基于ANSYS的荷载工况对轮轨接触阻抗的影响

高速铁路站内绝缘节烧损事故时有发生,轮轨接触电阻是引起轮轨电弧造成绝缘节烧损的重要指标,因此准确计算接触电阻是分析绝缘节烧损问题的重要基础,接触电阻的大小主要取决于轮轨接触斑点的面积。对此,通过有限元分析软件ANSYS计算不同荷载工况下轮轨接触面积,分析列车轴重和偏移量对接触电阻的影响规律。结果表明,轴重从9 t增加到27 t时,轮轨接触电阻减小近36.2%;横移量增大10 mm时,轮轨接触电阻减小18.9%。轮轨接触电阻的变化随着轴重和轮轨横移量的增加呈现相同变化趋势。

内河架空直立式码头三维空间结构构件最不利荷载工况组合算法

根据荷载组合原则,在以往研究成果的基础上经改进得到了一种可用于寻求任意排架数量的内河架空直立式码头三维空间结构各构件的最不利荷载工况组合算法。该算法是基于码头三维模型分别在不同荷载工况作用下各构件的内力结果,通过MATLAB编程来实现对该结果的线性叠加计算,从而找到各构件的最不利荷载工况组合情况。该算法有效克服了在以往二维平面模型计算中对门机及堆货荷载工况数量的局限性,使得最终计算结果更趋于真实。并以重庆港果园码头二期工程项目中五排架模型为例,运用该算法将结构原本可能出现的158 738 112种荷载工况组合简化到了最不利的14种情况,极大减少了设计计算过程中的工作量,可为内河大水位差架空直立式码头结构的设计与研究提供一定的技术支撑。

现浇钢筋混凝土空心无梁楼盖在不同荷载工况下受力性能试验研究

现浇钢筋混凝土空心无梁楼盖是通过在实心板中放置一些高强薄壁管而形成的一种新型楼盖 ,但其实际受力性能目前还不是很明确。通过现场试验 ,研究了现浇钢筋混凝土空心无梁楼盖在不同荷载工况下的应变规律和挠度变形规律。试验结果表明 ,现浇钢筋混凝土空心无梁楼盖具有较高的承载能力和良好的整体刚度、抗裂性能及变形恢复性能 ;当楼盖的长宽比接近 1时仍具有明显的双向受力性质 ;暗梁的布置使板柱节点具有良好的抗冲切能力。因此 ,现浇钢筋混凝土空心无梁楼盖具有良好的受力性能 。

复杂应力构件多荷载工况下的配筋优化

遗传演化结构优化算法自提出以来,研究主要针对单荷载工况的情形,研究成果对于指导实际工程设计存在缺陷.为了满足工程应用的需求,本文以ANSYS有限元软件的非线性分析为平台,选用solid65单元和link10单元分别模拟混凝土单元和钢筋单元,将分离式模型遗传演化结构优化推广到复杂应力构件多荷载工况下的配筋优化.通过选用开洞深梁和开洞剪力墙作为数值算例以验证,分离式模型遗传演化结构优化可以综合考虑多个荷载工况的影响,减少人为因素的干扰,直观地计算出钢筋配置方案,很好地完成复杂应力构件在多荷载工况下的配筋优化设计,所得的结果符合受力机理,且不会使钢筋过度集中,还因为提高了钢筋的利用效率,所以相比弹性应力设计方法节省了用钢量.

不同荷载工况下钢筋混凝土深梁的拓扑优化设计

为探讨不同荷载工况对钢筋混凝土深梁拓扑优化的影响,同时改进当前深梁设计方法,采用渐进演化类拓扑优化算法寻求钢筋混凝土开洞深梁在不同集中加载工况和荷载集度工况下的最优拓扑结构,再依据这些最优拓扑结构建立相应的压杆-拉杆模型,并分析这些最优拓扑结构和压杆-拉杆模型的差异。结果表明:压杆-拉杆模型均为较符合满应力分布的Michell结构;集中荷载作用在梁顶时,荷载从加载点通过最短直线压杆以压力的形式向支座传递;集中荷载作用梁腹和梁底时,荷载则通过伞状拉杆悬吊在主压拱上,再向支座传递;随着荷载集度降低,最优拓扑结构向拱或拱-组合压杆的组合体系演化。在工程设计中,对于不同荷载工况条件下的钢筋混凝土深梁,可以参照最优拓扑结构在内部有针对性地设计隐藏的受压加强构件或受拉钢筋。

