光滑薄壁管件的多軸循環(huán)彈塑性有限元分析

通過對(duì)填石料動(dòng)力特性的室內(nèi)試驗(yàn)研究,探討了填石料在振動(dòng)壓實(shí)中的沉降量和內(nèi)部土壓力變化,并采用drucker-prager彈塑性本構(gòu)模型對(duì)填石路基的動(dòng)力特性進(jìn)行了有限元分析。結(jié)果表明,理論值與實(shí)測(cè)值吻合較好,即使在較大的動(dòng)力荷載作用下,填石料內(nèi)部產(chǎn)生的塑性區(qū)也只是暫時(shí)和局部的,仍可維持其整體穩(wěn)定,并具有應(yīng)變硬化的動(dòng)力特性。

為了解決預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法的不完善的問題,對(duì)預(yù)應(yīng)力用液壓千斤頂錨固體系結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行優(yōu)化,通過對(duì)單孔錨具的彈塑性有限元分析,模擬預(yù)應(yīng)力錨具的實(shí)際工作狀況,描述載荷狀態(tài)下錨具與夾片的相互作用,獲得不同結(jié)構(gòu)尺寸條件下的錨具的應(yīng)力應(yīng)變狀況,把握條件改變時(shí)的受力變化規(guī)律,對(duì)錨具強(qiáng)度性能進(jìn)行了系統(tǒng)分析,確定錨具結(jié)構(gòu)尺寸并給出了錨具優(yōu)的合理建議。

大直徑超長(zhǎng)灌注樁彈塑性有限元分析——本文在對(duì)包含點(diǎn)面接觸單元的彈塑性有限元模型進(jìn)行分析和驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，以蘇通大橋的大型灌注樁為例進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算。結(jié)果顯示，該包含點(diǎn)面接觸單元的彈塑性有限元法是可靠的，能模擬樁土之間的大變形，其數(shù)值模擬結(jié)果可...

利用顯式動(dòng)力學(xué)有限元方法對(duì)直桿彈塑性動(dòng)力后屈曲進(jìn)行了分析,模擬了直桿軸向碰撞動(dòng)力屈曲的變形及發(fā)展過程。分析中在直桿碰撞端局部臨界屈曲長(zhǎng)度范圍內(nèi)引入半正弦波形式的初始缺陷,計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得了很好的一致。分析結(jié)果表明,隨著碰撞過程中所產(chǎn)生的應(yīng)力波逐漸向前傳播,后屈曲變形過程中所呈現(xiàn)的多個(gè)半波形式的高階屈曲模態(tài)由初始具有單個(gè)半波形式的簡(jiǎn)單屈曲模態(tài)迅速演變而成。分析結(jié)果同時(shí)也揭示了直桿動(dòng)力屈曲變形發(fā)展的機(jī)理,以及軸向應(yīng)力波和屈曲變形的相互作用規(guī)律。

考慮補(bǔ)強(qiáng)圈與圓柱殼作為一個(gè)整體子模型和接觸子模型,對(duì)開孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)的圓柱殼進(jìn)行了彈性和彈塑性有限元應(yīng)力分析。比較兩個(gè)子模型和彈性/彈塑性有限元分析的結(jié)果,發(fā)現(xiàn)接觸子模型和整體子模型的圓柱殼開孔應(yīng)力分布相似,但接觸子模型和整體子模型在殼體和補(bǔ)強(qiáng)圈之間的接觸面上的應(yīng)力分布存在差異。對(duì)不同直徑的接管和不同傾角的接管進(jìn)行了有限元分析,分析表明,應(yīng)力分布及最大應(yīng)力受傾角的影響較大,受直徑變化的影響不大。

薄壁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力有限元法分析——以能量變分原理為基礎(chǔ)，考慮了剪力滯后效應(yīng)、剪切變形和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響，通過應(yīng)用一維離散有限元法建立了薄壁箱型梁結(jié)構(gòu)在彎扭耦合作用的計(jì)算動(dòng)力模型．得到結(jié)構(gòu)的自振頻率與ansys計(jì)算模型的結(jié)果進(jìn)行了比較，兩者吻合良好．充分...

