钢筋混凝土双肢剪力墙非线性静力有限元分析

利用有限元软件ABAQUS中的混凝土损伤塑性模型,采用分离式方法建立有限元模型,对钢筋混凝土双肢剪力墙进行了非线性分析;在与试验结果进行对比分析的基础上,选取了用于钢筋混凝土剪力墙非线性有限元分析的材料破坏准则和本构关系进行建模;通过数值计算,分析了轴压比、墙连梁跨高比、墙分布钢筋配筋率、边缘构件配筋率对钢筋混凝土双肢剪力墙的承载能力、延性、破坏形态等的影响。结果表明:轴压比、分布钢筋配筋率和连梁跨高比对钢筋混凝土双肢剪力墙的受力性能影响较为明显;边缘约束构件配筋率对墙体的影响较小。

勐岗河大型悬索跨越管道成桥状态下非线性静力有限元分析

云南楚雄—四川攀枝花天然气管道工程勐岗河悬索跨越管道因采用了一跨过河的方式架设,其在清管时产生的变形和应力不可忽视,为了获取清管动力响应特性的初始条件,需要先进行成桥状态下的非线性静力有限元分析。为此,首先基于ANSYS Workbench软件建立了1∶1的仿真模型;然后分析了存在一定起拱高度时,跨越结构在自身重力作用下各部分的应力大小;最后通过对跨越管道施加不同的静载荷,计算了管道的应力和位移并进行了校核。研究结果表明:①所建存在一定起拱高度的跨越结构仿真模型在自身重力作用下的应力与位移均低于许用值,并且与现场测试数据偏差较小;②试压工况下,管道最大应力位置出现在南岸桥面管道开始起拱处而非跨中部;③随着施加载荷的增加,管道的最大应力和位移也不断增大,但整体位移变化较小而应力最先达到许用应力值;④受起拱高度的影响,跨越管道在外载荷作用下各部分的位移变化和极限应力出现的位置均存在着特殊性。结论认为,该研究成果为后续同类型的跨越结构清管动力响应研究奠定了基础。

不同无索区长度下独塔斜拉桥静力性能的有限元分析

无索区长度对桥梁受力性能的影响显著,适宜的无索区长度能够优化桥梁整体结构的受力,因此长度的选取在桥梁设计中尤为重要。本文以湘西某跨径为(196+101+62)m的独塔斜拉桥为工程背景,利用有限元分析软件Midas civil建立分析模型,对塔根处和梁端处的无索区长度进行单因素分析。结果表明:塔根处及梁端处无索区长度的变化对主跨主梁挠度,边跨主梁挠度等影响显著,而对斜拉索最大拉力的影响较小。本文成果可为斜拉桥总体设计提供一定的借鉴与参考。

基于向量式结构力学的结构非线性静力分析

向量式结构力学是基于向量力学提出的广义而系统化的结构数值分析理论,特别适合求解非线性、大变形及不连续问题。本文基于向量式结构力学基本原理建立了桁架结构非线性静力分析方法,给出详细的计算公式和计算步骤。给出三个数值算例,通过与ANSYS计算结果的对比分析,验证了向量式结构力学对非线性静力分析的适用性和精度。

落石被动柔性防护网非线性静力设计方法及验证

被动柔性防护网是一种常见的落石灾害防治措施。针对当前落石被动柔性防护网尚无适用的工程化设计方法的现状,以非线性计算过程中结构内能与设计防护能级相等作为加载完成的判别准则,建立了落石被动柔性防护网的非线性静力设计方法。基于LS-DYNA对250~5000 kJ共8种常用能级的被动柔性防护网开展非线性动力分析,明确了冲击力的分布范围及相对大小,形成了适用于不同能级落石被动柔性防护网非线性静力设计的荷载模式。为了有效模拟被动柔性防护网特殊的受力特征,开发了由索单元与受拉弹簧单元组成的非线性耗能单元用于耗能器模拟,开发了内部由多段索单元组成的滑移索单元用于滑移边界以及网环单元模拟。基于对网片冲击试验的反演和3500 kJ被动柔性防护网的设计及足尺冲击试验检验,验证了所提出的落石被动柔性防护网非线性静力设计方法的有效性。

矩形钢管混凝土桁架静力性能非线性有限元分析

为了研究矩形钢管混凝土桁架的静力性能和分析模型,采用非线性有限元法,建立了两种不同的杆系模型,并将分析结果进行比较.结果表明:单材料模型对矩形钢管混凝土桁架的分析结果较为可靠,但材料本构关系成为有限元分析的关键;矩形钢管混凝土桁架的破坏并不是杆件造成的,而是由节点失效引起的,且失效将发生在相对变形量较大的节点位置;分析所得极限承载力为桁架节点发生塑性变形时荷载值,与桁架整体极限承载力稍有偏差,但分析模型能够满足桁架在桥梁结构中的设计要求.

