基于GAP单元的车架有限元分析

利用Hyperworks软件对某重型货车车架进行了有限元分析,研究了采用GAP单元模拟车架钢结构之间接触的方法,并采用壳单元离散车架纵梁和横梁、多点约束单元(MPC)模拟铆钉和螺栓的传力、以及梁单元和弹簧单元模拟前后悬架.对比了利用GAP单元和等效实体单元来模拟接触以及不考虑接触的3种建模方法,分析了该车架的弯曲工况,并对计算结果进行了试验验证.分析结果表明:GAP单元能够有效地模拟车架各层钢结构之间的接触,提高车架有限元分析精度和分析效率,从而为重型货车车架有限元分析提供了一种有效方法.

基于GAP单元的滚动轴承应力分析

利用有限元分析软件MSC.Marc/Mentat对某一滚动轴承进行有限元分析,采用GAP单元代替滚动体模拟轴承内外圈间的接触,在某组载荷工况下,计算该简化模型的应力结果;在同组工况下,对比实体轴承模型与GAP单元简化模型的有限元分析结果,对比各自的最大应力值;同时用理论计算方法计算轴承在相同工况下的最大应力值,来验证有限元结果的正确性。结果表明:GAP单元可以有效的模拟滚动轴承内外圈之间的接触,从而为滚动轴承建模及与轴承连接的组合件之间的建模提供了一种简便且有效的方法。

GAP单元在气门弹簧动态特性有限元分析中的应用

利用有限元方法对气门弹簧的动态特性进行了研究,利用MSC.Nastran的MSC.Patran建立了气门弹簧的有限元模型;为了考查气门弹簧在运动过程中由于簧圈接触而带来的非线性因素的影响,引入了三维间隙(GAP)单元,计算了气门弹簧的刚度值和模态特性。通过比较分析可知,考虑接触非线性因素后的GAP单元模型能很好地模拟实际状态下的气门弹簧特性,为气门弹簧的动态设计奠定了基础。

GAP单元在风电机组偏航轴承建模上的应用

针对风力发电机组偏航轴承结构与受力的复杂性,提出了一种新的偏航轴承简化建模方法。简要阐述了某MW级风电机组偏航轴承内圈与主机架连接螺栓、外圈与塔筒连接螺栓的强度,分析模型利用GAP单元模拟偏航轴承滚珠与内外圈之间的接触来实现力的传递。结果表明,GAP单元可以有效模拟轴承实际受力和力的传递,为偏航轴承建模提供一种有效的简化方法。

用间隙单元法求解三维弹性接触问题

采用GAP单元法建立了三维弹性接触问题的求解模型 ,并对I DEAS软件中缝单元进行二次开发用以求解接触问题 .最后进行仿真计算 ,得到了轴流式转轮体、轴瓦与叶片枢轴组合体的接触应力及其分布 ,所得结果正确 。

隔震橡胶支座拉压刚度在软件模拟单元的研究

隔震橡胶支座受拉是隔震结构的隔震层设计的非常重要的控制参数,本文通过etabs2013分析软件中Isolator1单元和Gap单元并联来模拟隔震橡胶支座,更真实反映隔震橡胶支座的竖向力学性能。本研究通过某一实际工程模型运算,根据支座拉压刚度分配Isolator1单元刚度和Gap单元刚度,分析数据显示新模型的隔震结构Isolator1单元拉应力明显减小,而其他水平性能指标不变。结果表明,该工程并联连接单元验算方法可以应用到隔震结构时程分析中。为实际工程分析提供了一定价值的参考。

螺栓连接有限元模型的弹性接触研究

采用刚性梁单元模拟螺栓连接结构来进行有限元分析不能准确计算螺栓连接区域的应力。根据真实螺栓连接结构的特点和连接原理,提出了基于弹性接触的螺栓连接模型,该模型引入GAP单元定义了被连接件之间的弹性接触与摩擦条件,并用实验验证了该方法的有效性。

隔震设计中橡胶隔震支座拉压刚度取值的研究

目前隔震支座拉压刚度比的不同取值是否影响隔震结构性能,实际工程隔震设计时选取多大的拉压刚度比才能不影响隔震设计结果,这些问题还没有完全搞清楚.为此,本文选取一RC框架高层隔震结构作为分析对象,考虑隔震支座拉压刚度比的不同取值,对其动力特性、地震反应特性及拉压应力情况进行了对比分析.结果表明,拉压刚度比的不同取值对结构自振周期、顶层加速度及极大压应力的影响幅度较小,但对隔震结构上部楼层剪力、层间位移角及拉应力验算的影响较大,进而可能造成过高或过低地估计上部结构减震系数,给结构造成安全隐患.综合考虑各项参数后,建议在实际开展隔震设计时采用拉压刚度比1/8 ～1/10.

