深基坑越来越多,开挖深度越来越大,降水工程越来越受到各方关注。特别是在地下水位较高、渗透系数较大的地区进行基坑开挖,联合应用降水+止水来控制基坑地下水的方法,目前已深受广大工程界的认可。既有落底式止水帷幕存在的情况下再修建地下构筑物,势必会对整个区域的地下水产生影响。本文采用有限差分法软件Visual Modflow,采用了六个模拟简化和六个代表区域对汉口主城区这一大区域进行了几个工况的模拟,研究表明:地下构筑物对地下水位有一定影响,其影响规律随区域的不同而不同。

煤焦O_2/CO_2燃烧反应性及结构演化的分子模拟研究

本文通过自编程序Fringe3D和Vol3D构建了具备一定孔隙结构特征的大尺度煤焦分子模型（碳原子数40000）,通过简化的分子模拟方法编程实现了煤焦O2/CO2燃烧微观反应过程的模拟。模拟结果表明：随着燃烧反应的进行,煤焦结构逐渐＂缩核＂变小,而煤焦结构尺寸的变化主要发生在燃烧后期。随着碳转化率的增大,低活性碳原子的数量逐渐减少,而高活性碳原子的数量先增加后减少。与空气燃烧相比,煤焦在O2/CO2气氛下的燃烧过程明显延迟,而煤焦比表面积的改变对煤焦反应性的变化有紧密关联。

全地形车车体结构动态特性有限元建模

针对全地形车车体结构动态特性分析时,有限元建模过程中发动机这一复杂形体三维模型建立及网格划分难度较大的情况。从有限元基本原理出发,找出了复杂形体简化模拟时对结果影响较大的质量、质心、转动惯量等参数。通过模拟仿真分析发现将复杂形体简化为相同质量、质心、转动惯量的简化形体仿真结果与实际最为吻合。在对全地形车车体分析时,采用该方法将发动机简化为相同质量、质心、转动惯量的长方体,实验结果和有限元仿真结果对比表明,该发动机简化模拟方法实用且可行,从而能达到在全地形车设计或改进阶段预测各种性能的目的,节约了大量的时间和成本。