采用ABAQUS的静力压桩对城市既有地下管线影响的三维数值分析

应用有限元软件ABAQUS建立静压桩单桩贯入对城市地下管线影响的三维有限元模型,利用三维模型分析单桩贯入对城市地下管线的影响。结果表明：一次性贯入对管道的影响范围在以贯入桩的中轴线为中心约1.5倍桩长的圆柱体的空间范围内;应力和位移的最大值在管道的正中截面、顶部和近桩侧取得;分阶段桩体贯入的方式对管道产生的影响是以水平位移及水平应力为主、竖向位移及竖向应力为辅,水平位移及水平应力先明显增长,竖向位移及竖向应力的明显增长具有滞后性。     

某型号飞机发动机拆装车有限元仿真分析

以自主设计的某型号飞机发动机拆装车为研究对象,分析其在各种工况下的刚度和强度能否满足设计要求。建立发动机拆装车的有限元模型,运用HyperMesh软件中的RADIOSS求解器,对发动机拆装车各种工况下的极限位置处的最大载荷进行校核。研究结果表明:飞机发动机拆装车在各种工况下的最大应力为185.5MPa,各工况下最大应力位置为拆装车升降机构承载侧的支撑板位置;拆装车最大位移量约为14mm,拆装车承载侧的端部为最大位移处位置,且发动机拆装车的最大应力值和最大位移量均小于材料的许用值。     

基于ABAQUS的某农用车不等臂钢板弹簧有限元显式动力分析

借助于ABAQUS软件建立某农用车前桥不等臂钢板弹簧有限元模型并对其进行瞬时显式动力分析,考察弹簧的最大变形位移及应力特性。分析结果表明,钢板弹簧最大位移变形量小于板簧与转向横拉杆之间的距离,板簧的最大应力大于其许用应力,有发生簧片断裂的危险,断裂处位于主簧第四片板簧螺栓孔中心。     

预应力锚索锚固段粘结破坏本构模型研究

为了验证本文建立的锚索/注浆体耦合本构方程的正确性,对不同试验条件下的拉拔试验进行了数值模拟.分别对径向压力为常数,径向刚度为常数下的拉拔试验进行了数值模拟,并对其进行各相关参数、不同围岩应力变化等参数条件下的力学效果进行了详细的分析,得出了影响锚索锚固效果的相应的影响因素:注浆体的力学特性、锚索单元的围压及其刚度和由于岩体开挖引起的原岩应力场的改变.并且通过数值模拟可以看出,不同围压锚索体内的轴向载荷与其轴向位移、轴向位移与其径向位移之间的函数关系.轴向载荷随着轴向位移的增大而成增大的趋势,同时,水灰比低的锚固单元锚索的承载力比水灰比高的锚固单元要高;而且,在锚索轴向载荷的作用下,锚索的径向位移与其轴向位移基本呈线性关系.在岩体开挖后,岩体内的应力状态的改变对锚固体的应力分布有较大的影响作用,其应力状态的改变可以较大的影响锚索的轴向载荷的等作用载荷的分布.     

厚壁球形封头的弹性应力分析

厚壁球形封头在内压力作用下处于三向应力状态 ,可以按类似于拉美公式的分析方法对其三向应力作近似分析。基于这种认识 ,在厚壁球形封头上取一微元体 ,通过分析其受力、位移、变形协调及应力应变关系 ,找出了求解应力的微分方程 ,并根据边界条件得出了厚壁球形封头三向应力的计算公式 ,即径向应力为 pK3 - 1(1- R30r3 ) ,环向应力和经向应力相等 ,其值为 pK3 - 1(1+ R302r3 )。     

基于ANSYS的SRC柱抗拉性能分析

为探究SRC柱抗拉性能基于ANSYS分析的可行性,并进一步深入了解SRC受拉构件的应力、变形分布情况,选取轴心、小偏心和大偏心3根受拉构件进行试验,并绘制荷载位移曲线,且用ANSYS对构件的应力和变形进行分析,形成ANSYS荷载位移曲线,将两种曲线进行对比分析,发现ANSYS荷载位移曲线可以较准确地反映试验构件的变化趋势.     