在gleeble1500熱模擬機(jī)上試驗(yàn)得到q235b材料在高溫和不同應(yīng)變速率條件下的真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線,并以此建立剛-粘塑性有限元模型。運(yùn)用商業(yè)有限元軟件abaqus模擬熱軋h型鋼的開坯過程。通過計(jì)算可以分析軋件開坯過程中的應(yīng)力場(chǎng)分布規(guī)律和壓下力的大小,了解軋件開坯過程中的金屬變形和流動(dòng)情況。為h型鋼開坯工藝的改進(jìn)和預(yù)測(cè)產(chǎn)品外形和質(zhì)量提供參考。

采用ansys有限元分析軟件建立三通的有限元模型,并對(duì)支主管徑比不同的三通進(jìn)行了彈塑性加載模擬計(jì)算,進(jìn)而得到了三通在內(nèi)壓、面內(nèi)彎矩和面外彎矩3種載荷作用下,應(yīng)力沿相貫區(qū)的分布規(guī)律及危險(xiǎn)點(diǎn)的位置。研究結(jié)果表明:增大支管管徑并不能提高三通承受內(nèi)壓的能力,但可提高三通承受彎矩的能力;三通受內(nèi)壓時(shí)腹部向外膨脹,肩部向內(nèi)收縮;大開孔支管三通所能承受的極限面外彎矩要遠(yuǎn)小于極限面內(nèi)彎矩。

常規(guī)的彈塑性模型由于沒有考慮到損傷對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響,常常得到高于結(jié)構(gòu)實(shí)際承載力的應(yīng)力分布,難以模擬破壞時(shí)由于內(nèi)部損傷的累積導(dǎo)致的變形增加和承載力降低.將規(guī)范應(yīng)力應(yīng)變曲線進(jìn)行簡(jiǎn)化,推導(dǎo)出彈塑性損傷模型曲線,采用簡(jiǎn)支純彎梁驗(yàn)證了該簡(jiǎn)化模型的正確性,然后將該模型應(yīng)用于深溪溝水電站預(yù)應(yīng)力閘墩非線性有限元分析.計(jì)算結(jié)果表明考慮結(jié)構(gòu)彈塑性損傷較線彈性分析能更好反應(yīng)結(jié)構(gòu)真實(shí)受力特性,計(jì)算結(jié)果對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置和閘墩的設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義.

建立了考慮材料、幾何和接觸非線性的有限元模型,利用ansys有限元程序分析了長(zhǎng)細(xì)比、螺釘連接間距、截面板件最大寬厚比對(duì)冷彎薄壁型鋼開口三肢拼合立柱軸壓性能的影響。結(jié)果表明:立柱長(zhǎng)細(xì)比對(duì)a、b兩類截面拼合立柱軸壓承載力和軸壓性能有很大影響,隨著立柱長(zhǎng)細(xì)比的增大,立柱軸壓極限承載力逐漸降低;當(dāng)螺釘連接間距為450、300、150mm時(shí),a、b兩類截面拼合立柱軸壓極限承載力和剛度變化均不大;由于基本構(gòu)件板材厚度不同引起截面板件最大寬厚比的不同,對(duì)a、b兩類截面3種長(zhǎng)度的拼合立柱的承載力和剛度影響很大;對(duì)于a、b兩類截面立柱,當(dāng)立柱長(zhǎng)度和截面厚度相同時(shí),基本構(gòu)件腹板高度由89mm增加到140mm,拼合截面軸壓立柱軸壓極限承載力變化不大。

