柔性连接填充墙RC框架结构非线性有限元分析

为了研究橡胶作为新型柔性连接材料对填充墙钢筋混凝土(RC)框架结构抗震性能的影响,在7榀1/2缩尺填充墙RC框架结构低周反复加载试验的基础上,采用DIANA有限元软件分析了填充墙与框架之间的连接方式、砌块材料、柔性连接材料以及砂浆强度对填充墙RC框架结构抗震性能的影响。结果表明:与刚性连接相比,以橡胶作为新型柔性连接材料,能减缓结构的强度和刚度退化,极大降低结构的破坏程度,显著提高结构的抗震性能;高弹性橡胶和高阻尼橡胶作为柔性连接材料均表现出优异的抗震性能,而聚苯板(EPS)作为柔性连接材料的抗震性能要比橡胶差;刚性连接方式下不同砌块材料对结构抗震性能影响很大,当使用强度较高的砌块材料时建议采用柔性连接方式以减弱墙-框相互作用;合理降低砂浆的强度等级,可以改变填充墙的破坏模式,对抗震有利。

PVC膜材剪切模量非线性研究及有限元分析

基于气承式膜结构顶部受不同水平荷载时位移呈非线性变化这一现象,从膜材剪切特性入手,通过双轴偏伸试验研究膜材剪切性能,得出膜材剪切应力与剪切模量的变化关系,发现膜材剪切模量并非常数。为验证这一结论,引入ABAQUS有限元分析,依据试验中得到的膜材剪切模量与剪切应力关系建立材料模型,以气承式膜结构为例进行分析。在考虑膜材剪切特性基础上,通过模拟得到的气承式膜结构顶部水平荷载-位移曲线也呈非线性趋势,剪切模量为常数条件下模拟位移与试验位移误差率均值在20%左右,而膜材剪切模量随剪切应力变化条件下模拟位移与试验位移的误差率在10%左右。验证了膜材剪切模量不为常数这一假设,表明膜材剪切模量变化对气承式膜结构位移变形的影响不能被忽略。

考虑垫片非线性时法兰接头性能的三维有限元模拟——法兰接头的应力强度和泄漏过程分析

本文对法兰接头系统建立了有限元模型。利用ANSYS有限元程序 ,详细分析了法兰接头连接系统的强度和紧密性 ,同时分析了接头的泄漏过程。

改良片段弓技术压低下前牙过程中适宜加载力值的三维非线性有限元分析

目的改良式片段弓技术被用于压低前牙、打开咬合,取得了良好的矫治效果。为进一步研究其生物力学机制,本文建立了改良片段弓矫治技术的下颌牙列三维非线性有限元模型,分析其生物力学特点及压低辅弓适宜的初始加载力值。方法结合前期研究结果建立改良片段弓矫治技术的下颌牙列三维有限元模型,将压低辅弓从0.2~0.6 N平均设置5个工况,通过分析不同工况下下颌牙列的运动趋势及应力分布情况,初步探讨压低辅弓适宜的初始打开角度和加载力值。结果在各工况的改良片段弓作用下,侧切牙和尖牙发生压入移动并伴少量唇倾;第一磨牙远中倾斜并伴有牙冠的近中颊向远中舌向旋转;随着各个工况下辅弓初始加载力值的增加,各牙的移动量也进一步增大;其余牙齿无明显移动。当压低辅弓的初始加载力值为0.5 N左右时,改良片段弓矫治技术能获得适宜的前牙压入移动。结论改良片段弓技术能压低前牙段,同时控制后牙段的伸长,有利于深覆牙合特别是高角、露龈笑或成年深覆牙合患者的矫治;其压低辅弓适宜的初始加载力值为0.5 N左右。

硬岩隧道锚喷支护施工过程非线性有限元分析

聚丙烯纤维喷混凝土作为隧道锚喷支护中的新型支护方式,具有施工便捷特点,并可以改善混凝土的性能和耐久性。文章采用非线性有限元法对东巨寺沟硬质围岩铁路隧道进行了大断面开挖-锚喷支护施工全过程分析,分析了施工过程中围岩的位移变形、应力、塑性区分布特征,验证了隧道支护后的围岩稳定性和支护效果。