新型电子换档器有限元分析及结构优化

针对现有电子换挡器通用性差、价格昂贵,且必须与昂贵的自动变速器配合使用的局限性,设计了一种新型电子换挡驱动器,并对其进行了原理分析。采用有限元分析软件NX Nastran对其关键部件蜗壳进行静力学分析,分别研究了3种不同材料的蜗壳在工作过程中最大应力、应变位置及安全性能,并对蜗壳结构进行了优化。仿真结果表明:在温度为140°C,沿中心轴拉力和推力均为1. 2 kN的工作环境条件下,材料QSn4-3均具有较大的最大应力、较小的位移量和较大的应力安全系数,能够满足电子换挡器的性能要求和结构要求;材料PA66-50GF的均具有较小的最大应力、较大的位移量和较小的应力安全系数,需要增加局部位置处厚度方可保证使用的安全性能;材料PET-35GF的各项参数均无法满足电子换挡器的性能要求。本研究为电子换档驱动器蜗壳的设计和制造提供了理论依据和参考。     

基于ANSYS的应力强度因子计算

利用大型有限元分析软件ANSYS并基于"位移外推"法进行应力强度因子的计算,其实现方法有两种:一种是采用1/4节点单元模拟裂纹尖端奇异性,由ANSYS直接给出应力强度因子值;另一种是先计算出靠近裂纹尖端处节点的位移或应力,再线性拟合,这种方法不一定要考虑奇异性,只需使网格足够精细即可。文章通过实例介绍了这两种方法求解应力强度因子的过程和技巧,并将计算结果与理论分析结果进行了比较,表明两种方法均可行。     

深埋圆形富水隧道应力与位移的弹塑性解

研究目的：推导获得深埋圆形富水隧道应力场与位移场分布的弹塑性解析解。创新要点：皋于弹性力学厚壁圆筒受均布压力的拉姆解答和Mohr—Coulomb屈服条件,推导了考虑渗流作用和应力释放时含衬砌深埋隧道的弹塑性解,并采用FLAC3D有限差分程序验证了其正确性。研究方法：通过理论分析建立考虑渗流作用和应力释放的含衬砌深埋圆形隧道的解析模型（图1）,然后推导了基于Mohr-Coulomb屈服准则的隧道同岩与衬砌渗流场、位移场和应力场计算的弹塑性解析公式,并通过数值模拟程序（图2）验证了推导公式的正确性。重要结论：基于前人研究皋础,推导获得了深埋富水隧道应力与位移场分布的理论解析解,并通过数值模拟方法验证了其正确性。该解析解一方面可以用于深埋高水头隧道的预设计,如预测隧道周围的水压力、应力场和位移场分布规律,另一方面可用于校核大型复杂数值模型的正确性。     

深埋圆形富水隧道应力与位移的弹塑性解（英文）

研究目的:推导获得深埋圆形富水隧道应力场与位移场分布的弹塑性解析解。创新要点:基于弹性力学厚壁圆筒受均布压力的拉姆解答和Mohr-Coulomb屈服条件,推导了考虑渗流作用和应力释放时含衬砌深埋隧道的弹塑性解,并采用FLAC3D有限差分程序验证了其正确性。研究方法:通过理论分析建立考虑渗流作用和应力释放的含衬砌深埋圆形隧道的解析模型(图1),然后推导了基于Mohr-Coulomb屈服准则的隧道围岩与衬砌渗流场、位移场和应力场计算的弹塑性解析公式,并通过数值模拟程序(图2)验证了推导公式的正确性。重要结论:基于前人研究基础,推导获得了深埋富水隧道应力与位移场分布的理论解析解,并通过数值模拟方法验证了其正确性。该解析解一方面可以用于深埋高水头隧道的预设计,如预测隧道周围的水压力、应力场和位移场分布规律,另一方面可用于校核大型复杂数值模型的正确性。     

水平旋喷桩成拱预加固隧洞开挖施工数值分析

以地铁区间水平旋喷成拱预加固隧道施工为背景,采用MIDAS—GTS岩土数值分析软件模拟隧道开挖施工工艺;通过数值模拟结果的分析,研究水平旋喷桩成拱预加固隧道开挖施工时旋喷桩拱壳的位移和应力、围岩位移和应力的规律和特点;提出水平旋喷桩成拱预加固隧道开挖施工建议,为今后该类施工提供参考．     

带孔薄壁圆管多轴加载下的弹塑性有限元分析

对低碳钢材料带孔薄壁圆管试样采用逐级加载试验方法,得出其在室温下的单轴循环应力-应变本构关系。利用有限单元法对圆管试样进行弹塑性分析,采用Von Mises屈服准则、多线性随动强化模型,并结合试验获得的本构关系来定义材料的弹塑性特性。拉扭应变载荷加载在柱坐标下进行,采用一端固定,另一端加轴向位移与周向位移的方式。分别在纯拉、纯扭以及拉-扭比例加载下计算出应力应变场,获得不同受力情况下不同孔径尺寸试样在缺口处的应力应变分布。计算结果为多轴加载疲劳试验和复杂应力状态下工程零部件的疲劳寿命预测与分析提供基本数据。     

圆形刚性承载板下横观各向同性地基问题的解析解

从横观各向同性弹性体轴对称问题的基本方程出发,对各向同性下的Love位移函数进行了重新修正,采用位移解法的基本原理,利用Hankel积分变换和其反演变换以及Bessel函数理论,得到了材料特征值s1=s2=s时,圆形刚性承载板下横观各向同性地基的位移与应力分量的解析解.     

