三维钢桁架桥静力理论模型与试验分析

设计了三维钢桁架桥模型并进行静力试验分析,同时采用Matlab软件编制程序建立三维钢桁架桥静力有限元模型,按照试验静力加载工况对有限元模型进行加载分析。分析不同的单元类型、边界条件、截面尺寸对结果的影响,并与试验结果进行比较。结果表明,在垂直荷载作用下,采用杆单元和梁单元计算的位移结果都比较接近,模型采用铰接的计算结果比固结大,单肢角钢的模型刚度是双肢角钢的模型刚度的50%。理论模型在固结、双肢角钢条件下与试验结果接近。     

带斜撑的装配式钢结构抗震性能分析

采用SAP2000有限元程序对装配式钢结构进行静力荷载分析、模态分析和两个方向的地震荷载分析,讨论结构在多条地震波作用下的动力位移及内力响应。结果表明,该结构在静力荷载和地震荷载作用下,内力和位移均能满足规范要求。其计算结果对于确保装配式钢结构的抗震安全性具有重要意义,对装配式钢结构的抗震设计有一定的参考价值。     

冷弯薄壁型钢梁的滞回性能非线性有限元分析

在确定冷弯薄壁型简支钢梁应力-应变模型的基础上,采用有限元软件ANSYS对冷弯薄壁型简支钢梁荷载-位移关系进行非线性有限元计算分析。对冷弯薄壁型简支钢梁荷载-位移关系骨架线、弯矩-曲率关系骨架线进行比较分析,主要比较了跨高比、宽厚比对其的影响。     

拉压双作用梁式反力架的研制

采用有限元数值模拟与理论分析相结合的方法,研制了一种适用于教学与科研的拉压双作用梁式反力架。反力架主要由纵梁、立柱、横梁、高强拉杆和其他辅助件组成,最大试验净空为5.9 m×5.2 m(长×高),可满足拉1 MN和压2 MN的竖向往复荷载使用要求。应用实践表明,该反力架不仅能够满足强度、刚度和稳定性等力学指标,而且还具有安装调节方便、适用范围广等优点,在科研及实验教学中具有一定的示范应用推广价值。     

串联隔震构件恢复力计算模型试验研究

为研究串联隔震构件使用阶段的真实力学性能,基于5组不同轴压比、长细比的串联隔震构件进行拟静力加载试验,并建立构件的有限元模型,对受力特点及破坏状态进行分析。根据对应工况下的有限元模型获得滞回曲线,建立了串联隔震构件的三折线型骨架曲线,同时给出了骨架曲线各分段的方程表达式。针对试验过程中变幅循环加载引起的构件整体刚度发生退化的问题,将各组构件的滞回曲线划分为4个部分,以每组构件的初始加载刚度为基准,采用非线性回归分析方法,获取每段曲线刚度退化规律,结合骨架曲线,建立了串联隔震构件的恢复力模型,并与试验进行对比。结果表明：提出的恢复力模型可以较为准确地描述串联隔震构件在低周往复荷载作用下的恢复力特性,为后续非线性力学性能研究提供理论参考。     

基于静动载试验的中承式钢混系杆拱桥承载力评估

为了桥梁的安全性,给桥梁养护提供可靠数据支持,通过静动载试验和有限元数值模拟分析评定了某中承式系杆拱桥的承载能力、静力特性和动力特性。在静载试验中,测量了不同工况下桥梁的位移和内力,包括挠度校验系数、应力校验系数和残余应变等。在动载试验中,测定桥梁的振动频率和车辆冲击系数。并将具体工程实测数据与模拟数据进行比较和分析。静载试验结果显示,在试验荷载下,桥梁的挠度校验系数为0.51～0.67,应力校验系数为0.50～0.62,最大相对残余应变为19.5%。动载试验结果显示,桥梁的一阶自振频率为0.830 Hz,最大冲击系数μ为0.045。与有限元分析结果相比较和分析后,实测数据与数值模拟结果较为吻合。综合静动载试验和有限元数值模拟分析,得出结论：某中承式系杆拱桥的强度和刚度满足设计要求,在试验荷载作用下变形恢复能力较好,具备良好的振动特性。这些结果为桥梁的安全运营和养护提供了可靠的数据支持。     

