火灾下钢筋混凝土简支板力学响应机理

拉力膜理论针对的是板大变形下开裂状态的研究,对于火灾下板发生大变形尚未开裂的机理缺乏合理的解释。为此该文采用合理的材料热工性能和热-力耦合本构关系,应用ABAQUS有限元软件对火灾下钢筋混凝土简支单向板和双向板的温度场和热力耦合场进行了三维实体有限元分析,在实验验证的基础上深入探讨火灾下混凝土和钢筋的应力变化规律以及钢筋混凝土简支板的力学响应机理。分析结果表明:简支板发生了激烈的应力重分布现象,其变形过程经历弹性、弹塑性、塑性以及受拉开裂四个阶段,在弹塑性和塑性阶段板底混凝土双向受压的倒拱效应使得双向板抗火性能优秀;当火灾下钢筋混凝土简支板实验没有达到力学响应的受拉开裂阶段时,板底直接受火区域不会出现开裂现象;与单向板相比,双向板进入塑性与受拉开裂阶段的时间大幅度延长,且塑性与受拉开裂阶段变形速率减缓,因此其抗火性能更优。

复杂多接触面托圈热-机械耦合三维有限元分析

转炉托圈是一个重型的复杂空间焊接结构,在使用中承受机械载荷以及长期温度载荷。托圈所承受的机械载荷经由多个复杂的接触面接触传递,所承受的热负荷是经由热辐射和接触面热传导形成的温度载荷。为了分析托圈结构的强度和变形,文中建立含多个复杂接触面的托圈三维热弹性有限元模型,利用建立的模型完成托圈温度场、应力场和变形场的计算分析,分析结果应用于实际托圈结构的优化设计和制造。实践表明,计算分析结果可以作为结构强度评估和结构优化设计的可靠依据,为大型托圈结构的安全可靠性分析提供依据。

转炉托圈机械应力的三维非线性有限元分析

应用三维非线性有限元法,对70 t转炉托圈在炉体倾斜不同角度时,进行了机械应力计算,计算结果表明托圈整体应力水平较低,但是在刚度变化大的局部产生了明显的应力集中,分析结果为转炉托圈的优化设计提供了可靠的依据。

考虑基桩影响的粉砂地基深基坑流砂模型试验研究

采用自制的基坑工程渗流、渗透破坏模型试验装置,通过对水头与土体变形的观测,研究均质砂土与粉土地基基坑工程中考虑基桩影响的渗透破坏问题,揭示基坑工程土体渗透破坏模式。结合有限元数值模拟分析,从土体应力状态改变的角度研究基坑工程的渗透破坏机制,并分析基桩对土体渗透破坏的影响以及渗流对基桩受力变形的影响。研究成果表明,受渗透力的作用,围护结构底部土体首先进入塑性状态,当坑内土体形成贯通的塑性区时,即发生渗透破坏。在均质地基中,其模式为楔形体破坏。受黏聚力的影响,粉土破坏时的水头差较砂土大,同时基桩的影响也会增大破坏时的水头差。

膝关节动态有限元模型的力学分析

背景:膝关节具有解剖结构复杂性,活动多样性的特点。目前人体膝关节的生物力学研究由于不能进行直接的人体实验而进展缓慢,在尸体上进行实验又不具备正常人体的生理环境,其实验结果并不准确。目的:采用了工程学的有限元分析方法,在无创、活体的条件下,研究膝关节各部位的受力情况。方法:利用CT图像建立膝关节的三维动态有限元模型,在膝关节0°-90°范围内分析前后交叉韧带和髌股关节的受力。结果与结论:前交叉韧带在屈膝0°时张力最大,然后逐渐减小,在屈膝50°-90°之间无明显变化,而后交叉韧带恰恰相反,在屈膝0°-50°时变化不大,之后逐渐增大,屈膝90°时达到最大值。髌股关节受力分析发现,髌股关节的压力是随着角度逐渐增大的。提示膝关节动态三维有限元模型能够逼真模拟膝关节活动,研究正常人膝关节各部位的受力,是骨科生物力学分析的有效工具。

掘进机支重轮疲劳磨损分析

以掘进机履带行走机构的支重轮为研究对象,对支重轮在直行和转向2种典型工况下进行有限元静力学分析和疲劳分析,得到支重轮承受最大载荷时的变形、应力分布特征,分析并给出了支重轮承受变化载荷的安全范围,同时对支重轮轮体进行了磨损分析,得到支重轮轮体磨损的影响因素,对比不同材料的支重轮轮体磨损率,为支重轮结构优化和材料的选择提供参考。

