行波效应下大跨钢管混凝土拱桥的非线性地震响应分析

对大跨度钢管混凝土拱桥在三维地震激励下进行了非线性时程分析。几何非线性分析采用修正拉格朗日描述(U.L列式法),材料非线性采用钢管混凝土统一理论并考虑等效紧箍力,通过对某大跨度钢管混凝土拱桥的非线性地震响应分析,研究了几何非线性、材料非线性、阻尼比及行波效应对拱桥地震响应的影响。结果表明:几何非线性对钢管混凝土拱桥地震响应的影响程度与结构的地震响应幅度有关;阻尼比和行波效应对钢管混凝土拱桥地震响应的影响是显著的;材料非线性对拱肋位移和轴力的影响较小,但对拱肋的面内外弯矩影响较大。

起重机用新型PMSM转子设计及稳定性研究

针对一种起重机用新型永磁同步电机(PMSM)的转子进行设计和稳定性研究,首先建立了起重机用新型PMSM转子的三维物理模型及数学模型,基于屈曲理论基础,运用有限元法对转子模型进行了线性屈曲分析,探讨了绳槽对临界载荷的影响规律。将线性屈曲及非线性屈曲进行对比分析,在考虑初始几何缺陷和材料非线性及大变形的基础上,探讨了转子长度、壁厚、端侧板厚度、材料属性等对转子稳定性的影响规律。并将几何/材料双非线性与极限强度进行对比分析。最后对电机的转子及主轴进行刚强度校核。通过以上分析,能有效减轻外转子自重,降低生产成本,缩短生产周期。

用大变形解析法和小变形解析法计算轮盘破裂转速的比较

简单介绍了用于计算轮盘破裂转速的两种解析计算方法，即基于Ｎａｄａｉ形变理论的大变形解析法和基于小变形理论的小变形解析法。列出了用两种方法计算轮盘破裂转速和应力、应变场的结果，并得出一些有意义的结论。

矮塔斜拉桥施工过程非线性受力分析

以矮塔斜拉桥为工程背景,考虑矮塔斜拉桥在施工过程中的体系转换与非线性效应的影响,采用桥梁专用计算软件MIDAS/CIVIL对矮塔斜拉桥施工过程进行模拟分析,分析了矮塔斜拉桥在恒载作用下,双非线性对桥梁挠度、内力及应力影响,提出了有益建议,可为同类桥梁的设计与施工控制提供一定的参考。

经减重设计的低温轮盘的强度校核

适当减轻转子重量 ,是提高空气涡轮制冷机可靠性及工作寿命的有效途径之一。采用三维非线性有限元法对涡轮盘及压气机盘进行了破裂转速的计算 ,在原始几何参数的基础上 ,对这两种轮盘作了以减轻转子重量为目的的二次设计。最后 ,通过低温条件下的超转试验 ,对轮盘的强度及工况进行了考核 。

钢筋混凝土框架柱计算长度设计方法研究

首先采用直接由材料本构关系形成单元M N Φ本构矩阵的方法推导出钢筋混凝土构件的单元刚度矩阵 ,编制了可以同时考虑材料和几何双重非线性影响的有限元程序 ,与独立柱和框架柱的试验结果相比 ,计算结果吻合较好 ;然后 ,采用该分析程序对一榀二跨七层的规则框架算例进行分析 ,计算了各柱单元控制截面的二阶弯矩 ,并分析了二阶弯矩随各影响因素的变化规律 ;最后 ,以现行设计规范中标准柱偏心距增大系数的原型公式在本研究程序条件下的修正公式为基点 。

不同荷载工况下双段变截面H型钢梁相关屈曲性能分析

采用ANSYS软件中的板壳元,考虑双重非线性,对梁端受等弯矩、不等同号弯矩、不等异号弯矩和梁上均布荷载和两端简支与固接情况下双段变截面H型钢梁进行了全过程分析,并同时考虑了纵向焊接残余应力、初始几何缺陷的影响。根据获得的构件荷载-位移曲线和不同荷载时刻的构件整体与局部变形形态,对比分析了不同荷载工况对双段变截面梁的承载力、整体刚度、相关屈曲、塑性扩展等性能的影响。研究结果表明,对于受弯矩作用的双段变截面H型钢薄壁梁,其腹板宽厚比可尽量取大值;剪力对梁的相关屈曲性能影响很大,对主要受剪力作用的梁,要防止发生腹板局部屈曲;固接约束极大改善构件性能。

