基于OpenSEES和ABAQUS有限元模型的剪力墙拟静力试验研究

为保证模拟精度并提高钢筋混凝土剪力墙有限元模型计算效率,分别采用ABAQUS软件和OpenSEES软件建立精细化和简化有限元模型,对1个足尺钢筋混凝土剪力墙试件拟静力试验进行数值模拟分析,从试验现象、破坏模式、裂缝发展趋势、应变、滞回曲线等方面进行对比验证。结果表明:在保证模拟精确度的前提下,ABAQUS精细化模型在裂缝发展、墙体损伤等方面与试验现象吻合较好,但模型计算时间较长;OpenSEES简化模型在滞回曲线方面模拟结果与试验结果吻合更好,误差在5%以内,并显著提高了计算效率。

基于ABAQUS的农业机械联轴器静动态特性分析

随着农业机械产业化发展,各种旋转机械设备在农业生产中应用广泛。联轴器作为一种大型的旋转机械装置,其性能直接关系到农机设备的稳定性以及安全性。然而,受环境等因素的影响,联轴器在长期的复杂荷载状态下运行会出现各种故障问题,进而导致农业机械设备失效。对此,基于ABAQUS的农业机械联轴器静动态特性分析,可以充分保障农机设备运行的安全性、稳定性。

基于ABAQUS的正交异性钢桥面铺装层力学特性分析

为了分析正交异性钢桥面铺装层的力学特性,确定铺装层受力的最不利荷载位置,采用ABAQUS有限元软件建立了正交异性钢桥面铺装层受力模型,分析了不同类型车轮荷载在不同的作用位置对应的铺装层的受力特性。结果表明:双轮荷载结果数据对结构验算而言更加保守,对于位移和横向最大拉应力而言最不利加载位置在3号位,随着距离横隔板位置增大,最大竖向位移和横向最大拉应力逐渐增大,在距离2 m时取得最大值。

空投方舱入水静力分析研究

针对降落伞空投方舱入水问题进行了静力分析,以得到典型载况下的最佳入水角.确定了方舱主尺度及船型参数.首先,假定入水角,计算不同吃水深度下的静水力特性;然后,假定重心高度,计算艏部和艉部入水时的复原力矩,得到复原力矩曲面图谱;最后,通过计算超载、满载和空载3种典型载况下的倾覆力矩,进一步确定入水静力平衡曲线,得出3种典型载况下的最佳入水角.结果表明:在艏部入水时,超载下最佳入水角为38°,满载下最佳入水角在10°~90°,空载下最佳入水角为12°;在艉部入水时,超载下最佳入水角为58°,满载下最佳入水角为55°,空载下最佳入水角为51°.并可将结果用于约束其他载况下的最佳入水角.通过空投方舱入水角要求可约束某一载况下重心高度可行域,为后续设计和空投入水提供技术参考数据.

基于ABAQUS的钢筋混凝土柱拟静力试验非线性分析

为了研究ABAQUS在钢筋混凝土结构拟静力试验数值分析中的适用性,选取了美国太平洋地震工程研究中心结构性能数据库中的一根矩形截面钢筋混凝土柱(RC柱)的拟静力试验数据,在ABAQUS中分别采用实体单元和纤维梁单元两种方式对其在低周往复荷载下的抗震性能进行了数值模拟,并与试验结果进行了对比。结果表明:剪跨比不仅影响了RC柱的最终破坏形态,还会影响其抗侧刚度,且剪跨比越大,抗侧刚度越小;轴压比的增大会导致骨架曲线出现下降段,使RC柱的延性降低;混凝土强度对滞回曲线影响较小,纵筋配筋率的增大可有效提高RC柱的水平抗侧力。

纵向框架连接系对露顶式弧形钢闸门静动力特性影响分析

弧形钢闸门是水利枢纽中重要的泄水建筑物,根据事故案例发现弧形钢闸门多因支臂失稳而发生破坏,布置支臂连接系在一定程度上可以增强闸门稳定性,但目前连接系种类众多且无明确规范布置方法。以露顶式三支臂弧门为研究对象,采用CAD-CAE联合仿真的数值模拟方法综合探究了不同形式连接系对该闸门静动力特性的影响。结果表明:连接系的布置可以显著提高闸门刚度,改变闸门结构应力分布,降低最大应力;支臂内部腹杆和斜杆对闸门静动力特性提升效果显著,应进行优先布置;在数值模拟中支臂连接系等构件对模拟结果影响较大,采用空间有限元法对弧形闸门支臂校核时应尽量避免对支臂连接系进行过度简化。研究成果对弧形钢闸门支臂连接系布置及有限元计算具有一定参考意义。