支撑柱缺位对弧面钢化真空玻璃支撑应力的影响

根据弹性力学、柱壳理论及数学微分法建立了弧面钢化真空玻璃力学模型,基于ANSYS有限元数值分析模拟,分析了3 mm厚弧面钢化玻璃基板不同部位支撑柱缺位对弧面钢化真空玻璃的支撑应力和弯曲变形的影响。研究结果表明,支撑柱缺位对其周围支撑应力影响较大。在中间和角落部位,当支撑柱连续缺位数量超过2个,最大应力为117.77 MPa,最大变形量为0.566 mm;在边缘部位,当支撑柱连续缺位数量超过3个,最大应力为96.183 MPa,最大变形量为0.217 mm,均超过安全允许范围。该研究对弧面钢化真空玻璃的质量检测具有指导意义。

多因素作用下预应力混凝土简支空心板梁的裂缝评价

以断裂力学及断裂有限元相关理论为基础,用ANSYS有限元软件建立完整梁和带裂缝梁并对其进行静力分析.在不同荷载作用下,比较完整梁和带裂缝梁的挠度、拉应力、压应力和切应力等受力变化.在标定荷载作用下,分析裂缝长度、深度及宽度对主梁受力的影响,计算不同裂缝尺寸下的应力强度因子.结果表明:相同荷载条件下,带裂缝梁由于裂缝尖端存在应力集中,混凝土所受拉应力比同一完整梁明显变大;在常量荷载作用下,随着裂缝尺寸的增加,裂缝尖端应力场强度增大,应力强度因子增大,发生断裂的可能性增大;对于本文中带裂缝20m预应力混凝土简支梁来说,当裂缝宽度为0.25mm时,会发生脆性断裂,因此要控制裂缝宽度小于0.25mm.

加氢反应器裙座支撑区的机械应力分析

加氢反应器是石油产品加工的重要设备,由于其工作在高温高压的场合下,机械应力很大,所以对其裙座支撑区的机械应力分析就尤为重要,在设计时不应忽略。利用ANSYS软件建立了加氢反应器裙座支撑区有限元模型,并对其进行机械应力分析。

转炉托圈机械应力的实验研究与有限元分析

设计制作了转炉托圈实验装置对其在静载荷下采取倾角α为０°，３０°，５５°，９０°四种工况下，分别进行机械应力测量，并进行了有限元计算与分析。实验与分析结果对转炉托圈的设计和使用有一定的指导意义。

变工况下钢厂转炉支承螺栓断裂机理分析

在变工况条件下,炼钢厂转炉在运行过程中支承螺栓容易发生断裂,针对这一问题,以某钢厂130 t转炉为例,对不同工况下炼钢转炉支承螺栓的断裂机理进行了研究。首先,推导了转炉的倾动力矩方程,采用MATLAB计算不同倾动角度下转炉倾动力矩,得到了倾动力矩曲线,从而准确计算出了不同工况下支承螺栓的载荷;然后,采用有限元方法对支承螺栓进行了建模,对最大受力情况下的支承螺栓及其销轴进行了力学分析;最后,对支承螺栓结构进行了优化改进,并对优化后的支承螺栓进行了性能验算。研究结果表明:转炉在旋转至65°时,支承螺栓的受载最大,出钢口对侧螺栓过度圆弧处最大等效应力接近材料屈服强度极限;所采用分析方法可为后续定量增大支承螺栓安全系数提供依据,以确保转炉在不做较大结构修改前提下的安全运转。

柴油机气缸盖机械变形和应力的精确三维分析

本文在分析了国内外大量气缸盖结构分析算例特点的基础上,对16V240ZJ柴油机气缸盖的机械应力用三维有限元法在微机上进行了比较全面细致的计算,在计算模型中,对气缸盖各部分结构都不作替代简化;在边界条件的处理方面,计入了气缸套的弹性,并与刚性支承边界条件计算结果进行了比较,计算求得的位移和应力分布规律与实测完全一致,最大位移误差6.5％,最大压应力误差7.4％。

基于ANSYS的作业装置回转机构的受力分析与设计

基于装载机平台的用于火车集装箱平整的作业装置属具(以下称作业装置),回转机构是作业装置作业的基础部件,受力比较恶劣,一旦发生断裂失效,将导致装载机无法正常工作。对回转机构的结构形式、工况应用进行分析,找出其不足,基于ANSYS Workbench有限元分析软件对回转机构进行静态力学分析,提取应力云图和变形位移图。结果表明,应力应变均满足要求。最终达到提升产品设计质量的目的。