钢结构建筑异型节点极限承载特征多尺度非线性数值模拟

异型节点作为传递建筑结构内力的枢纽,满足受力要求是结构安全的重要保证。为了精准还原异型节点的力学特征,提出钢结构建筑异型节点极限承载特征多尺度非线性数值模拟方法。考虑几何结构、材料属性等因素,构建钢结构建筑异型节点的非线性有限元模型。模拟异型节点荷载施加过程,多尺度分析节点的受力机理。从抗剪和抗弯两个方面,计算异型节点的极限承载力,输出异型节点的极限承载特征数值模拟结果。结果表明,与传统数值模拟方法相比,优化设计方法的极限承载力模拟误差降低了1.88 N,本文方法的应用能够有效控制异型节点的失稳概率。

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 。

求解布尔与非线性数值约束相混合的约束问题(英文)

布尔与数值变量相混合的约束问题有着广泛的应用,但是当约束中的数值变量间存在非线性关系时该问题求解起来十分困难.目前的许多求解方法都是不完备的,即这些方法不能完全肯定某些包含非线性数值表达式的约束是否能够成立.针对这种问题,提出了将非线性数值约束转化为特殊形式的优化问题,采用全局优化算法对其进行求解的方法.已经实现了一个基于此方法的原型工具.实验结果表明,该方法能够有效地求解非线性混合约束问题,并且总能够得到该约束条件是否可满足的结果.

中低纬等离子体泡的非线性数值模拟

在一维密度扰动的假定下,考虑不同的初始背景电场条件,对太阳高年的春季期间的赤道以及中低纬地区电离层F区的等离子体不稳定性进行了非线性数值模拟研究。结果表明:在没有背景电场作用时,只有磁赤道地区的密度扰动能发展成等离子体泡,并上升到F层峰以上;中低纬地区的密度扰动需要在背景电场的作用下才能进一步发展成等离子体泡;随着纬度增大,等离子体不稳定性发展所需要的背景电场越强,这意味着导致磁赤道和中低纬地区的等离子体泡形成的等离子体不稳定性不同。

波浪与大开孔消浪结构作用非线性数值模拟

基于二维Laplace方程和边界条件,经过Green转换得到以势函数及势函数法向导数为未知量的积分方程。结合0-1混合型边界元和分区边界元方法建立一个适用于求解波浪与大开孔消浪结构相互作用的强非线性波浪变形数值模式,同时给出开孔板上波动压力的计算方法。通过数模与物模结果对比,该数值模式具有较好的精度,可应用于开孔沉箱防波堤消浪效果的计算和研究,其处理原则对其他低反射海工结构物计算也将有适用性。

弧形闸门L型水封压缩过程非线性数值模拟

本文分析弧形闸门L型水封预压缩特点,应用超弹性橡胶材料Mooney-Rivlin两参数模型建立该水封压缩过程的数值分析模型,在模型中采用接触单元模拟水封与止水座间接触,通过止水座的相对位移来控制水封的预压缩量。数值模拟结果表明,在预压缩过程中,L型水封与止水座间接触中心位置和接触范围逐渐从水封接触边顶部向其根部移动,而且水封顶部脱离止水座。施加了水压后,水封完全与止水座接触。进一步分析水封与止水座接触力变化过程可以看出,在水封预压缩及施加水压全过程中,接触力主要来源于水压,由预压缩产生的接触力比较小,也就是说,L型水封的启闭摩阻力主要是水压产生的。

高强连续螺旋箍筋装配柱受压静载试验的非线性数值模拟

采用ABAQUS有限元分析软件对3根高强连续螺旋箍筋装配柱进行受压静载试验全过程的非线性数值模拟,分析外包钢板箍的厚度、长度以及柱的轴压比对装配整体柱的承载能力的影响。在分析中,选用约束混凝土的本构模型进行高强连续螺旋箍筋装配柱的静力非线性分析,并结合梁柱杆件单元,根据不同的材料属性对高强连续螺旋箍筋装配柱正截面进行精细划分,以实现高强连续螺旋箍筋装配柱的模拟技术。结果表明,ABAQUS有限元分析软件能够有效模拟高强连续螺旋箍筋装配柱正截面的力学和变形过程,具有较好的计算精度。

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.