火工品柔性结合关键部件静力学分析及收口压力优化设计

相比刚性结合,柔性结合具有施力均匀、压力可无级调节等特点,更容易实现自动化作业。在火工品柔性结合作业中,柔性结合装置原理是通过中空无杆液压系统施加压力并对火工品部件结合收口。文章运用ANSYS Workbench对某火工品收口装置的柔性结合模具进行了静态性能分析,为柔性结合模具中橡胶环的选型提供了依据和参考,同时对油压压力和火工品分解力之间的关系进行了实验探索,得到了合格火工品所对应的油压实验数据,分析得出对应表达式,为相应型号的火工品柔性结合实验作业提供了可靠的数据参考。

某山谷贮灰场坝体静动力分析

燃煤发电的余灰一般都会堆放在灰场,随着堆灰高度的增加,灰场底部灰体和地基的应力会逐渐变大,部分灰体和地基土会进入塑性区域,且随着塑性区的加大会直接威胁到灰场的安全,因而高坝在安全方面的风险也随之加大,发生滑坡的可能性及滑坡造成的危害也会明显增加。根据规范要求,山谷干灰场最终贮灰高度超过100 m时应作专题研究。以龙王庙灰场为例,开展了灰场坝体的有限元静动力分析,得出了各工况下坝体的应力场和位移场,确定了坝体动剪应力、水平加速度和相对位移的分布规律,对同类工程有一定的参考价值。

基于胀套联接结构的传动滚筒静力分析

为分析输送带张力对滚筒应力状态的影响,以带式散料输送机某一非标准传动滚筒为研究对象,建立了胀套联接结构形式传动滚筒的有限元分析模型,分别计算了仅考虑自重及胀套胀紧力条件下的应力与同时考虑自重、胀套胀紧力及输送带张力条件下的应力。计算结果显示传动滚筒的筒皮受输送带张力影响最大,其余部件受胀套胀紧力影响较大。

ABAQUS的二次开发及在土石坝静、动力分析中的应用

利用UMAT子程序,在ABAQUS中开发了用于静力分析的邓肯非线性弹性模型和用于动力分析的等效线性模型,丰富了ABAQUS软件的材料库;针对土石坝的分级填土施工、新填土层的位移修正、土石坝蓄水后的浸水湿化效应、坝体材料的液化判别和地震永久变形计算等土石坝分析中的特定问题在ABAQUS中的实现提出了相应的解决方案。算例的计算结果合理可靠,表明经二次开发后ABAQUS可用于土石坝的静、动力分析,从而可利用ABAQUS前后处理方便、计算精度高和模拟复杂问题能力强的优点,为土石坝分析提供一种可供选择的手段。

脱硫塔综合静力分析与地震响应分析

利用有限元法对某工程干法脱硫塔进行综合静力分析和地震响应分析。建立脱硫塔有限元模型,根据标准规定和脱硫塔结构特点,计算得到不同高度的风载荷。在风载荷、工作负压、自身重力、雪载荷等综合静力作用下,得到脱硫塔应力云图和位移云图。通过时程分析法,获得脱硫塔地震响应位移及层间位移时程曲线。分析结果表明,脱硫塔在风载荷等综合静力作用下,最大应力值为201.84 MPa,位于塔架支撑管道部位,未超过管道所用材料Q235B钢的屈服强度,满足要求。吸收塔的水平位移角为0.00055,塔架的水平位移角为0.0004,均小于1/75,满足标准要求。脱硫塔在地震波作用下,吸收塔最大层间位移角为0.0031,位于吸收塔顶端排烟口至管道上顶面之间,塔架最大层间位移角为0.001,位于塔架第六层,层间位移角均小于1/250,满足标准要求。分析结果从结构强度和抗震性能两方面为脱硫塔的结构设计提供了依据。

基于SACS的老龄导管架平台静力分析

针对某渤海小型老龄导管架平台,基于SACS软件,对该平台进行了上浪及静力分析,主要研究了平台响应对沉降/海底冲刷深度的敏感性。结果表明:极端冰工况为该平台的控制工况,且新增结构的安全性较弱。在极端冰工况下,平台杆件及节点最大UC值随沉降/冲刷深度的加深而接近线性增长,且新增结构的最大杆件及节点UC值会超过1。同时,当冲刷超过72.50cm时,平台主体的桩基承压安全系数不再满足要求。本文分析结果对类似平台的检测维修和延寿评估具有一定参考意义。

