基于杆系离散元法的结构接触碰撞行为分析

将杆系离散元法拓展至结构的碰撞行为分析中,通过对颗粒运动轨迹修正实现模拟杆件间的碰撞响应。根据杆件间可能发生的接触模式建立了“点-线”接触模型;将“虚拟接触点对”的概念引入临界接触约束条件,详细推导了接触力的计算公式,并采用Fortran语言编制基于离散元法的结构碰撞行为分析程序;通过对典型接触碰撞算例的模拟和分析,定量验证算法的正确性和有效性。结果表明:“点-线”接触模型可对发生接触碰撞的杆件做出及时判断,并准确计算法向排斥力和切向摩擦力;同时接触碰撞过程的能量耗散。

预应力钢棒体系索塔锚固区力学特性研究

针对斜拉桥索塔锚固区传统钢绞线预应力体系存在布设复杂、预应力分布不均匀、锚下应力集中等问题,对采用无粘结预应力钢棒体系索塔锚固区的力学特性开展了研究。以洛溪大桥拓宽工程主桥为背景,采用ANSYS软件分别建立了该桥预应力钢棒体系及传统钢绞线预应力体系索塔锚固区节段有限元模型,对比了2种预应力体系索塔锚固区在2种荷载工况下(完成预应力张拉但未张拉斜拉索和斜拉索张拉后)混凝土塔壁横桥向应力、顺桥向应力、第一主应力和第三主应力。结果表明:2种荷载工况下,无粘结预应力钢棒体系具有足够的压应力储备;与传统钢绞线预应力体系相比,无粘结预应力钢棒体系锚固区的应力水平较低,混凝土塔柱的应力水平沿高度方向更为均匀,采用无粘结预应力钢棒体系索塔锚固区具有更优的力学性能。

基于杆系单元法的基坑三排桩支护结构简化计算方法

三排桩作为一种新型支护结构,相较一般的支护形式具有较大的侧向刚度以及抗倾覆能力,因此在一些安全要求较高的基坑工程中已有应用,但因其缺乏系统的计算方法和理论研究,给工程设计和建设带来了一定的困扰。以双排桩中常用的桩土相互作用模型和土压力分配模型为切入点,结合现行技术规程,通过对三排桩的结构受力机理进行探讨分析,分别建立了三种针对三排桩的平面杆系有限元模型,结合具体的算例,对这三种模型的合理性加以验证,研究了不同模型下三排桩支护结构的内力与变形规律,并对这三种模型的适用范围进行了探讨,同时在规程模型和桁架模型两种桩土相互作用模型的基础上,研究了桩间土压缩性能对支护结构内力及其变形的影响,旨在为基坑三排桩的工程应用提供一定的参考。

预应力锚杆柔性支护技术的数值分析

对深基坑支护的一种新技术——预应力锚杆柔性支护法作了简单介绍。运用有限差分方法对其进行了分析研究,并与相同条件下的土钉支护进行了比较分析,计算表明预应力对基坑潜在滑移场的控制是非常有效的。基于改进的杆系有限元法,通过实际工程对预应力锚杆柔性支护技术进行了数值计算,得到了预应力值对基坑位移的影响曲线及锚杆轴力的分布规律,并与现场监测进行了比较,验证了程序计算的正确性。通过数值分析,体现了该技术在严格控制基坑变形、超深基坑支护方面具有明显的优越性。

弹性地基上框架结构内力计算方法

将框架结构的地基梁单元细分,由弹性力学中的地基沉陷公式求得与细分后梁单元结点相对应的地基柔度矩阵,对柔度矩阵求逆得到地基刚度矩阵,与框架结构刚度矩阵叠加形成总体刚度矩阵;设置虚梁考虑边荷载;通过求解确定地基集中反力为受拉的结点,消除这些结点对地基刚度的贡献,进而考虑地基与地基梁的脱开问题;由梯形分布荷载作用下的梁单元固端剪力系数矩阵,建立由结点处地基集中反力求地基分布反力的关系式,形成了完善的半解析弹性地基上框架结构内力与地基反力求解方法,算例表明该方法有很好的精度。同时通过算例发现,不同地基模型对结构的总沉陷影响较大,但对结构内力、地基反力和沉陷差影响较小。

支护结构中杆系有限元法计算的新模式

阐述了目前在支护结构中采用杆系有限单元法计算模式存在的问题 ,提出了杆系有限单元法计算的新模式 ,使其在理论上趋于完善 ,结构计算结果更符合实际。

一类双排桩支护结构参数优化与工程应用

由于支护空间受到限制等原因,一类双排桩支护型式设计为前后排桩之间没有土体,形成只有后排桩挡土的空间门架式结构。比较分析了一类双排桩三种计算模型之间的差异,在已给出此类双排桩支护结构内力及变形计算方法基础上,结合基本算例,进一步分析竖向弹簧刚度、连梁高度、排距及桩的入土深度对双排桩内力及变形的影响。通过对结果的分析,给出了一类双排桩支护结构设计的参考值。由于弯矩最大值发生在前排桩顶,提出了加强桩顶结点刚度措施的建议。最后结合工程实例对内力变形计算值与实测值作了比较分析,验证了理论分析的合理性,所得结论对一类双排桩支护结构设计具有一定的参考价值。