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。     

基于空间载波散斑干涉的微小位移测量方法

对激光散斑场和散斑干涉条纹进行理论研究,结合空间载波调制和同态滤波技术,提出一种新的微小位移测量方法,设计并搭建微小位移散斑干涉测量光路,为研究材料的变形量、应力等重要的力学参数提供新的方法和科学依据。     

基于离散元的粗集料静压过程的迁移与演化规律（英文）

为研究粗集料在静止压实过程中的迁移与演化规律,基于离散单元法用不规则的多面体颗粒表示真实集料的形态特征,建立了由粗集料、空隙构成的数字试件,同时,建立了由数字试件及3块板构成的静止压实模型.以平均接触力、轴向应力、空隙率及配位数为评价指标,模拟压实位移为7.5,15与30 mm时粗集料在压实过程中的运动规律,并通过室内试验验证了此模型的可靠性.结果表明:轴向应力、平均接触力随着加载的进行,数值逐渐增加,压实位移与轴向应力、平均接触力正相关;不同压实位移的空隙率随着压实的进行不断减小,而配位数逐渐增大;总体上轴向应力、平均接触力、空隙率和配位数等4个指标在不同压实位移情况下变化幅度不同.研究结果为深入分析颗粒材料如沥青混合料或级配碎石的压实机理提供了一种方法.     

考虑孔隙损伤的黏弹性材料压力容器问题

应用线弹性微结构理论和黏弹性理论,讨论了带孔隙损伤的黏弹性材料压力容器问题.所得的解是准静态的.应力的解和线弹性的压力容器的应力解相同,位移场和损伤场与带孔隙损伤的线弹性材料压力容器问题的位移场和损伤场相似.     

影响连续配筋混凝土路面性能的几个因素分析

采用有限元软件ABAQUS 2017分别建立了连续配筋混凝土路面和普通水泥混凝土路面三维有限元数值模型,分析了不同轴载作用下两种路面结构的应力和变形,并研究了钢筋埋置深度、钢筋直径和钢筋间距对连续配筋混凝土路面的应力和变形的影响.结果表明:在不同轴载作用下,连续配筋混凝土路面应力水平较普通水泥混凝土路面小,而两者的最大竖向位移基本一致;随着钢筋埋置深度和钢筋间距的增大,连续配筋混凝土路面最大压应力和最大竖向位移整体上略有增大,而随着钢筋直径的增大,连续配筋混凝土路面最大压应力和最大竖向位移略有下降.     

虚功原理和能量原理——教学扎记

前言互易定理、最小势能原理、最小余能原理和卡氏定理等都是弹性力学、结构力学和材料力学的基本定理,教学中往往各自独立地叙述这些能量定理。国内外的材料力学教材大多数用改变加载次序的方法导出互易定理、卡氏定理和莫尔定理,学生听课后都不太注意这些定理的应用范围。清华大学张福范教授指出,弹性力学中有两个关于能量法的变分原理,它们的对象都是外力作用下的平衡体。一个原理是变分位移,相当于以位移为未知量来解题,从变分位移得出虚功原理,最小势能原理和卡氏第一定理。一个原理是变分应力,相当于以应力为未知量来解题,从变分应力得到虚余功原     

新型铝合金方管检查车的力学性能研究

桥梁检查车作为钢桥梁检测、维修工具,其桁架构件强度及整体稳定性直接影响到钢桥梁的正常使用.本文提出一种新型铝合金方管检查车,通过运用SAP200有限元软件对该检查车的支座内力、端部站人处节点位移以及桁架杆件轴力进行力学性能研究,研究结果表明:检查车在实际工程荷载作用下,其支座处最大反力为27.68KN,满足该处连接螺栓强度要求;检查车端部站人处节点最大位移值为1.442mm,低于设计要求位移,检查车具有良好的稳定性;通过验算检查车桁架强度,得出桁架杆件最大应力比为0.193,远小于设计规范规定的最大应力,检查车桁架杆件强度达到实际工程要求.