复合式空气悬架系统非线性数值分析方法

利用多元非线性回归模型及数据处理方法,结合数值分析软件MSC.Marc,提出了一种橡胶衬套的有限元建模方法,并给出了与之相对应的径向刚度/扭转刚度、橡胶本构材料参数和加强板厚度的参数辨识方法;在MAC.Marc中考虑了导向臂大支架由于装配间隙而产生的装配预应力计算;利用弹簧单元及气囊力-位移曲线来表征气囊刚度的建模方法。

筒体-桩筏-地基土共同作用非线性数值分析

考虑上部结构、基础与地基土三者共同作用,以及土的弹塑性性质,采用中厚板理论分析筏板,建立了全三维有限元模型,对筒体结构下桩筏基础受力作了非线性数值分析。通过对弹性模型和弹塑性模型计算结果的比较,明确了非线性分析的意义。研究了地基土应力、应变随荷载的变化情况及桩顶反力分布的发展过程,并指出筏板厚度的增加并不总是使桩顶反力趋于不均匀。同时,讨论了土塑性及基础沉降曲面形状对桩筏基础工作性状的影响。

筏形基础-地基共同作用非线性数值分析

结合大型有限元软件ANSYS,建立了筏形基础 地基相互作用体系的全三维有限元模型.考虑土体的弹塑性性质,模拟基础和地基交界面上的状态非线性,采用中厚板理论分析筏板,对筏形基础的受力进行了非线性数值分析.结果表明,考虑地基非线性特性时,地基反力及基础沉降的计算结果更接近实际.

静载作用下波形梁的非线性数值分析

通过对波形梁在静载作用下的行为进行非线性分析 (材料和几何均非线性 ) ,归纳和总结了波形梁的几何变形特点 ,同时还研究了各类变形所对应的能量变化规律 .数值分析结果与实验结果的对比表明 ,它们有良好的一致性 。

高强钢筋高强混凝土柱的非线性数值分析

目的研究配有高强钢筋的高强混凝土柱的抗震性能.方法采用OpenSees开放式软件对配有高强钢筋的高强混凝土柱进行非线性有限元分析,并将计算结果与同等参数条件下的拟静力试验进行了对比.对影响柱子延性的主要因素进行了Pushover分析.结果得到方型截面试件和圆型截面试件的滞回曲线、位移延性系数、屈服位移、屈服力和最大抗力,数值分析和试验结果吻合程度较好,还得出了轴压比、含箍特征值、纵筋对柱子延性的影响.结论利用基于OpenSees的有限元分析方法,能够有效地对配有高强钢筋的高强混凝土柱构件进行抗震性能的非线性分析.可以辅助性地利用OpenSees研究该类型构件的抗震性能.

非线性数值分析在岩土工程中的应用

天然岩土体中都存在着不同成因的节理、裂隙和断层等软弱面 ,在对这种天然材料进行理论研究与工程设计时 ,需要应用非线性数值分析方法。介绍了几种主要的非线性数值理论 。

冻结凿井时冻结壁的非线性数值分析

本文用有限变形理论对人工冻结壁施工的几何非线性和冻土蠕变材料非线性问题进行了非线性数值分析。通过对大量数值计算的数据进行回归分析后,得出了冻结壁应力场与时间的关系,冻结壁位移场和工作面底鼓与段高、时间的关系,并且对工程实际施工提出了相应的建议。

混凝土三维裂缝的非线性数值分析

对各种断裂类型的Ｐ－Δ试验全曲线进行处理后，拟合得到了各σ－ｗ软化曲线的统一数学表达式，以及相应的应力－应变本构关系．同时从能量的观点出发，将应力－应变本构关系转化为能量－应变本构关系，从而可以方便地跟踪三维裂缝的扩展过程．用自编的非线性有限元程序成功地数值模拟了三点弯曲梁的裂缝扩展过程。

刚性屋面索穹顶结构非线性数值分析

将刚性屋面板离散为等刚度壳单元,连接件离散成一组弹簧单元,基于非线性数值计算方法,建立了刚性屋面索穹顶结构的非线性数值计算模型,采用牛顿-拉普森法和弧长法相结合的方法跟踪荷载-位移求解全过程,进而分析刚性屋面的协同工作对索穹顶结构整体刚度和稳定承载力的影响。数值计算结果表明:该文建立的数值计算模型模拟刚性屋面索穹顶结构是合理有效的;刚性屋面的协同工作使得索穹顶结构对荷载的敏感性降低,提高了结构的整体刚度和稳定承载力。

浮式风机动力系统的线性耦合动力学分析

浮式风机的前期开发需通过大量的方案比选确定结构基本形式和主尺寸参数,对动力学数值模拟效率提出了较高的要求。与时域非线性耦合模拟法相比,频域线性模拟法更适用于概念设计阶段。对此,文章提出了一种高效的线性耦合数值分析方法。采用了九自由度动力学模型描述浮体、塔筒以及叶轮的运动,对结构动力、气动力以及水动力问题进行线性化处理后,将动力学控制方程写成状态空间表达形式,进而推导出环境扰动-结构响应的传递函数,实现结构-控制系统在频域内的联动求解。为了验证模型的有效性,以时域非线性耦合软件Open FAST作为参考,对比了某半潜式风机在风浪联合工况下的运动响应。结果表明,线性模型的响应标准差相对误差大多在20%以内,而计算效率有大幅度提升,为概念设计阶段的结构选型及主尺寸优化设计提供了高效的分析工具。