风力发电机主轴轴承载荷分布及接触应力分析

基于Stribeck计算方法,分析了风力发电机主轴轴承的接触变形和受力特点,求解得到轴承整体的载荷分布。对于滚子与滚道的非Hertz接触问题,运用有限元分析方法,使用Gap单元模拟轴承滚子,得到了轴承整体的接触应力分布。

闸墩预应力锚索新形式的探索

本文结合大推力预应力闸墩的现状 ,提出了布置一种新型的无粘结弯曲预应力锚索的想法 ,并对其进行了研究。文章以喜河电站表孔闸墩设计参数为基本数据 ,应用大型商用结构分析软件MSC/Nastran ,对闸墩在弧门推力作用下的应力状况进行了分析 ;同时 ,根据墩体及锚块内的最大主应力迹线进行无粘结弯曲锚索的布置 ,对以闸墩颈部 (闸墩与锚块连接处 )为主的受拉区混凝土进行预压。对于这种新型的无粘结弯曲锚索 ,利用MSC/Nastran软件 ,从对混凝土的预压效果方面将其与传统的有粘结直锚索的做法进行了对比、研究。结果表明 ,无粘结弯曲锚索的效果更好一些。

大型模块运输固定优化分析

以BZ34—1 CEPA浮托组块运输计算为例，讨论了如何运用SACS软件模拟结构运输模型和组合环境工况，使得斜撑承受运输过程中的动态荷载，不承受静态荷载。运用GAP单元使组块主腿只受压力不受拉力，合理优化装船固定设计，保证组块运输的安全性。对于万吨级组块或者导管架的装船固定设计具有很大的指导意义。

基于MSC.Patran风电机组轮毂的有限元分析

风力发电机组中,轮毂承载着复杂的气动载荷,利用经典力学很难仿真其应力的大小及分布.为得到较精准的轮毂受力状态,基于有限元软件HyperMesh对SUT-3000风电机组轮毂模型进行较规则的六面体网格划分,并在模型中引入GAP单元,利用MSC.Patran/Nastran作为分析平台对轮毂进行强度分析.静强度分析结果表明,轮毂的最大应力值(101 MPa)小于许用应力,其强度满足设计需要.六面体单元和GAP单元的使用,缩短了CPU的分析时间并获得了较平滑的应力和应变分布云图.

基于MSC．Marc的高拱坝蓄水期变形分析

针对高拱坝复杂的结构布置及施工工艺,基于大型有限元分析软件MSC.Marc,在建立的包含坝体分缝的三维有限元非线性分析模型中,对坝体横缝采用Contact单元、诱导缝采用Gap单元分别进行模拟,并通过杀死、激活技术及子程序的应用,实现坝体浇筑、接缝灌浆及蓄水过程较为真实的模拟计算。工程实例分析获得了坝体施工蓄水期变形规律及不同分缝的开合度变化情况,指出考虑接触和施工蓄水模拟后,高水位时坝体最大径、切向位移均出现在距坝顶约1/3拱高处。

大型航天真空罐的非线性有限元分析

为了准确模拟航天大型真空罐罐体与罐门以及底座与地面之间的接触,提出一种应用gap单元的非线性有限元分析方法。应用MSC.Patran和MSC.Nastran建立了某型号航天大型真空罐的有限元模型,为了考虑在真空罐工作过程中部件之间的非线性接触带来的影响,引入了非线性接触单元,并利用非线性有限元方法对该真空罐在三种工况下进行了强度分析,得到三种工况下罐体与罐门间的最大间隙分别为0.015 mm、0.017 mm以及0.018 mm,并对底座提出了减重优化的建议。通过计算结果分析了应用gap单元模拟非线性接触的合理性,结果表明gap单元能够有效的模拟罐体与罐门以及底座与地面之间的接触,从而为航天大型真空罐提供了更准确的强度分析方法。

