重箱吊具力學性能有限元分析與研究

中國泰州醫(yī)藥城會展中心工程首次采用具有造型美觀、傾斜角度大、技術含量高的經脈幕墻結構,解決了鋼骨架體系內力分布不均衡及局部變形量大的關鍵技術設計難題。在全面分析6種不同荷載組合的前提下,結合會展中心休息區(qū)經脈幕墻結構建筑設計要求,建立包含6435個結點的不規(guī)則幾何空間模型。通過修正的雙重非線性有限元計算模型獲得到最不利荷載組合條件下的不同桿件的軸力大小分布圖和位移變化圖,包括最大軸力、最小軸力及組合位移。計算結果滿足結構設計的整體規(guī)范要求,而最大內力和位移分布情況為局部構造的特殊處理及施工過程控制提供了依據。

將冷彎薄壁卷邊等邊角鋼的肢進行加勁,通過改變加勁肋的尺寸,建立9種有限元實體模型。對其軸心受壓極限承載力進行模擬分析,將計算結果進行對比,表明加勁構件的承載力有較大提高。并將9種加勁構件按照加勁肋長度和高度的不同進行分組比較,得出承載力較大的加勁肋的尺寸范圍。將加勁構件承載力及用鋼量的增量進行比較,表明承載力的提高更為顯著。

彩鋼巖棉夾芯板作為新型的建筑保溫隔熱材料被廣泛使用。但是由于缺乏對其力學性能的系統(tǒng)性研究,使得在不同荷載、不同跨度下該如何選用板厚存在極大的困難,阻礙了夾芯板的應用及發(fā)展。通過有限元軟件abaqos對彩鋼巖棉夾芯板力學性能進行較系統(tǒng)的分析,得到影響巖棉夾芯板承載力參數:剪力分配系數,并通過試驗來驗證分析結果。在此基礎上提出了不同跨度及荷載作用下的板厚度選用表格,給設計工作帶來很大程度的簡化和方便。

為解決金屬面聚氨酯夾芯板、擠塑板(xpsexpandedpolystyrene)被廣泛應用卻沒有統(tǒng)一的設計公式,影響此類新型材料在實際工程中應用的情況.在36個抗拉、抗壓、抗剪材性試驗和72個構件試驗的基礎上,采用有限元方法得到聚氨酯、擠塑板夾芯屋面板和墻面板的抗彎承載力及彎曲變形,并分析其受力變形機理.最終給出聚氨酯、擠塑板夾芯屋面板和墻面板的承載力設計公式.通過對試驗結果和承載設計公式計算結果的比較,說明了承載力設計公式的有效性.

蠕動泵是液體組分定量加料裝置的重要裝置,需要在工作環(huán)境復雜、傳輸物料性能特殊的情況下工作。文章針對蠕動泵用橡膠軟管容易出現疲勞的問題,采用mooney-rivlin模型,在abaqus中對氟橡膠軟管的力學性能進行了有限元分析。結果表明,橡膠軟管最大應力應變發(fā)生在中間截面的表層,兩端的應力很小;隨著軟管厚度的增加,軟管的應力應變逐漸減小,但隨著厚度的增加,蠕動泵所需壓緊力增大,對泵的性能提出更高的要求。在實際應用中,軟管厚度取8-11mm比較適合。

全偏心鋼結構梁-柱節(jié)點由于偏心而引起應力集中,其受力性能較為復雜。首先對偏心連接梁-柱鋼結構節(jié)點的受力特征進行分析,證明偏心節(jié)點核心區(qū)存在明顯的三維扭轉效應,導致偏心鋼節(jié)點核心區(qū)的剪力相對于非偏心節(jié)點存在增大效應。通過有限元分析,研究了節(jié)點主要構造參數對核心區(qū)剪力增大系數的影響規(guī)律。分析表明:核心區(qū)板件厚度、梁柱腹板厚度對核心區(qū)剪力增大系數的影響較為顯著,梁柱翼緣厚度對剪力增大系數具有一定影響,梁高、梁寬和柱高,對剪力增大系數具有一定的影響。通過數值算例,得到了剪力增大系數計算式并進行了驗證。提出了適用于全偏心鋼節(jié)點核心區(qū)的剪力計算式,可供工程設計參考。