拱坝有缝坝体-坝基系统的非线性抗震分析

本文将坝体和坝肩裂隙岩体作为允许局部开裂和大变形的非线性连续体,用动态接触单元模型进行概化模拟,对小湾高拱坝坝体-坝基系统在高水位运行期遇设计地震荷载作用时的动力反应进行了非线性数值计算,研究了横缝对坝体应力、变形的影响,并对坝肩裂隙岩体的抗震稳定进行了分析评价,数值分析表明:横缝对拱坝坝体的应力和变形影响显著,坝肩潜在滑面的开裂和滑移导致坝体应力增大,坝体的抗震安全性降低,但在运行期高水位遇设计地震荷载时坝体和坝肩裂隙岩体整体稳定。

群桩场地液化土单一流速横向流动数值分析

采用三维动力FE-FD耦合法及弹塑性饱和土本构模型,对群桩—可液化土体系的拟做振动台实验进行非线性数值模拟,得到液化土横向流动中孔隙水压力、流动变形对群桩基础前后桩的内力分布和横向位移的影响规律。

非线性流体-刚体结构相互作用问题的一种数值模拟方法

给出了一种模拟非线性流体-刚体结构相互作用问题的数值方法.文中假定结构承受大的刚体运动,流体流动受非线性有粘或无粘的场方程支配并满足自由表面和两相耦合界面上的非线性边界条件,利用任意拉氏-欧氏(ALE)网格系统构造了数值模型.采用所探讨的多块数值格式,允许可动重造网格间有独立的相对运动,从而克服了流体网格与固体大运动匹配的困难.通过数值离散化,导出了描述非线性流固耦合动力学的数值方程并应用耦合迭代过程对其作了求解.通过算例,说明了所提出数值模型的应用.

圆钢管混凝土柱-多向斜交钢梁内隔板式节点数值分析

常州润华环球中心结构复杂,存在大量多向斜交钢梁与圆钢管混凝土柱相连的节点,为研究此类节点的受力性能,利用有限元软件ABAQUS6.10在考虑材料、几何及接触等三重非线性因素的基础上对节点进行了数值分析。结果表明:内隔板式圆钢管混凝土柱-多向斜交钢梁节点能够满足"强节点、弱构件"的抗震设防要求,节点具有较高的承载能力;内隔板能有效地与钢管共同工作,提高节点的承载能力;钢梁之间的夹角对承载力的影响较小。

正交异性钢板-混凝土连续组合桥面板抗弯性能分析

为探讨不同类型加劲肋构造对正交异性钢板-混凝土连续组合桥面板抗弯性能的影响,通过试验和数值模拟方法分析比较了平钢板-混凝土连续组合桥面板(SCCCDs)、带一字肋的正交异性钢板-混凝土连续组合桥面板(OSCCCDs)和带U形加劲肋的正交异性钢板-混凝土连续组合桥面板(USCCCDs)等3种组合桥面板抗弯性能的异同点,研究了加劲肋数量、加劲肋厚度、钢板厚度、混凝土厚度、配筋率和PBL剪力连接件间距等参数对抗弯性能的影响.结果表明,3种类型钢板-混凝土连续组合桥面板的抗弯刚度和极限承载能力存在显著差异.相比于SCCCDs, OSCCCDs和USCCCDs的极限荷载分别提高了23.1%和74.5%.混凝土板厚度对连续组合桥面板的抗弯性能影响最大,对抗弯刚度和极限承载力的影响率分别为15.70%和22.44%.

基于Midas/FEA模型的预制混凝土墙板加固砌体模拟分析

采用预制钢筋混凝土墙板加固砌体可以有效提高砌体结构抗震性能。采用传统现浇钢筋混凝土面层和预制钢筋混凝土墙板构件对1∶2全缩尺素砌体墙进行单面加固试验。文中主要通过Midas FEA非线性有限元软件对素砌体墙、现浇面层加固砌体、预制构件加固砌体进行数值模拟分析,结果表明:两种加固方式加固效果相当;采用预制混凝土构件加固砌体,可以有效提高砌体抗震性能,极限承载力提高6.25倍,最大位移降低约10倍。

单桩场地液化土横向流动的数值试验分析

强震中,液化土体在重力作用下往往发生水平扩展流动,对桩基础造成了严重破坏,因此有关液化土体流动对桩的影响及其之间的动力相互作用,一直是岩土工程领域研究的热点。通过模拟振动台实验,将这一过程简化为三维的单桩模型进行计算。经过对某一固定流速土体流动的计算,分析得到液化土横向流动中自身的孔隙水压力、变形以及对桩的内力和位移的影响规律。

变截面门式刚架结构极限承载力分析

采用变截面薄腹构件是门式刚架结构轻型化的主要措施之一。如何利用变截面薄腹构件的腹板屈曲后强度并同时保证构件乃至结构的安全度始终是门式刚架结构工程设计的重要内容。根据有效宽度法的基本思想,提出了相关屈曲系数概念,在变截面H钢构件双重非线性数值分析基础上获得的局部屈曲荷载拟合公式,应用于变宽度楔形腹板的有效宽度简化计算公式当中。应用改进后的有效宽度法,进行了变截面门式刚架结构考虑构件局部屈曲影响的极限承载力分析,探讨了腹板平均宽厚比、腹板楔率对结构极限承载力的影响,提出了对变截面门式刚架结构优化设计的工程建议,并具有工程指导意义。

基于高温下钢绞线力学性能的预应力钢结构抗火分析

基于对高温下钢绞线力学性能试验成果的分析,回归出可用于理论分析和数值计算的钢绞线高温性能模型。考虑火灾下钢结构材料升温的真实时间历程,采用考虑时间积分效应的非线性有限元数值分析法,建立了用于预应力钢结构抗火分析的数值模型,并对预应力钢结构的抗火分析方法进行研究。通过算例分析探讨了钢绞线索材截面几何参数选取对结构抗火性能的影响;结合结构抗火的全过程响应,进一步分析火灾作用下预应力钢结构的抗火性能及特点。