无剪切闭锁的厚薄通用板单元构造及计算

在采用有限单元法对厚度与跨度比值(厚跨比)较大的平板结构的力学参数进行计算时,往往因不同方向刚度相差过大等问题导致计算精度丧失甚至计算失败。以独立覆盖无网格法(Independent Cover Meshless Method,ICMM)为基础,构造一种厚薄通用板单元。根据Mindlin平板理论,提出一种厚薄板结构通用的数值计算方法——叠加剪切效应法,并与基于经典板理论的薄板计算方法进行对比。构造的板单元可以在相互独立的位移覆盖域内,以形式简洁的多项式作为位移近似函数,避免了构建C₁阶连续函数的困难。实例分析表明,提出的叠加剪切效应法在计算薄板及厚板结构时均可获得较为精确的结果,从根本上消除了剪切闭锁现象。此外,该方法对各种网格划分形式均具有较强的适应性,在实际工程中具有较高的实用价值。     

板桁结合斜拉桥空间非线性静力分析

钢筋-混凝土结合斜拉桥是一种新型桥梁,通过对板桁结合斜拉桥空间非线性静力分析,将结构分为主塔、斜拉索、桥面系和主塔间的支承体系,并建立有限元模型,用UL增量迭代法求解非线性方程组,解出结构内力并进行比较,建立了板桁结合斜拉桥结构的空间几何非线性有限元分析方法,按照空间梁单元和杆单元相结合的计算模型的计算结果与按照空间梁单元和板单元相结合的板桁组合结构模型,采用ALGOR-FEAS分析系统对恒载内力分析,说明所编程序计算结果的可靠性,可用于指导工程实践。     

余能原理基面力元法在桁架弹塑性分析中的应用

基面力元法(BFEM)是一种新型的有限单元法,是以"基面力"来描述一点的应力状态。为了编制适用于桁架弹塑性分析的MATLAB基面力元程序,以余能原理基面力元法为基础,将基面力元法的平面4节点的实体单元模型向桁架单元进行退化,列出了退化桁架单元的柔度矩阵、单元轴力和节点位移的具体表达式,并对其控制方程进行了必要的处理。根据退化的桁架单元模型,采用增量法的思想和线性强化弹塑性模型,以三杆超静定桁架和复杂静定桁架为算例进行了计算。将计算结果与大型有限元分析软件ABAQUS的T2D2计算结果进行了对比分析,发现所用方法与ABAQUS的计算结果高度吻合,进一步验证了基面力理论的正确性和程序的适用性。     

用双参数法构造十二参梯形板元

利用双参数有限元方法的基本理论,考虑特殊的四边形单元——梯形单元,构造出一类12个自由度的梯形板元,并对其收敛性进行了分析,这放松了对剖分的要求,拓宽了应用范围。     

余能原理基面力元法在桁架大变形分析中的应用

为了对桁架弹性大变形问题进行针对性研究,对平面二维问题的基面力单元模型进行了改进,把平面四边形四边中节点基面力单元退化为平面二节点桁架基面力单元,推导了桁架大变形余能原理控制方程和单元轴力、节点位移表达式,根据由控制方程得出的桁架大变形问题的非线性方程组,利用Matlab语言编制了基面力元程序,计算了桁架结构几何非线性算例。与大型通用有限元软件ANSYS的计算结果进行了对比分析,所用方法的结果与理论解一致,与ANSYS的计算结果相差较小。因此可得结论:所介绍的基面力元模型是可靠的,可以应用于对桁架结构的几何非线性问题分析,具有较广阔的前景。     

重卷机组生产线设计探讨

板带钢有通用钢材之称,其中薄板产品用途十分广泛。重卷机组具有拉矫、切边、表面检查、涂油、分卷等功能,对改善薄板带钢的质量有着重要作用。基于某钢轧总厂新建重卷机组生产线的设计,阐述重卷机组生产线设计的思路及主要内容,为生产线建设或优化提供经验。     

HC轧机辊间接触压力分布及辊系变形计算(HC轧机板形控制机能的研究之一)

本文采取整体模型法和分割模型法;以及在计算上采用功的互等定理、影响函数法、迭代法等。对 HC 轧机辊系变形、剪切变形、接触压力、板厚分布等有问进行理论探讨。     

关于桥梁无缝线路纵向附加力计算方法的研究创新

随着我国铁路客运和高速铁路的兴建,有线提速和城市轨道的发展,区间和跨区无缝线路已经成为轨道结构的主要形式。桥上无缝线路梁轨相互作用是轨道工程的关键技术。本文以梁轨相互作用原理为基础,建立了纵向附加力计算有限元模型,并与纵向附加力微分方程求解法、广义变分原理以及有限单元法计算进行结果比较,表明采用的有限元计算是合理的。     

基于节点子模型的装配式钢结构抗震性能分析

连接节点的承载力是体现装配式钢结构抗震性能的决定性指标,然而目前传统的动力学响应分析方法难以精确刻画连接节点的承载特征。以某村公所装配式刚结构为研究对象,立足结构模型和材料,构建动力学研究方法体系,探讨质量矩阵、阻尼系数的求取方法;从结构特点出发,对梁、柱结构采用带截面形式的梁单元,对薄板件采用带厚度信息的四边形面单元,开展有限元建模;针对地震瞬态过程的特殊性,优选模态叠加法,对模型施加迁安波,开展装配式钢结构抗震性能分析,获得整体结构的应力—时间历程和应力云图。运用节点子模型技术,并进行网格细化,以整体结构响应的位移场强制作为节点子模型的边界输入,获得更加精细的连接节点应力云图。基于节点子模型技术得到的连接节点所受最大应力为45.57 MPa,比在整体结构分析得到的连接节点所受应力39.06 MPa要大,符合实际工况。     

下承式钢桁拱桥极限承载力分析

极限承载力分析对于拱桥的设计具有十分重要的意义,理想线弹性结构的理论屈服强度通常采用特征值屈曲分析法得到,但结构材料非线性和几何非线性却使得结构通常无法达到其理论强度极值。利用大型有限元软件ANSYS,同时采用3种分析极限承载力的方法(特征值屈曲法、几何非线性法与同时考虑几何非线性和材料非线性法),对宁波城庄大桥主跨部分进行极限承载力计算分析。分析结果表明,在计算桁式拱桥极限承载力时考虑双重非线性方法求解极限承载力得出的结果比线性方法更符合实际的工程情况。