某桁架結構靜力性能有限元分析——針對石油管道桁架結構的實際情況，對該結構進行了有限元建模，模擬了靜力荷載作用下桁架結構的受力性能并對理論計算和數值模擬結果進行了比較，分析了桿件的相關力學性能。

低周反復荷載下異形鋼管混凝土柱力學性能有限元分析——為了研究低周反復荷載下異形鋼管混凝土柱的力學性能，以試驗研究為基礎，在參考常用的方鋼管混凝土柱核心混凝土本構關系的基礎上，提出了適用于l形鋼管混凝土柱核心混凝土在低周反復荷載作用下的應力一應...

為了研究部分充填鋼箱-混凝土組合梁負彎矩區(qū)的受力性能,完成3根簡支組合梁構件在跨中兩點反向對稱荷載作用下的試驗.選用合適的單元類型、本構關系及破壞準則,建立以模擬試驗梁為對象的非線性模型,得到相應的撓度-荷載曲線和截面應變值,模擬結果與試驗結果吻合良好.通過改變梁的一些主要參數,對極限承載力和跨中撓度進行預測.分析表明:若要提高極限承載力和降低跨中撓度,可依次提高梁的配筋率,加厚底板、腹板、頂板和中隔板,也可適當提高混凝土強度.

為了研究部分充填鋼箱-混凝土組合梁負彎矩區(qū)的受力性能,完成3根簡支組合梁構件在跨中兩點反向對稱荷載作用下的試驗.選用合適的單元類型、本構關系及破壞準則,建立以模擬試驗梁為對象的非線性模型,得到相應的撓度-荷載曲線和截面應變值,模擬結果與試驗結果吻合良好.通過改變梁的一些主要參數,對極限承載力和跨中撓度進行預測.分析表明：若要提高極限承載力和降低跨中撓度,可依次提高梁的配筋率,加厚底板、腹板、頂板和中隔板,也可適當提高混凝土強度.

鋼箱—混凝土組合梁是一種新型鋼—混凝土組合結構。為研究鋼箱-混凝土組合梁的結構性能,分析其強度和剛度的主要影響因素,在ansys軟件中利用板殼單元和實體單元建立了梁的三維空間有限元模型,考慮材料非線性和鋼板局部屈曲的幾何非線性,對鋼箱-混凝土組合梁受力行為進行了有限元分析,分析結果與試驗實測結果吻合良好,說明計算模型有效。利用計算模型對影響鋼箱—混凝土組合梁強度和剛度的主要參數進行了分析,結果表明,鋼板厚度變化對梁的強度和剛度的影響強弱依次為底板>腹板>頂板,提高混凝土強度可以明顯提高梁的強度和剛度。

某鋼吊箱施工過程有限元分析

鋼吊箱圍堰是高樁承臺施工的最重要的施工階段之一,為了確保其安全性,需對鋼吊箱施工過程的力學性能進行全面分析。根據崇啟長江大橋主墩鋼吊箱的施工工藝過程,首先分析了鋼吊箱施工過程需要考慮的各種計算工況,然后通過ansys軟件建立對應的有限元模型,對鋼吊箱在各種施工工況下的力學性能進行了分析,給出了在各工況下鋼吊箱的受力特性。分析表明:鋼吊箱整體設計合理,在各個施工工況,整體應力水平較低,結構安全可靠,抽水工況為最不利工況。該分析結果對以后鋼吊箱設計與施工具有指導意義。

在橋梁基礎建設中,鋼吊箱圍堰作為一種臨時阻水結構,廣泛應用于大型深水基礎的施工中。鋼吊箱的施工質量直接關系到橋梁基礎乃至整座橋梁施工的成敗與否。本文采用通用有限元程序ansys對國內某特大跨橋梁6號鋼吊箱結構的施工工況進行數值模擬,基于工程中常用的計算方法和線性繞射理論法分別對鋼吊箱各個工況進行了靜力分析,并討論了不同波浪作用方式下鋼吊箱的力學性能。