不同荷载工况下双段变截面H型钢梁相关屈曲性能分析

采用ANSYS软件中的板壳元,考虑双重非线性,对梁端受等弯矩、不等同号弯矩、不等异号弯矩和梁上均布荷载和两端简支与固接情况下双段变截面H型钢梁进行了全过程分析,并同时考虑了纵向焊接残余应力、初始几何缺陷的影响。根据获得的构件荷载-位移曲线和不同荷载时刻的构件整体与局部变形形态,对比分析了不同荷载工况对双段变截面梁的承载力、整体刚度、相关屈曲、塑性扩展等性能的影响。研究结果表明,对于受弯矩作用的双段变截面H型钢薄壁梁,其腹板宽厚比可尽量取大值;剪力对梁的相关屈曲性能影响很大,对主要受剪力作用的梁,要防止发生腹板局部屈曲;固接约束极大改善构件性能。

多种荷载工况下的自由曲面结构形态创建

自由曲面结构的形态创建通常只考虑重力荷载,实际工程中结构所受荷载工况较复杂。为了研究不同荷载工况对自由曲面创建的影响。分别考虑重力荷载、风荷载以及2种荷载同时作用这3种荷载工况,采用非均匀有理B样条(NURBS)生成自由曲面,以应变能最小作为优化目标进行自由曲面的形态创建。对比分析3种荷载工况下的自由曲面形态创建结果可知:不同荷载工况下的自由曲面形态创建结果存在较大的差异;若只考虑重力荷载进行形态创建,实际结构在承受多种荷载工况时,其最大位移与应力会偏大。

静动力荷载工况下水利枢纽工程中闸墩及锚索结构应力特征研究

为研究水电站枢纽工程闸墩与锚索结构在不同工况下应力特征,利用仿真计算平台获得静力与地震动力荷载下水工结构应力分布特征。静力工况下,闸墩最大拉应力以顶面、下游面较显著,而闸墩颈部以受压为主;锚固洞顶、底面最大拉应力均以Y向最大,且超过材料安全允许值,锚固洞顶、侧面受拉较小,最大拉应力仅为0.7 MPa,下游面处于受压。地震动荷载工况下,闸墩底部拉应力为最大,蓄水位愈高,则底面拉应力愈大,其中B方案相比A方案增大6.6倍;锚固洞最大拉、压应力分别位于下游面与锚块侧面;抗震设计应注重张拉预应力防护部位的配筋加固。研究结果可为水利枢纽工程中闸墩以及预应力锚索应力状态设计提供一定参考。

不同荷载工况下枢纽水闸锚索结构特性分析

为得到不同荷载工况下某枢纽水闸锚索结构特性状况。运用三维有限元数值模拟技术与方法、借助世界先进商用有限元分析软件,研究了泄洪闸闸室结构在施工期与服役后各特征水位运行工况条件下的应力与变形。结果表明:静力驱动作用下,该结构的位移与相对变形量级均不大;整体上过半数部位拉应力值均未超过相应混凝土材料的设计标准值。预压应力可以较大程度改善闸墩颈部区域的应力分布状态,但当弧门一关一开时,关闭侧弧门推力驱动作用下的拉应力值较大,会致使预压应力无法平衡。地震驱动作用下,采用拟静力方法与反应谱方法计算结果峰值和分布规律基本一致。可为同类枢纽水闸锚索结构工程的设计与施工提供一定参考。

关于非抗震荷载工况下的桥墩抗剪分析

在桥梁设计中,桥墩的抗剪设计是一项非常重要的计算内容。根据对某6度区3×30m预制T梁桥梁的下部抗剪计算,并对非抗震荷载工况下的桥墩抗剪问题进行总结分析发现:对一般的仅由风荷载及汽车引起的水平力荷载不控制桥墩的抗剪设计,即桥墩抗剪设计在非抗震工况下一般不控制设计,不是设计重点。