為了計(jì)算考慮支撐結(jié)構(gòu)柔度和材料塑性變形影響的大型重載轉(zhuǎn)盤軸承內(nèi)部載荷分布和接觸應(yīng)力,將內(nèi)外圈滾道與滾動(dòng)體接觸等效成單向壓縮彈簧,從而建立包括支撐結(jié)構(gòu)在內(nèi)的軸承整體簡(jiǎn)化有限元模型。等效彈簧系數(shù)由單個(gè)滾動(dòng)體的載荷—彈塑性變形關(guān)系曲線確定,而單個(gè)滾動(dòng)體的載荷—彈塑性變形關(guān)系應(yīng)用有限元接觸分析法求得。算例分析表明對(duì)于具有塑性變形的轉(zhuǎn)盤軸承,接觸變形、滾動(dòng)體載荷分布、內(nèi)外圈應(yīng)力、接觸應(yīng)力等赫茲理論計(jì)算結(jié)果與有限元彈塑性分析法計(jì)算結(jié)果存在較大差異。因此,對(duì)于大型重載轉(zhuǎn)盤軸承不適合采用赫茲理論進(jìn)行分析計(jì)算。

鉆頭柱齒和齒孔的過盈配合,是一個(gè)包含了幾何非線性、材料非線性、接觸非線性的復(fù)雜多重非線性問題,以往的研究工作都是以單齒或多齒為研究對(duì)象,本文以q13115-h64型潛孔鉆頭為原型,將硬度極大,變形極小的柱齒視為不變形的剛性體,把過盈量全部均勻作用在孔壁上,使得齒孔邊界變形成為已知,通過在ansys10.0中建立q13115-h64型潛孔鉆頭的有限元模型,對(duì)不同過盈量下鉆頭本體的應(yīng)力分布規(guī)律進(jìn)行了研究,并提出了改進(jìn)意見。

軟粘土地基彈-粘塑性比奧固結(jié)理論的有限元分析——建立了彈-粘塑性比奧固結(jié)有限元模型，采用8結(jié)點(diǎn)等參單元耦合4結(jié)點(diǎn)等參單元的復(fù)合單元形式來模擬土體的變形與土體中孔隙水壓力消散的耦合效應(yīng)；并考慮了固結(jié)計(jì)算時(shí)步與粘塑性時(shí)步的耦合，以保證程序計(jì)算的穩(wěn)定性...

根據(jù)拱型槽板實(shí)際變形情況,建立了合理的有限元計(jì)算模型;介紹了利用ansys軟件對(duì)拱型槽板變形的計(jì)算過程;計(jì)算過程中考慮到拱型槽板變形是彈塑性變形,得到回彈前和回彈后的變形圖。

應(yīng)用ansys有限元程序,選取空間殼體單元shell63,在相同內(nèi)壓下,對(duì)換熱器設(shè)計(jì)中常用的兩種不銹鋼薄壁波紋管進(jìn)行強(qiáng)度分析,得出二者一個(gè)周期內(nèi)的徑向應(yīng)力、軸向應(yīng)力和剪切應(yīng)力的分布規(guī)律。有限元計(jì)算值與參考文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論比較,表明計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值關(guān)于一個(gè)周期內(nèi)軸向和徑向應(yīng)力的分布規(guī)律相同,有限元(ansys)計(jì)算結(jié)果可供波紋管設(shè)計(jì)、制造參考。

采用大型有限元軟件ansys10.0對(duì)單調(diào)水平荷載作用下一榀門式木框架及其各種加固方案進(jìn)行了靜力彈塑性計(jì)算分析.通過各種加固方式下屈服荷載、極限荷載大小的比較以及相對(duì)于未加固木框架提高程度的比較,從中提出了對(duì)門式木框架加固的最佳方案,從而為木柱梁-土坯組合墻體的抗震加固方案奠定了基礎(chǔ).