防屈曲鋼支撐滯回性能有限元分析

采用有限元分析方法,通過改變構件的跨度、腹板高度、翼緣寬度和厚度等幾何參數,系統(tǒng)研究了波形腹板h型鋼梁的抗剪性能,得到了不同的屈曲模態(tài),并且通過與具有相同幾何尺寸和荷載邊界條件的普通h型鋼梁的比較,得到了結構抗剪承載力受初始缺陷影響較小的結論。通過理論分析,得到了一個可以用來指導設計的抗剪承載力計算公式,具有較大的推廣價值。

單臂懸伸鏜削是鏜削加工的主要方式之一,但其加工過程中常因切削力作用而產生鏜桿變形,影響加工精度和質量。針對懸伸鏜削加工建立鏜桿的力學模型,分析其撓度和轉角,并利用有限元軟件ansys對鏜桿進行靜力學分析。

帶縫鋼板剪力墻中部加勁性能有限元分析——工程中帶縫鋼板剪力墻(spws)由于開縫的影響，對其外覆保溫、隔熱和防水等材料等產生不利影響，鋼板墻中部凸曲失穩(wěn)而造成耗能損失，而且不便于拆換。通過參照非開縫鋼板剪力墻常用的加勁形式，對spws中部進行“十字”加...

利用有限元分析軟件ansys9.0建立高強螺栓連接的簡化模型,對高強螺栓連接形式進行計算分析,重點考慮幾何非線性影響,在模型中建立鋼板與連接板、連接板與墊圈、墊圈與螺母及螺帽之間的接觸單元,對結構的非線性接觸行為進行模擬。通過對有限元計算結果的分析,對摩擦型高強螺栓連接的適用性進行評價,并重點比較分析主滑動發(fā)生前后,高強螺栓的受力性能。其分析結果為工程實際提供一定意義的參考。

基于有限元軟件abaqus對鋼框架節(jié)點(全焊節(jié)點和栓焊節(jié)點)進行了非線性動態(tài)響應數值仿真模擬分析,模型合理考慮了螺栓預緊力、接觸、非線性大變形及應變率效應等因素。采用該模型模擬梁柱節(jié)點子結構抗沖擊試驗,分析結果表明,采用顯示求解器可獲得較好精度和穩(wěn)定性,有限元模擬的破壞模態(tài)、沖擊力和位移時程曲線等結果與試驗結果吻合良好。在大變形下過焊孔趾部是節(jié)點應力集中最顯著的部位,是整個構件破壞的起始點。通過仿真分析,可獲得梁柱節(jié)點子結構在沖擊荷載作用下的動態(tài)響應和內力發(fā)展過程,該數值分析方法為深入研究鋼結構抗倒塌工作機理并為合理評估其抗倒塌變形和耗能能力提供依據。

通過采用ansys中摩擦接觸中的面-面接觸單元對離心鋼管混凝土構件進行數值模擬。分析中考慮了材料非線性和接觸非線性,研究不同的參數取值對構件扭轉性能的影響,得到最佳的參數取值。通過試算得到的接觸參數,對離心鋼管混凝土構件進行數值分析,得到構件的抗扭承載力,并與試驗進行了對比,結果較吻合。

針對汽車車身中應用日益廣泛的鋼板與鋁合金板膠接結構,通過三維彈塑性有限元模型,分析其在承受拉剪載荷時接頭內的應力分布,以及鋁合金板厚度和膠層厚度對應力分布的影響.結果表明:當板料厚度相同時,鋁合金板側的膠層應力大于鋼板側的膠層應力;在一定范圍內增加鋁合金板厚度,能夠有效減小接頭兩側膠層中的應力差,防止一側應力過高造成提早斷裂;膠層厚度在一定范圍內有利于減少接頭處的應力集中.