单层球面网壳结构稳定性的双重非线性分析

在单层球面网壳结构稳定性研究方面,同时考虑材料非线性和几何非线性的研究领域,很少有人涉足。首先给出了ANSYS模型参数分析方案,再利用ANSYS,考虑了几何非线性和材料非线性两个方面,分析了影响单层球面网壳结构稳定性的三个因素,即球面矢跨比与分割频数、分割扇形面数。并通过38例单层球面网壳结构的分析数据的回归拟合,得到理想的周边铰接的K6-6型单层球面网壳结构的临界荷载的计算公式,通过算例验证了本文公式的有效性。

杆系结构的高精度非线性分析

在严格的材料、几何非线性分析的基础上,建立一套完整的对钢筋混凝土杆系结构进行高精度分析的非线性有限元法。该方法充分考虑材料非线性的作用,分别建立了面内分层法和面外分块法的计算模型。算例分析表明:与几何非线性相比,材料非线性对钢筋混凝土杆系结构的非线性分析起着更为关键的作用。只考虑几何非线性或对材料非线性做粗略处理会导致计算结果精度不够。

钢管混凝土拱结构的非线性分析

提出了适合钢管混凝土拱结构非线性计算的矩阵位移法,并进行了三维双重非线性分析。该方法视钢管混凝土为复合材料,既考虑了钢管与混凝土两种材料的力学特性,又考虑两者的相互作用,从而准确、有效地分析了钢管混凝土拱结构的受力机理与破坏模式。编制了分析钢管混凝土拱结构的双重非线性程序MACFSTABM。

大跨径钢筋混凝土拱桥极限承载力分析

以马蹄河特大桥(上承式钢筋混凝土拱桥)为工程背景,分析了钢筋混凝土拱桥的第一类弹性稳定问题,研究不同加载方式、矢跨比、拱圈面内抗弯刚度对第一类稳定的影响。对该桥在恒载作用下的第一类弹性稳定问题、第二类弹性稳定问题(几何非线性问题)和第二类弹塑性稳定问题(极限承载力问题)进行了对比分析,并对达到极限荷载时的破坏形式和破坏过程进行了分析。

静力风荷载作用下大跨度钢拱桥极限承载力分析

随着拱桥跨径的不断增大,其非线性效应愈加显著,因此,等效静力风荷载作用下钢拱桥的极限承载力分析引起了广泛的关注。以主跨450m的广东省肇庆西江大桥为例,利用ANSYS有限元软件研究结构极限承载力分析中的非线性效应、静风失稳风速以及等效静力风荷载作用下拱桥的极限承载力。结果表明:与几何非线性相比,材料非线性对拱桥极限承载力的影响较大;静力风荷载会对拱桥的活载稳定系数产生较大的影响。在风速较大区域设计建造大跨度钢拱桥时,应兼顾考虑几何非线性和材料非线性对拱桥极限承载力的影响。

基于几何非线性的复合材料加筋壁板分析

对复合材料加筋壁板进行了试验和理论分析,其计算结果与试验吻合良好,在此基础上进行了线性和几何非线性对比分析,结果表明,几何非线性可提高加筋壁板刚度18.2%和强度19.1%,通过对比线性结果和几何非线性计算结果可知,结构的刚度、结构形式均会对几何非线性计算结果产生影响,在大变形工程计算中需要考虑几何非线性,以获得足够的计算精度。

上海佘山森林剧场网壳结构稳定性研究与分析

上海佘山森林剧场网壳是跨度为92m、高27.8m的双层椭球体网壳。基于有限元ANSYS结构分析程序,建立了网壳结构的空间有限元模型,计算了网壳的静力性能。系统分析了不对称分布荷载作用下,网壳的特征值屈曲荷载和考虑初始缺陷、几何非线性、几何材料双重非线性时网壳结构的极限荷载。结果表明,几何、材料双重非线性、荷载的不对称分布对该网壳结构的极限承载力影响很大。为类似结构的工程设计、计算提供参考。