不同荷载工况钢箱梁天桥静力性能及稳定性分析

以某钢箱梁人行天桥为工程实例,运用有限元软件模拟不同荷载工况的天桥结构分析模型,针对主梁竖向变形、受力情况以及安全稳定性进行对比分析,结果表明:荷载作用中钢箱梁结构自重、二期恒载以及人群活载对于结构的变形和受力影响较大;不同荷载工况作用下,钢箱梁天桥的主梁跨中截面最竖向变形为-57.68 mm,主梁跨中截面最大应力值为76.03 MPa,墩顶截面最大剪力值为44.31 MPa,均满足规范设计要求;不同荷载工况下钢箱梁天桥的稳定系数均大于10,均满足天桥结构安全设计要求,综上所述表明该单跨钢箱梁天桥在运营阶段的结构受力合理性较好,安全稳定性能较高。

不同荷载工况下的CRTSⅡ型轨道板混凝土开裂分析

目前对轨道板开裂计算局限于一些特殊位置,且忽略了多种荷载工况组合,同时规范计算轨道板拉压应力并未细化,不便于实际应用。为了更全面地反映多种荷载工况组合下的单块轨道板各个位置裂纹情况,借助通用软件ANSYS自带混凝土开裂分析模块,分析了轨道板在不同荷载工况组合下的混凝土开裂情况,分析结果表明:单独列车荷载或者正温度梯度作用条件下轨道板混凝土裂纹甚微,列车荷载与负温度梯度共同作用下轨道板混凝土裂纹现象严重,研究成果对轨道板结构抗裂设计有一定的参考价值。

基于荷载修正的传统木构建筑构件重要性分析方法研究

传统木构建筑的构件重要性对于整体结构状态的评估具有重要意义,为弄清楚传统木构建筑的构件重要性,开发了一种基于荷载修正的传统木构建筑构件重要性评价程序,基于荷载工况修正与荷载重分布修正重构了荷载分布矩阵,基于荷载施加构件修正改进了构件重要性计算方法。以典型传统木构建筑——保国寺大殿为例进行了数值模拟分析,并基于广义刚度评价了构件重要性,分析了各项修正对构件重要性的影响情况以及最终修正对构件重要性的结果变化率。结果表明:柱类构件的修正变化为-0.526%~2.192%;梁栿类构件的修正变化为-2.638%~50.598%;铺作类构件的修正变化为-12.763%~9.989%;槫类构件的修正变化为-7.586%~6.918%。保国寺大殿构件重要性排序:柱类>槫类>梁栿类>铺作类;修正后柱类、梁栿类重要性提高,铺作类、槫类重要性降低。可为传统木构建筑的结构状态评估和预防性保护提供参考。

荷载多工况下超静定桁架工作状态控制途径

利用超静定桁架的内力耦合特性 ,把调整桁架工作状态的控制模型由荷载单工况推广到多工况 ,通过截短少量杆件 ,使结构在多工况下的受力状态更为合理 ;采用了临界约束初选策略 ,避免因荷载多工况引起的计算规模的增长 ,相应的算法保持在原有单工况的规模 ;线性规划模型给出了桁架算例的满意结果 .

大跨度双索柔性支架风荷载效应分析

文章以总长度为225m、单跨45m的双索柔性支架结构为研究对象,使用GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》中的基本风压作为风荷载工况,采用空间结构软件对该支架结构进行非线性分析,进而总结双索柔性支架结构在不同风荷载工况下的结构响应。

地铁盾构隧道结构设计的工况及设计参数研究

通过工程实例分析,对地铁盾构隧道结构设计荷载、设计工况选择及结构设计参数提出合理化建议:隧道荷载计算时要充分考虑围岩状况以及施工对其扰动影响;在待开发区宜适当考虑周边工程影响下的特殊施工工况,如失水工况以及地基承载力降低等工况。设计规范中对开发区管片内径、厚度、螺栓数量级型式等的特殊需求,应考虑长期运营条件下的要求,以期减少运营期隧道病害的出现概率,从而提高隧道设计安全度;从多角度分析管片选型的控制参数,希望对地铁盾构隧道结构设计及规范编制有所帮助。