应变强化型真空绝热容器的非线性数值模拟

采用应变强化技术可使真空绝热容器壁厚减薄,实现轻量化设计。但是筒体壁厚减薄会导致结构不连续区处应力增加。为准确分析应变强化型容器在各种工况下的应力应变,以奥氏体不锈钢移动式真空绝热容器为研究对象,采用非线性有限元方法对容器的应变强化过程进行研究;并在此基础上,考虑实际运输过程中遭遇的颠簸、制动、急速转弯等工况下的惯性力载荷,研究容器的应力应变分布情况。结果表明:应变强化过程中变形鼓胀主要发生在远离结构不连续区的圆滑过渡筒节部位,八点支撑区域的变形很小。运输过程中,惯性力载荷对容器应力强度的影响不大,应力应变分布情况与静态工况下的相似,最大Mises等效应力均出现在内容器固定端下支撑处的加强圈上。

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。

沉管隧道接头三维非线性数值模拟

接头是沉管隧道中很薄弱但是非常关键的环节,接头的防水则更是被重点关注的内容。管段的不均匀沉降会导致接头的错位和张开,给接头的安全止水带来很大威胁。采用三维数值模拟方法,考虑接头GINA止水带和管端混凝土的非线性接触,以历年监测数据所反映的沉管位移作为边界条件,分析了沉管隧道接头GINA止水带在接头处于压缩、剪切和扭转等变形及复合状态下的力学性态,得到了接触应力在接头断面上的分布规律。结果表明,GI-NA止水带渗水接触应力的控制点通常位于GINA止水带截面下缘;接触应力在顶板、底板和侧壁分部较均匀,在转角部位易集中;在现有沉降水平下,接头GINA止水带的安全止水性能是可靠的。

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。

柔性管骨架层湿式压溃非线性数值模拟（英文）

压溃作为海洋柔性管道的一种典型失效形式,对其进行研究具有重要的工程价值。文章考虑了内护套层的影响,建立了包含内护套层的海洋柔性管道骨架层湿式压溃有限元模型,采用弧长法,分别考虑了初始椭圆度、接触非线性和材料非线性的参数影响,进行了骨架层非线性压溃力学性能的数值模拟,并与不含内护套层的单纯骨架层压溃模型进行了对比。研究结果表明,随着初始椭圆度的增加,临界压溃载荷会降低,呈现负相关关系;考虑接触非线性和材料非线性因素会对临界压溃载荷产生较大影响,具体表现为随着摩擦系数和材料屈服应力的增加,临界压溃载荷也会增加,呈现正相关关系;考虑内护套影响后,临界压溃载荷略有增加,说明内护套层在承担外压载荷时也起到了一定作用,但对于计算骨架层临界压溃载荷值影响不大。

非线性数值模拟柱面气膜密封动态特性

针对气膜密封研究中密封气膜动态特性分析难点问题,采用非线性数值模拟法对柱面气膜密封系统的动态特性进行研究.建立了柱面气膜密封系统的动力学模型,给出了基于有限元数值方法的瞬态气体雷诺方程(含时间项)与系统动力学方程的耦合求解流程和方法,数值仿真给出了柱面密封环的中心轨迹图、确定了一定转速下的临界无量纲质量、不同密封环无量纲质量时等量位移扰动下系统的响应图,分析了密封环无量纲质量对系统稳定性的影响.结果表明:光滑柱面气膜密封系统存在临界无量纲质量,临界时系统受扰后处于半频涡动状态,随着密封环无量纲质量的增加,受扰后系统收敛时间变长,稳定性变差.