某高层建筑结构静力与动力弹塑性分析

为提高高层建筑在罕遇地震作用下的安全性,以山东省济南市某居民小区单体高层剪力墙结构为研究对象,分别运用Push-over静力弹塑性分析方法、动力弹塑性时程分析方法分析结构的抗震性能。结果表明,随着楼层高度的增加,结构每层的层顶水平位移呈现对数曲线增加的变化趋势;倒三角加载的结构水平位移大于均布荷载加载的水平位移,且楼层越高,两者的偏差越大;不同水平加载方式下的基底剪力随层顶位移的增加均呈现明显的3阶段变化,分别为弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段,均布加载方式得到的极限弹性荷载以及极限荷载均大于倒三角方式加载;高层建筑基底剪力的动力发展过程与地震波的类型关系不大,但基底的峰值与地震波的输入条件有关。

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。

某外廊式框架ABAQUS拟静力模拟对比分析

目的研究外廊式钢筋混凝土框架的滞回曲线、耗能性能、延性、刚度退化等抗震性能.方法针对2008年汶川地震中某外廊式框架做ABAQUS拟静力分析,建立合理的有限元模型,对已有的试验结果进行对比及验证,并进一步分析该外廊式框架的抗震性能.结果试件在模拟的最后时刻,应力云纹均大量分布在柱子的顶端和底端,滞回曲线均较为饱满,峰值承载力具有对称性,最大承载力在150 kN左右,且与试验结果类似;骨架曲线也呈现出典型的纯框架特征,在达到极限承载力后平缓下降至最大承载力的85%;整体结构的刚度也在最后时刻下降到初始刚度的14%,耗能随着循环次数的增加而增加.结论该模型的有限元模拟的破坏位置与试验过程相类似;滞回曲线除了黏结滑移效应以外其他情况与实测情况具有较高的拟合度;骨架曲线表现出良好的延性,刚度也呈现出逐渐退化的特征,同时该结构具有较强的耗能能力.

基于ABAQUS程序的结构静力和动力弹塑性分析

在ABAQUS有限元分析软件的基础上,开发了针对钢筋混凝土杆系结构弹塑性分析的混凝土材料子程序。在程序中,建立了基于应力-应变关系层面的材料非线性本构关系及滞回模型。通过分析钢筋混凝土杆件在不同受力和边界情况下的静力和动力往复性能,说明该本构模型能准确模拟杆件的性能。为了验证该程序分析结构的能力,建立了一个高层框架结构,进行了静力推覆和动力弹塑性时程分析,对结构的弹塑性有较准确的模拟,结果能够反应结构在地震时的性能,说明本程序具有良好的分析性能,可以进行钢筋混凝土高层结构的静力和动力弹塑性分析。

基于ABAQUS的某斜拉桥钢锚梁静力计算分析

斜拉桥索塔钢锚梁作为一种受力明确、构造相对简单的锚固构造,在斜拉桥设计中得到了越来越广泛的应用。本文以某双塔双索面斜拉桥为背景工程,采用通用有限元分析软件ABAQUS对该斜拉桥的索塔钢锚梁进行了静力计算分析,在给出钢锚梁和钢牛腿的Mises应力图的同时,对钢锚梁在静力荷载下的应力水平提出了建议,同时也为ABAQUS在斜拉桥钢锚梁局部分析中的应用提供一些参考。

基于Abaqus的大跨度型钢混凝土转换梁受力性能分析

某井塔结构采用冻结法,拟在标高18.2 m处进行抽柱处理,对转换梁进行受力性能分析。为保证有限元建模精度和预测强度的准确性,对T型接头轴向强度试验进行了有限元建模参数的对比研究。结果表明,型钢翼缘宽度对于转换梁竖向位移影响较小,可降低纵筋屈服后转换梁竖向位移,以免型钢提前进入屈服阶段,导致转换梁的整体刚度下降。

基于ABAQUS软件的空气弹簧静刚度分析

针对汽车传统悬架在汽车行驶平稳性和操控稳定性上存在的问题,提出了采用空气弹簧取代金属螺旋弹簧的空气悬架方法。对设计位置处空气弹簧的静刚度进行了理论推导,并通过ABAQUS软件建立汽车空气弹簧系统动力学有限元仿真模型。最后,对样件刚度的台架测试结果与有限元仿真结果进行了比较,结果显示:建立的模型有效地解决了空气弹簧静刚度计算的难题,提高了空气弹簧有限元仿真速度和计算精度。