横缝结合质量对拱坝结构受力的影响

MSC/NASTRAN中有反映接缝间隙的GAP单元 ,可较好地反映有初始开度的接缝应力和接缝条件。采用GAP单元分析拱坝在静水压力作用下横缝中存在的各种间隙对坝体结构受力的影响 ,分析结果表明 :横缝存在间隙对拱坝结构受力有不良影响 ;随着间隙开度的增大 ,坝体变位和应力都有恶化的趋势 ;横缝间隙出现在不同部位影响也不一样。因此 ,在拱坝建设过程中 。

地震作用下简支梁桥纵向碰撞模拟

为研究地震作用下简支梁桥纵向碰撞响应以及间隙宽度、碰撞刚度等因素对碰撞的影响,通过有限元软件SAP2000进行建模分析,首先通过接触单元法进行碰撞模拟,并对比各设计参数取值对碰撞的影响;其次基于大质量法,实现多点激励的输入模式,探究行波效应作用下桥梁响应的变化。研究表明:不同的结构设计参数对桥梁结构动力特性影响差异不尽相同,碰撞间隙对碰撞力的大小起控制作用;桥墩高度决定了桥墩是受弯矩还是剪力控制设计,墩高比为1.00和1.16时的墩底弯矩分别比墩高比为0.84时增加71.7%,73.5%,墩底剪力为墩高比取0.84时的53.9%,39.5%;刚度在不大于主梁刚度时对结构影响较小;行波效应中视波速越小,简支梁桥碰撞越严重。

建筑隔震设计过程中短期面压验算方法的研究

目前,国内各研究机构关于隔震设计过程中短期面压验算所采用的组合公式不唯一,各规范规程对此并未作详细规定。短期面压验算对隔震设计的安全性及隔震效果有很大的影响,采用不同的组合公式计算将有不同的结果。为给出一组最合理的组合公式来指导隔震设计,本文选取6个不同楼层数和不同设防烈度下的RC框架基础隔震结构作为分析对象,分别采用不同研究机构的组合公式计算支座的短期面压,并与三向罕遇地震时程分析所得的结果进行综合对比分析。结果表明:综合来看,采用文献8的组合公式计算求得支座的短期极大面压和极小面压与三向地震输入的结果最为接近,建议基础隔震建筑设计时采用此组合方式来验算短期面压。

独立C型罐LNG运输船鞍座结构的数值模拟方法研究

独立C型罐LNG运输船的储罐与船体结构非直接接触相连.储罐载荷由鞍座支承结构承担,C型罐鞍座布置特殊支座结构起到保护作用.支座结构的模型化研究对船体强度计算具有重要的现实意义.文中以某22000 m^(3)独立C型罐LNG运输船作为研究对象,根据《国际散装运输液化气体船舶构造与设备规则》的最新要求,推导椭球合成加速度的解析解,并自编程序实现全船有限元模型加载.为了更真实地呈现支承结构区域的应力状态,使用非线性间隙GAP单元模拟鞍座,讨论接触非线性边界及动/静摩擦对鞍座数值仿真的影响,量化不同数值模拟方案之间的差异.为独立C型罐LNG运输船鞍座结构强度计算提供可靠的技术方案,具有参考价值.

基于有限元的圆锥滚子轴承建模研究

圆锥滚子轴承广泛应用于各工程领域,在对含有圆锥滚子轴承的工程实际模型进行仿真分析时,如何有效模拟实际模型中的轴承往往给工程技术人员带来困惑。运用非线性有限元理论,以某风力发电机组主轴系统为分析例子,在MSC.MARC软件中,分别采用变形体单元、Gap单元、刚体面三种建模方法模拟主轴系统中圆锥滚子轴承,对主轴进行静强度分析,并对三种建模方法计算结果进行评价,得到采用Gap单元为圆锥滚子轴承最优建模方案,为工程技术人员处理类似问题提供科学依据,具有工程使用价值。

设上游底缝对宽河谷拱坝应力状态的影响

利用MSC .NASTRAN的GAP单元摸拟拱坝的底缝 ,研究在不同设缝高程、不同设缝深度及不同的止水位置情况下底缝对宽河谷拱坝应力状态的影响 ,得出设上游底缝对改善宽河谷拱坝的应力状态作用不大的结论。