钢框架结构的非线性静力抗震可靠性分析:Ⅰ有限元反应及其灵敏度

作为一种随机有限元方法,有限元可靠度方法通过有限元反应灵敏度分析将结构可靠度分析的近似解析方法与结构确定性分析的有限元方法结合起来,可以有效地处理结构反应是基本随机变量的隐式函数这一难题,因此成为大型复杂结构可靠度分析的有效工具。采用基于位移的非线性纤维梁柱单元对钢框架结构进行有限元建模,推导了单元与截面的基本方程。针对基于位移的纤维梁柱单元,采用逐级递进方式,分别推导了整体级、单元级、截面级和材料级的有限元反应灵敏度直接微分表达式。研究结果可为采用FORM或SORM等近似解析法进行钢框架结构的非线性静力有限元可靠性分析提供算法支持和编程依据。

人工塑性铰连接的装配式钢混组合节点非线性静力分析

针对装配式框架节点损伤模式不可控、震后修复困难等问题,提出一种基于人工塑性铰连接的新型装配式钢混组合框架节点形式,其具有构造简单、承载耗能、易装配等特点。为进一步明确该新型节点的受力性能,利用ABAQUS建立节点的非线性有限元模型,以轴压比、翼缘连接板厚度、抗剪耗能杆直径为参数变量,研究不同参数对节点破坏模式、受力机理及弯矩-转角曲线的影响规律,并对节点刚性进行评估。结果表明,该新型节点的破坏模式为梁端受弯破坏,人工塑性铰对节点内力分配与传递起关键作用;随着轴压比的增大,节点承载力和延性系数呈现出先增大后降低的变化趋势,翼缘连接板厚度对节点承载力和延性均有较大影响,抗剪耗能杆直径对节点承载力的影响较小,但对节点延性变形影响较大;该新型节点属于铰接连接和完全强度连接。

钢筋混凝土剪力墙结构几何和材料双重非线性静力分析的伪动力有限元法

本文进一步发展了不需存贮结构刚度矩阵和求解非线性方程组的伪动力有限元法以应用于钢筋混凝土剪力墙结构的非线性静力分析，文中对钢筋混凝土材料采用Vecchio和Collins的非线性弹性抹平旋转裂缝模型，几何非线性采用Green应变公式计算，用平面应力三角形单元离散剪力墙结构，时间积分采用显示中心差分格式，数值计算表明，本文方法有效可靠．

钢筋混凝土开洞剪力墙结构抗震非线性有限元分析

本文以钢筋混凝土开洞剪力墙结构为研究对象,建立了该类结构动力非线性有限元分析计算及该类结构静力非线性pushover有限元分析计算的基本过程,并编制了相应的计算机程序.通过与实验分析结果的比较,检验了本文动力非线性有限元分析计算方法的准确程度,验证了静力非线性pushover有限元分析方法应用于开洞剪力墙抗震非线性性能评估的可靠性。

高强型钢超高性能混凝土短柱轴压性能试验及其有限元分析

为研究高强型钢超高性能混凝土短柱的轴压性能,对试件进行了轴心受压试验,设计参数包括配钢率、箍筋间距和箍筋形式。观察了试件的轴压破坏过程,获得了破坏形态及轴向荷载-位移曲线,分析了承载能力、变形能力、刚度等轴压性能指标,以及超高性能混凝土、纵筋、箍筋和型钢的应变发展规律。在试验研究基础上,采用ABAQUS建立了高强型钢超高性能混凝土短柱轴压性能有限元分析模型,计算结果与试验结果吻合较好,进而进行了参数分析。结果表明:试件发生的是典型轴压破坏,中部表面出现“锯齿形”裂缝;轴向荷载-位移曲线会出现2次荷载峰值;箍筋间距减小时,试件的承载能力和变形能力均提高,但刚度退化速率没有显著变化;配钢率增大时,试件的承载能力提高,变形能力先增大后减小,刚度退化变缓;型钢强度增大时,试件的承载能力和变形能力均提高,提高速度先快后慢;超高性能混凝土抗压强度增大时,试件的承载能力提高,变形能力降低;超高性能混凝土受拉能够达到峰值应变;纵筋在极限点之前发生受压屈服;箍筋在极限点时应变不足屈服应变的1/3,但在破坏点前达到受拉屈服;型钢翼缘在极限点前后发生屈服,腹板屈服晚于翼缘。

单桩横向非线性静力响应的三维有限元数值模拟

利用有限元程序ANSYS ,对桩土相互作用体系中单桩的横向静力响应进行了三维有限元数值模拟.在水平拟静态荷载作用下,分析了土体的非线性,桩土之间接触面的分离,桩的长宽比等因素,对单桩横向响应的重要影响.最后,通过与Trochanis的数值解作比较,比较真实的反映了,单桩在水平拟静态荷载作用下的响应。