空心薄壁墩连续刚构桥施工稳定性分析

为研究空心薄壁墩连续刚构桥施工环节的稳定性,以陕西某空心薄壁墩连续刚构桥为例,介绍了Midas/Civil线性屈曲分析原理,并通过Midas/Civil空间有限元分析软件搭建桥梁模型,对其各施工环节的稳定性进行了分析,对比理论推导公式结果,对影响其稳定性的相关因素进行了重点分析。该桥在裸墩状态、最大双悬臂状态、成桥阶段的稳定性系数分别为49.461、17.009、25.826,稳定性均符合相关参数要求。

泥石流荷载下钢管混凝土桩林结构的抗冲击性能

[目的]分析新型拦挡坝钢管混凝土桩林结构在泥石流冲击荷载作用下的动力响应,为其结构的设计提供有效的科学依据。[方法]通过ANSYS有限元分析软件对3种不同泥石流荷载工况下桩林坝进行数值模拟,主要分析结构的应力、应变和位移等响应。对比3种工况的响应,得到结构的最不利荷载工况。[结果]空库桩管顶部受大石块冲击是结构的最不利荷载工况,3种工况相对比,发现大石块的冲击力是导致结构破坏的主要因素;钢管混凝土桩林具有良好的抗冲击性能,在较小的塑性变形下,结构承受较大的冲击力,且受撞击构件刚度越大,冲击力峰值越大;桩管和梁管的连接部位、桩管根部和端部受约束梁管是坝体的薄弱部位,因此设计时应采取加强措施。[结论]钢管混凝土桩林是一种节约材料稳定性较好的拦挡结构,具有良好的抗冲击性能。

体外预应力桥梁现场荷载试验研究

对某高速公路体外预应力试验桥进行了现场静力荷载试验,详细介绍了荷载试验的全过程,获得了该桥在三级加载状态下的各控制点的挠度值和应变值等力学性能指标。通过桥梁专业软件MIDAS/Civil进行有限元建模,得出了对应工况下的理论计算值,并与实测值进行比较分析,对桥梁的整体性能和结构安全做出了评价。同时,利用磁通量传感器对体外索索力进行了检测,得出了索力基本不随加载级别变化。试验进一步证明了体外预应力桥梁设计方法和相关设计参数取值的正确性,对于完善体外预应力桥梁的设计方法和积累体外预应力桥梁实桥荷载试验技术资料具有重要意义。

复杂荷载作用下空冷系统排汽管道力学性能分析——以火电厂空冷岛为例

目的研究火电厂空冷系统排汽管道应力分布情况,确定用于设计的最不利应力分布模式.方法以火电厂空冷岛为例,采用《钢制压力容器分析设计标准》(JB4732-1995)中计算薄膜应力的方法,考虑将基本载荷、地震荷载及风荷载进行组合,形成各种组合工况,应用ANSYS对某300 MW火电厂空冷岛系统的排汽管道进行大量的仿真分析,并对计算结果进行整理.结果各工况结果中管道应力最大的区域发生在三通,该处一次局部薄膜应力最大值为236 MPa,小于应力限值SⅡ=259 M Pa;除三通外其他区域在各种荷载工况下的最大薄膜应力均较小.其中与-X方向风荷载组合的各计算工况中,管道应力水平比之没有风荷载作用的相对较高,说明风荷载对管道应力影响较大,原因是管道属于高耸结构,且上部结构迎风面积较大.薄膜应力与弯曲应力求和后最大值为280 MPa,该应力为一次应力加二次应力,远小于限值SⅣ=518 M Pa.结论管道应力最大的区域为三通,三通区域的应力水平远高于其他区域,最终得出危险荷载工况作用下管道支座、三通、下部三通、折角以及盖板的应力分布,为300 MW直接空冷排汽管道提供设计依据.