汽车车架有限元分析模型的改进

为改进传统车架结构有限元分析中梁模型的缺陷,提出了一种用梁单元和用壳单元离散的节点单元新模型。在一次计算中能得到节点细部应力分布特征和梁截面设计所需要的截面内力。计算结果证明了新有限元模型理论上的正确性和对工程的实际意义。

深基坑支护结构的弹性地基杆系有限元法研究

在基坑工程支护结构的内力与变形计算方法中,弹性地基杆系有限元法具有概念清晰、计算简单、计算参数较少、易于模拟工程实际等优点,在挡土结构设计分析中具有独特的优势.通过对弹性地基杆系有限元的进一步研究,编制了相应的计算程序,进行了实例验证与对比分析.研究表明,弹性地基杆系有限元法是深基坑内力与变形计算的一种实用而有效的方法.

地铁车站端头井围护结构施工状态的数值分析

针对某地铁车站端头井围护结构,采用弹性地基杆系有限元计算模型和荷载总量法理论,用通用程序ALGOR,分析计算车站端头井围护结构在基坑开挖、回筑阶段每一工况的内力和变形,计算结果显示:①开挖阶段,围护结构最大变形发生在开挖面附近,支撑轴力随基坑开挖深度增加而增大;②回筑阶段,围护结构变形变化较小,随着支撑拆除,剩余支撑轴力逐步增大;③在围护结构施工过程中,其开挖侧最大弯矩出现在开挖阶段,迎土侧最大弯矩出现在回筑阶段,各道支撑最大轴力出现在回筑阶段。

基于三维有限元法的极化磁系统静态吸力特性分析

条形永久磁铁广泛应用于极化继电器中,是构成极化磁系统的主要组成部分。针对沿长度方向充磁的条形永久磁铁其内部磁感应强度分布不均匀的特点,通过对极化磁系统中条形永磁分段建模,应用有限元法实现了某典型桥式极化磁系统的静态吸力特性的计算,进而通过编制APDL程序分析了永磁尺寸参数和交流去磁磁势等关键参数对极化磁系统静态吸力特性的影响。文章所得的结论对极化继电器产品设计具有一定的指导作用。

缀板式格构轴压构件整体稳定性计算及精度分析

通过基于二阶理论的梁杆系统非线性精确有限元方法 ,对缀板式轴心受压格构件进行整体稳定性分析 ,并与现行结构设计规范的计算方法进行精度分析比较 。

箱形梁和杆系组合结构分析的超级有限元法

本文提出一种超级单元．用以分析箱形梁或杆系组合结构．其做法是将结构离散成一系列超级单元．考虑弯曲、剪切、挤压、拉伸压缩、扭转等多种变形效应．采用构件自由度向超级元自由度的转换．把复杂的多构件问题的求解变为少量一维结点变量问题的求解．大大减少了未知量数目．又能保证精度．并可方便地与一般有限元软件连接．

地铁隧道二次衬砌钢筋网防裂性能研究

为了定量分析防裂钢筋网提高隧道衬砌结构抗裂性能的机理和幅度,以地铁双线隧道二次衬砌结构为研究对象,采用荷载结构法和杆系有限元数值模拟方案,定量分析二次衬砌结构不设置与设置钢筋网这2种情况下的开裂临界荷载。其中素混凝土结构以达到极限拉应变为临界状态,衬砌结构增设钢筋网后以达到GB 50157-2013《地铁设计规范》允许的最大裂缝宽度0.2mm为临界状态。分析结果表明,配置防裂钢筋网后,Ⅲ级和Ⅳ级围岩衬砌结构抗裂性能可分别提高22.4%和19.3%,Ⅴ级围岩衬砌结构抗裂性能提高15.2%;Ⅲ级和Ⅳ级围岩二次衬砌结构的破坏形式由脆性破坏变为延性破坏,从而提高了其安全性能。

SMW工法围护结构基坑变形实例分析

在深基坑工程施工中,变形预测的重要性越来越突出,以上海市中环线北虹路下立交工程基坑施工为例,采用杆系有限元方法对 SMW 工法围护结构的水平位移和弯矩分布进行了计算,并与实测值进行了比较分析。最后,提出了减小围护结构变形的施工措施,以期对基坑工程施工有所帮助。

基于差分进化算法的大棒材粗轧孔型系统优化

以南钢大棒材粗轧生产线为研究背景,以能耗最小和变形均匀为目标,采用差分进化算法对其粗轧工艺进行优化,并设计了相应的粗轧孔型系统。利用MSC.Marc有限元软件建立了粗轧工艺的三维弹塑性热力耦合有限元模型,通过现场试验数据验证了模型的正确性。同时对新工艺进行有限元模拟计算,并与现有工艺进行对比分析。结果表明:新工艺及孔型系统的道次变形均匀、中间坯尺寸精确,粗轧轧制总能耗降低了7.13%。