順層滑坡彈塑性接觸有限元穩(wěn)定性分析——有限元強(qiáng)度折減法可以作為極限平衡分析方法的一種逆過程。根據(jù)已有文獻(xiàn)報(bào)道和工程實(shí)踐，建立有限元強(qiáng)度折減法與極限平衡法計(jì)算穩(wěn)定性系數(shù)的數(shù)理統(tǒng)計(jì)相關(guān)式，為充分利用極限平衡法計(jì)算滑坡穩(wěn)定性系數(shù)的優(yōu)點(diǎn)、發(fā)揮有限元強(qiáng)...

本文采用彈塑性有限元方法,系統(tǒng)研究了結(jié)構(gòu)尺寸d/t,r/d(名義直徑和壁厚之比,肩部半徑和主管名義直徑之比)對(duì)擠壓三通應(yīng)力分布的影響。計(jì)算結(jié)果表明增大三通肩部過渡半徑可以降低主、支管過渡區(qū)的最大應(yīng)力,同時(shí)也使得該部位的高應(yīng)力范圍擴(kuò)大,增大壁厚能夠有效的降低相貫區(qū)和腹部的應(yīng)力水平,但并不會(huì)改變應(yīng)力分布規(guī)律,研究結(jié)果可為三通優(yōu)化設(shè)計(jì)和含缺陷結(jié)構(gòu)的完整性評(píng)定提供依據(jù)

通過建立面板堆石壩三維有限元模型,并采用南水模型將整個(gè)加載過程分為若干個(gè)荷載步,體現(xiàn)了堆石料復(fù)雜變形特性和施工分期填筑逐級(jí)加載的特點(diǎn),同時(shí)采用中點(diǎn)增量法求解,對(duì)兩種計(jì)算工況下的結(jié)果進(jìn)行了整理分析比較,得出了一些有價(jià)值的結(jié)論。

同時(shí)對(duì)某水電站引水隧道系統(tǒng)進(jìn)行了三維粘彈塑性有限元數(shù)值模擬和三維彈塑性有限元數(shù)值模擬。分析對(duì)比了圍巖結(jié)構(gòu)的受力、變形演化狀況,評(píng)價(jià)了隧道開挖系統(tǒng)的穩(wěn)定性。結(jié)論表明軟巖流變性對(duì)隧道穩(wěn)定性的影響顯著。

為進(jìn)一步分析邊坡開挖加固過程中位移、穩(wěn)定性和危險(xiǎn)滑裂面的變化情況,以彈塑性有限元法為計(jì)算工具,對(duì)某水庫邊坡的開挖加固過程進(jìn)行數(shù)值模擬分析,計(jì)算考慮了開挖不加固和開挖并及時(shí)加固2種情況。計(jì)算結(jié)果表明:開挖不加固時(shí),邊坡整體發(fā)生很大位移,開挖完成后安全系數(shù)小于1,塑性破壞區(qū)貫通內(nèi)部的軟弱夾層,邊坡不能保持自身穩(wěn)定,將沿著軟弱夾層發(fā)生滑動(dòng);開挖并及時(shí)加固后,邊坡發(fā)生位移得到有效控制,安全系數(shù)提高141%,軟弱夾層內(nèi)部的塑性區(qū)分布范圍也大大減少,且錨桿將軟弱夾層兩側(cè)巖體連接起來,滑裂面往內(nèi)部發(fā)展趨勢(shì)明顯。說明采用的加固措施能有效保證邊坡開挖過程中的施工安全,成果對(duì)類似邊坡工程有一定參考價(jià)值。

以qf-ⅱ型潛孔鉆頭為原型,應(yīng)用有限元分析軟件ansys闡述了潛孔鉆頭本體結(jié)構(gòu)的有限元模型建立、網(wǎng)格劃分、材料的本構(gòu)關(guān)系、邊界條件的處理等相關(guān)問題,對(duì)不同牙齒過盈量時(shí)鉆頭本體應(yīng)力的分布情況進(jìn)行了模擬研究,并得出了相應(yīng)的vonmises應(yīng)力分布圖,為合理進(jìn)行潛孔鉆頭本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)和校驗(yàn)方法。