弹性地基板的有限元-无限元耦合解法

以板和地基组成的系统为研究对象,用四节点弯曲板单元来模拟和板,用空间八节点实体有限元和八节点单向,八节点双向及八节点三向映射无限元来模拟地基,根据最小势能原理推出系统平衡方程,通过静力凝聚及接触面的节点位移和板中面节点位移的几何关系,将地基反力用板中面节点位移和地基刚度来表示,从而把地基反力从系统中解耦出来,并编制了matlab实用程序来求解系统各节点位移。     

基于Midas的悬臂钢桁梁有限元分析及螺栓刚度识别

采用Midas Civil有限元软件中螺栓连接的建模方法,对螺栓连接的钢桁梁桥悬臂拼装施工状态进行有限元模拟,并将实测结构静力位移和有限元建模试算进行对比,对螺栓连接刚度进行识别。结果表明:将螺栓完全采用刚性连接模拟是不合理的,应采用一般弹性连接进行模拟。通过有限元建模试算,间接识别得到的螺栓连接刚度取值是合理的,位移预测误差为1.5%,获得了钢桁梁悬臂拼装施工状态较准确的有限元基准模型。     

木框架土坯组合墙体抗震性能试验研究与分析

通过对素土坯以及木框架土坯组合墙体进行拟静力试验,归纳出组合墙体4个破坏阶段,并对两种墙体的抗震性能研究分析。利用有限元软件Abaqus建立不同高宽比、不同框架截面尺寸的组合墙体模型,分析其对构件抗侧能力的影响。结果表明:组合墙体的抗震性能提升,但对于墙体的初始刚度提升不明显。墙片高宽比与木框架截面尺寸都是影响其抗侧能力的重要因素。提出木框架土坯组合墙体初始刚度与抗侧承载力简化计算公式,计算结果与有限元模拟结果接近。     

轨道专用连续刚构桥钢-混结合段疲劳性能

为了验证特大跨轨道连续刚构桥钢-混结合段的疲劳性能,根据应力等效原则设计了结合段局部1∶2缩尺模型,开展了疲劳验证和疲劳破坏试验,测试了疲劳荷载加载过程中结合段关键构件的应力变化情况和钢-混界面的滑移变化情况。结果表明：在200万次疲劳验证加载过程中,结合段应力水平较低,各测点应力变化不大,界面相对滑移很小,钢结构无表观裂纹,具有良好的抗疲劳性能;在100万次疲劳破坏加载过程中,各测点应力均略微增大,相对滑移量也有所增大,但钢结构仍无表观裂纹,结构具有足够的疲劳安全储备。     

纤维-钢筋混凝土剪力墙结构拟静力试验及分析

为探究核电工程中玄武岩纤维-钢筋混凝土剪力墙在地震作用下的抗震性能,对玄武岩纤维-钢筋混凝土剪力墙进行拟静力试验,并采用ABAQUS非线性有限元分析软件建立其三维有限元模型,将试验结果与数值模拟结果对比。结果表明:数值模拟剪力墙中钢筋笼和混凝土的应力变化过程与试验观察的基本一致;数值模拟所得滞回曲线虽与试验所得存在少许差异,但曲线基本吻合,表明所建玄武岩纤维-钢筋混凝土剪力墙模型可以较好反映试件在拟静力加载条件下的抗震性能。     

不同加载角T形钢管混凝土压弯承载力研究

采用有限元软件ABAQUS建立了不同加载角T形带肋和多室钢管混凝土压弯构件的计算模型,数值计算结果与试验结果吻合良好。对影响T形钢管混凝土柱水平荷载P-水平位移Δ关系曲线的参数进行分析,结果表明:加载角为0°时,T形钢管混凝土构件的承载力最低,在67.5°负向加载时,构件的承载力最大,比0°加载角构件大13%左右,加载角为45°~90°间承载力总体上差别不大。随着钢管屈服强度、混凝土抗压强度、钢管长厚比、带肋和多室T形钢管混凝土构件在斜向加载的承载力增加,在传统钢管混凝土基础上,提出了适用于不同加载角带肋和多室T形钢管混凝土压弯构件的承载力设计方法,简化计算公式与有限元结果、试验结果均吻合较好。     

基于向量式有限元的钢结构整体提升施工过程分析（英文）

基于向量式有限元提出一种新型数值计算方法对钢结构整体提升进行模拟分析.首先,以南京移动通信综合楼和附楼之间的钢连廊为例,对其进行静力分析,并与传统有限元求解结果比较,验证向量式有限元方法的有效性.针对钢结构整体提升动态施工的特点,引入张拉索单元,该向量式有限元方法避免了刚度矩阵的迭代求解以及奇异等问题,实现了钢结构的整体提升施工全过程跟踪模拟分析.通过使用向量式有限元方法得到了不同提升速度下钢结构节点的位移和单元内力时程曲线.结果表明,提升速度对提升力、结构内力和位移有一定影响,在正常提升速度情况下,动力放大系数取为1.5是安全合理的.     