钛材球阀静力有限元分析

以公称直径65 mm的钛材浮动式球阀为研究对象,利用Abaqus软件对不同工况下钛阀的壳体强度进行了分析。对钛材球阀在管道拉弯荷载和介质压力共同作用下的壳体强度进行有限元分析,证明了球阀的强度和刚度满足设计要求。分析了倾斜、摇摆、高低温工况下球阀的应力分布情况,结果表明,上述工况对球阀的应力几乎没有影响。

特高压拉线塔拉线的非线性静力特性及其整体简化有限元模型

特高压拉线塔拉线的非线性静力分析是进行拉线塔静力特性分析的基础。首先建立特高压拉线塔拉线的静力理论分析模型,给出描述拉线对主柱弹性支撑作用的等效弹性模量公式,研究拉线的非线性静力特性。然后阐述拉线的基于双线性杆单元的整体简化模型,并提出基于多分段线性杆单元的整体简化模型。最后通过特高压拉线塔在大风工况下的算例对整体简化模型进行对比验证。研究结果表明:当拉线弦向伸长量较大时,拉线的等效弹性模量趋近于拉线材料的弹性模量,拉线弦向应力近似随伸长量线性变化;当拉线弦向缩短量较大时,随拉线弦向长度减小,拉线的等效弹性模量变化较慢且值较小;随拉线初应力增大,拉线弦向变形与弦向应力的非线性程度减弱;所提基于多分段线性杆单元的整体简化方法具有较高的精度,是进行特高压拉线塔拉线静力有限元分析的有效方法。

弧形工作闸门三维静动力有限元分析

弧形工作闸门的三维静动力有限元分析旨在研究该闸门在不同工况下的结构响应和动态特性。使用有限元软件,将弧形工作闸门的几何模型建模成三维结构,并设置相应的材料属性、约束条件和加载情况。通过施加适当的边界条件和加载,模拟不同工况下的结构响应。采用静力学和动力学分析方法,计算并评估闸门在各个工况下的应力、变形、振动等参数。在某些特殊工况下,如极端荷载或地震等情况下,闸门可能会出现一定程度的应力集中和振动增加,需要进一步考虑增加结构强度或采取减振措施,针对静动力的有限元分析将进一步为改进设计提供参考依据。

软体排沉排受力分析与非线性有限元计算

针对航道整治工程中软体排的铺排施工过程,分析软体排在静水沉放过程中的受力,利用非线性有限元方法进行模拟计算,以分析排布的实际受力大小及受力分布。结果表明,排布受力状态沿宽度方向上的分布具有明显不均匀性,须在软体排排布设计及实际铺排施工时加以重视。

空间XK型圆钢管相贯节点极限承载力非线性有限元分析

应用材料非线性和几何非线性有限元法对空间XK型节点圆管相贯节点进行了数值计算,分析了节点在荷载作用下应力的发展、变化过程及节点变形,并将分析结果与相关试验结果进行了比较,在此基础上得出一些有价值的结论。

装配式钢框架柱法兰栓焊连接节点受力性能试验研究与有限元分析

为研究一种新型法兰栓焊连接柱节点在多高层钢结构中的工程应用,对3个法兰连接足尺模型试件进行了静力加载试验,并建立ABAQUS有限元模型对其进行对比论证以及理论分析。分析结果表明:新型法兰栓焊连接节点受力性能良好,对比传统法兰连接节点其刚度和承载力均有所提升;新型法兰栓焊连接节点的破坏模式有所改善。得出了不同焊缝尺寸下新型法兰栓焊连接节点的螺栓与焊缝承受弯矩的受力分配比,试验结果与有限元分析结果具有较好的一致性。

水库大坝三维有限元静力分析研究

为验证水库坝体设计阶段的结构安全性和合理性,为进一步优化坝体设计提供依据,使用三维有限元静力分析方法,评价坝体应力和位移、周边缝和垂直缝位移,根据计算结果,可对坝体分区设计、分缝间距、坝体分期填筑等参数提出完善措施和建议,并为选定的设计方案提供全套计算成果依据。本文结合某水库坝体运用非线性三维有限元方法,采用邓肯张E-B模型,研究坝体应力和变形等静力特性,为完善设计方案提供计算指导。

双柱式桥墩的有限元静力分析

为了研究荷载作用对山区双柱式桥墩的影响,采用ABAQUS建立双柱式桥墩模型,模拟了受到荷载作用下的双柱式桥墩,并对桥墩的应力位移等进行了分析。以重庆某山区的双柱式桥墩为例,对双柱式桥墩施加300 KN荷载,在荷载作用下进行应力位移分析,并对1/4处、1/2处和3/4处三个控制点进行分析。经过模型分析之后可以得出:在300 KN大小荷载下,双柱式桥墩混凝土部分盖梁中部受到的应力较大,由上至下1 m处的位移较大,钢筋笼在与盖梁连接内侧处的应力与位移都较大,并获得了1/4处、1/2处和3/4处三个控制点的应力位移值,一旦遇到过大荷载或者其他的破坏容易造成损伤,研究桥墩的受力情况可以对桥墩的破坏形式研究打好基础,也可以为如何加固桥墩提供方向。