超长倾斜联络通道冻结施工全过程有限元分析

在滨海软土地区开挖地铁联络通道时常采用地层冻结技术来提高土体的强度和稳定性,冻胀、管片及衬砌的应力集中、融沉等问题是冻结法施工过程中面临的巨大挑战。本文以天津地铁7号线某超长倾斜联络通道的冻结法施工为背景,使用ABAQUS软件建立三维热力耦合有限元模型,依照施工顺序对积极冻结期、维护冻结期和自然解冻期进行全过程数值模拟。结果表明:对于倾斜联络通道,地表的冻胀、融沉竖向位移均存在单向对称性,且隧道管片、倾斜联络通道衬砌应力分布非对称,在开挖支护过程中管片开口侧边中部及倾斜联络通道衬砌的尖角部分存在较大的应力集中,土体解冻后,倾斜联络通道的尖角部分和直墙拐角处应力集中值因冻胀压力释放而减小。

基于时间有限元的非线性系统周期响应求解及稳定性分析

非线性现象广泛存在于结构分析之中,获取非线性系统的周期响应对分析结构的频响特征、分岔与稳定特性至关重要。为此,一种基于时间有限元的非线性系统周期响应求解方法被提出。该方法在伽辽金时间有限元法的基础上,引入周期边界条件,并结合牛顿迭代法进行求解。该方法的优势在于:能够简单地处理非光滑周期荷载(如阶跃或冲击周期荷载);能够直接根据时间有限元的系统矩阵计算传递矩阵和Floquet乘子,进而判定周期解的稳定性。最后,通过数值算例验证了所提时间有限元在非线性系统周期响应求解及稳定性分析中的正确性、收敛性以及精度。

非线性BBM方程BDF2混合有限元方法的超逼近分析

针对非线性Benjamin-Bona-Mahony (BBM)方程,在时间上构造了2阶的Backward differential formula (BDF2)时间离散格式,在空间上采用双线性单元和零阶RT单元的混合有限元方法,研究了其超收敛性质.首先,利用变换技巧给出关于逼近方程的稳定性.其次,利用逼近解的有界性得到关于其原始变量u的一个超逼近结果,进而得到其中间变量q的超逼近结果.最后利用一个算例验证理论结果的正确性.

基于非线性有限元分析的公路桥梁抗震性能优化设计

文章基于非线性有限元分析,对公路桥梁的抗震性能展开优化设计。首先对钢桁梁柔性拱桥建立非线性有限元模型,并对其抗震性能进行了位移响应分析。分析结果显示,在纵向和横向地震组合下,拱肋和主桁的位移均较大,但整体抗震性能良好,且受到横向地震组合的主要控制。

加腋大板结构非线性有限元分析

加腋大板结构在地下室工程中应用较广,但目前有关加腋大板结构的计算分析及其设计方法尚未统一。为深入了解加腋大板结构的受力特性,文中以一个3×3跨加腋大板地下室顶板结构为研究对象,通过有限元软件MidasFEANX,建立了加腋大板结构的三维实体及钢筋有限元模型,进行了非线性有限元分析。分析结果表明,加腋大板结构为典型的梁、板混合受力模式;加腋大板结构存在一定的拱效应,有利于对其裂缝的控制;加腋大板柱顶区域受力较为集中,设计应予以有效加强,梁端箍筋应力较大,设计时可按梁承担所有剪力考虑。采取有针对性的加强措施后,采用梁板有限元方法进行加腋大板结构的设计是经济合理且安全可靠的,有关计算及设计建议可为同类工程提供参考。

基于有限元分析及非线性规划的金属成形过程优化设计

综述显式有限元分析和非线性规划算法的理论基础，进而将它们在金属成形分析和设计中的应用加以回顾。

低压塑壳断路器中电动斥力的三维有限元非线性分析与实验研究

电动斥力的计算对低压塑壳断路器(MCCB)的设计有重要意义。基于电流一磁场一电动斥力之间的方程,并考虑铁磁物质的影响,应用三维有限元非线性分析,引入圆柱导电桥模型作为接触点模拟触头问的电流收缩,统一计算触头间的Holm力和动导电杆上的Lorentz力。耦合电路方程,并以动触头上的预压力为约束通过迭代运算,从而确定动触头的打开时间。分析了五种不同结构的MCCB,并对电动斥力和触头打开时间进行了实验研究,结果表明,该方法是有效的,可用于MCCB新产品触头系统的设计。