履带式车辆主车架有限元分析及优化

利用有限元分析软件Ansys对履带式车辆主车架进行有限元静力分析和模态分析,计算出主车架各部位工作情况下的应力、应变及动态特征,求得在液压马达安装架与车架的纵梁交接处存在最大应力和应变,根据实际情况提出了优化方案。     

基于ANSYS的数控铣床整机结构有限元分析

采用有限元软件(ANSYS)对XK713数控铣床(教学型)整机进行结构建模,在保证模型处理和有限元计算精度的基础上,通过应力和位移分布的静力分析,及对固有频率和低阶振型的模态分析,分析得出整机的刚度和强度并发现了刚度的薄弱环节,为结构改进提供了依据.     

某连续梁桥承载能力试验研究

对既有桥梁进行定期检测是评价其承载能力、工作状态、保障运营安全的重要依据,静载试验是评定承载力最可靠的方法,对某连续梁桥进行静载试验,计算了荷载效率系数,测出了各工况下控制截面的应力、挠度及对应的残余量,并计算了各测点的校验系数。结果表明:该桥的荷载效率在0.99～1.03,应力校验系数在0.25～0.51,挠度的校验系数在0.34～0.58,相对残余应力的最大值为14.53%,相对残余变形的最大值为11.11%,满足公路-I荷载的使用要求。     

基于有限元分析的输电铁塔实时应力计算系统

提出了基于有限元分析的输电铁塔应力计算方法,并开发了输电铁塔实时应力计算系统。采用桁梁混合模型对输电铁塔进行建模,对铁塔结构进行离散化,以节点位移阵列作为未知量,与整体刚度矩阵,载荷阵列组成矩阵方程,采用置1法消除整体刚度矩阵的奇异性,运用高斯消元法求解节点位移矩阵,根据弹性力学中应力与位移的关系,给出各节点应力,最终求出铁塔受力情况。通过自主开发的输电铁塔实时应力计算系统反演了铁塔的倒塔事故。分析结果表明,该系统具有较高的计算精度,可用于输电铁塔实时应力计算。     

某热电厂锅炉钢框架结构的计算分析及加固设计

以某热电厂锅炉钢结构框架改造为例,利用Midas与盈建科软件建立计算模型。通过对坍塌钢框架改造前和改造后模型的分析计算,提出了加固方案。地震和风荷载位移曲线表明,加固后钢结构性能指标明显增强。结合实例对钢结构加固进行的探讨和研究,可在钢框架结构的加固加层设计中借鉴与应用,对钢结构建筑抗震加固具有参考价值。     

T形配钢型钢混凝土偏压构件力学性能研究

建立了T形配钢型钢混凝土偏压构件力学性能分析的有限元模型,计算结果得到以往实验结果的验证。在此基础上,分析了不同阶段材料应力状态和各参数对偏压构件力学性能的影响。结果表明:T形配钢型钢混凝土构件在不同加载角下的性能有所不同,加载角为180°时极限承载力大于其他角度情况;混凝土抗压强度、型钢含钢率、配筋率、荷载偏心率、长细比对构件荷载-变形曲线的影响较大,随着混凝土强度、型钢含钢率、配筋率的增加,极限承载力和刚度增加;随着荷载偏心率的增加,极限承载力和刚度下降;随着构件长细比的增加,构件承载力总体呈现线性下降趋势,刚度下降明显。     

新支线飞机全机静力试验实时监控系统的研制及应用

通过介绍国产新型支线客机ARJ21-700全机静力试验实时监控系统的开发工作,集中展示了数字采集实时监控预测系统在数据处理和试验指导方面的良好效果.该系统主要以点应变、点位移、部位位移协调性以及局部典型结构的应力和安全裕度为监测对象,底层采用数据库系统存储有限元数据和试验采集数据,有限元分析数据和试验测量数据相互参照,实现了对ARJ21-700型飞机全机静力试验的有效实时监控.