大跨径斜拉桥非线性静风稳定性全过程分析

在综合考虑静风荷载与结构非线性影响的基础上 ,采用增量与内外两重迭代相结合的方法对大跨径斜拉桥静风稳定性进行了全过程分析。以一座主跨 1 0 0 0 m的斜拉桥为例 ,验证了该方法的可行性。最后 ,探讨了初始攻角。

ANSYS在砌体结构非线性有限元分析中的应用研究

在采用ANSYS进行砌体结构非线性有限元分析时,目前还缺乏可以借鉴的普遍性研究结论。论文根据程序特点和研究问题的本质,探讨了ANSYS应用于砌体有限元分析时模型建立、材料本构、破坏准则、迭代算法、收敛准则、预应力的模拟等问题,以典型试验结果为基础,通过算例分析探讨了其适用性,并提出了相关建议。

改进型钢结构梁柱节点非线性有限元分析

对 4种不同构造形式的钢框架梁柱节点进行了非线性有限元分析 ,研究了节点局部构造对应力分布、塑性区分布及极限承载力的影响 ,分析了焊接孔末端的应力分布状况。文中对不同节点的力学性能进行了分析比较 ,计算结果与试验结果吻合较好。

正交各向异性冻土与建筑物相互作用的非线性有限元分析

将冻土与扩大墙基作为一个整体结构，将各向弹性模量及泊松比随温度、水分、应力变化的冻土视为正交各向异性的非线性材料；将冻土冻胀系数作为负线膨胀系数，按结构温度应力的计算方法，应用结构非线性分析的有限元法，对冻土与扩大墙基之间的相互作用进行数值计算，获得其应力场、位移场及冻土与扩大墙基之间的各种作用力；理论分析结果与模型试验吻合，提出了一种求解冻土与基础相互作用的通用数值分析方法，供生产设计参考应用。

钢框架梁柱端板连接的非线性有限元分析

运用通用有限元软件ANSYS建立三维有限元模型,对8个不同形式、不同构造的钢框架梁柱端板连接进行了非线性有限元分析(FEA),并与相应的试验结果进行了全面对比分析。比较结果表明:该文的有限元模型不但能够准确地分析计算各种类型和不同构造的钢框架梁柱端板连接节点的整体受力特性,包括承载力、弯矩-转角(M-φ)曲线、极限变形状态等,还能有效地分析计算节点及其组件的细部受力特性,包括高强度螺栓的预拉力,端板和柱翼缘之间的接触状态,以及节点域、端板、螺栓、端板加劲肋、节点域加劲肋等组件的受力状态,为进一步运用该模型对各种形式和构造的端板连接进行全面的有限元参数分析计算提供了正确性依据。同时,有限元分析还给出了螺栓预拉力引起的接触面预压力分布、荷载作用下接触面的摩擦力分布以及节点的主应力流分布等对于全面和深入理解端板连接节点受力特性非常有意义但是又难于通过试验进行测量的结果。

空气弹簧非线性弹性特性有限元分析

应用 ABAQU S非线性有限元分析软件 ,对空气弹簧进行有限元建模 ,计算其静态刚度特性。理论计算结果与试验结果比较吻合。最后对影响空气弹簧弹性特性的主要参数进行了讨论。

唇形橡胶密封圈非线性接触有限元分析

借助于大型非线性有限元分析软件ABAQUS,对自行设计的非标准件唇形橡胶密封圈进行了三维装配体非线性接触有限元分析,对唇形密封圈在不同初始过盈量和油压下的变形与应力情况进行了分析研究。结果表明:最大接触应力随着初始过盈量增加而增加;在不同油压作用下,最大接触应力始终大于油压,满足唇形圈的密封条件,并经实践检验,证明有限元分析结果是正确的。

含软弱夹层层状围岩地下洞室平面非线性有限元分析

对含软弱夹层的层状围岩建立有限元计算模型,提出层状岩体与软弱夹层按横观各向同性材料,层间接触面则以带转动自由度的Goodman接触面单元进行摸拟,通过对工程实测数据和弹塑性非线性有限元计算结果进行对比分析证明其是合理的。