重箱吊具力學(xué)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(shù)含量高的經(jīng)脈幕墻結(jié)構(gòu),解決了鋼骨架體系內(nèi)力分布不均衡及局部變形量大的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)難題。在全面分析6種不同荷載組合的前提下,結(jié)合會展中心休息區(qū)經(jīng)脈幕墻結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)要求,建立包含6435個結(jié)點(diǎn)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(jì)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(jì)算結(jié)果滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體規(guī)范要求,而最大內(nèi)力和位移分布情況為局部構(gòu)造的特殊處理及施工過程控制提供了依據(jù)。

將冷彎薄壁卷邊等邊角鋼的肢進(jìn)行加勁,通過改變加勁肋的尺寸,建立9種有限元實(shí)體模型。對其軸心受壓極限承載力進(jìn)行模擬分析,將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比,表明加勁構(gòu)件的承載力有較大提高。并將9種加勁構(gòu)件按照加勁肋長度和高度的不同進(jìn)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(gòu)件承載力及用鋼量的增量進(jìn)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(xué)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(yīng)用及發(fā)展。通過有限元軟件abaqos對彩鋼巖棉夾芯板力學(xué)性能進(jìn)行較系統(tǒng)的分析,得到影響巖棉夾芯板承載力參數(shù):剪力分配系數(shù),并通過試驗(yàn)來驗(yàn)證分析結(jié)果。在此基礎(chǔ)上提出了不同跨度及荷載作用下的板厚度選用表格,給設(shè)計(jì)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(yīng)用卻沒有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)公式,影響此類新型材料在實(shí)際工程中應(yīng)用的情況.在36個抗拉、抗壓、抗剪材性試驗(yàn)和72個構(gòu)件試驗(yàn)的基礎(chǔ)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(jī)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(shè)計(jì)公式.通過對試驗(yàn)結(jié)果和承載設(shè)計(jì)公式計(jì)算結(jié)果的比較,說明了承載力設(shè)計(jì)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(fù)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(xiàn)疲勞的問題,采用mooney-rivlin模型,在abaqus中對氟橡膠軟管的力學(xué)性能進(jìn)行了有限元分析。結(jié)果表明,橡膠軟管最大應(yīng)力應(yīng)變發(fā)生在中間截面的表層,兩端的應(yīng)力很小;隨著軟管厚度的增加,軟管的應(yīng)力應(yīng)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(shí)際應(yīng)用中,軟管厚度取8-11mm比較適合。

全偏心鋼結(jié)構(gòu)梁-柱節(jié)點(diǎn)由于偏心而引起應(yīng)力集中,其受力性能較為復(fù)雜。首先對偏心連接梁-柱鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的受力特征進(jìn)行分析,證明偏心節(jié)點(diǎn)核心區(qū)存在明顯的三維扭轉(zhuǎn)效應(yīng),導(dǎo)致偏心鋼節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的剪力相對于非偏心節(jié)點(diǎn)存在增大效應(yīng)。通過有限元分析,研究了節(jié)點(diǎn)主要構(gòu)造參數(shù)對核心區(qū)剪力增大系數(shù)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(shù)的影響較為顯著,梁柱翼緣厚度對剪力增大系數(shù)具有一定影響,梁高、梁寬和柱高,對剪力增大系數(shù)具有一定的影響。通過數(shù)值算例,得到了剪力增大系數(shù)計(jì)算式并進(jìn)行了驗(yàn)證。提出了適用于全偏心鋼節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的剪力計(jì)算式,可供工程設(shè)計(jì)參考。

某桁架結(jié)構(gòu)靜力性能有限元分析——針對石油管道桁架結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元建模，模擬了靜力荷載作用下桁架結(jié)構(gòu)的受力性能并對理論計(jì)算和數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了比較，分析了桿件的相關(guān)力學(xué)性能。

低周反復(fù)荷載下異形鋼管混凝土柱力學(xué)性能有限元分析——為了研究低周反復(fù)荷載下異形鋼管混凝土柱的力學(xué)性能，以試驗(yàn)研究為基礎(chǔ)，在參考常用的方鋼管混凝土柱核心混凝土本構(gòu)關(guān)系的基礎(chǔ)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(fù)荷載作用下的應(yīng)力一應(yīng)...

為了研究部分充填鋼箱-混凝土組合梁負(fù)彎矩區(qū)的受力性能,完成3根簡支組合梁構(gòu)件在跨中兩點(diǎn)反向?qū)ΨQ荷載作用下的試驗(yàn).選用合適的單元類型、本構(gòu)關(guān)系及破壞準(zhǔn)則,建立以模擬試驗(yàn)梁為對象的非線性模型,得到相應(yīng)的撓度-荷載曲線和截面應(yīng)變值,模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好.通過改變梁的一些主要參數(shù),對極限承載力和跨中撓度進(jìn)行預(yù)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(dāng)提高混凝土強(qiáng)度.

為了研究部分充填鋼箱-混凝土組合梁負(fù)彎矩區(qū)的受力性能,完成3根簡支組合梁構(gòu)件在跨中兩點(diǎn)反向?qū)ΨQ荷載作用下的試驗(yàn).選用合適的單元類型、本構(gòu)關(guān)系及破壞準(zhǔn)則,建立以模擬試驗(yàn)梁為對象的非線性模型,得到相應(yīng)的撓度-荷載曲線和截面應(yīng)變值,模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好.通過改變梁的一些主要參數(shù),對極限承載力和跨中撓度進(jìn)行預(yù)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(dāng)提高混凝土強(qiáng)度.

鋼箱—混凝土組合梁是一種新型鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)。為研究鋼箱-混凝土組合梁的結(jié)構(gòu)性能,分析其強(qiáng)度和剛度的主要影響因素,在ansys軟件中利用板殼單元和實(shí)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(jìn)行了有限元分析,分析結(jié)果與試驗(yàn)實(shí)測結(jié)果吻合良好,說明計(jì)算模型有效。利用計(jì)算模型對影響鋼箱—混凝土組合梁強(qiáng)度和剛度的主要參數(shù)進(jìn)行了分析,結(jié)果表明,鋼板厚度變化對梁的強(qiáng)度和剛度的影響強(qiáng)弱依次為底板>腹板>頂板,提高混凝土強(qiáng)度可以明顯提高梁的強(qiáng)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(xué)性能進(jìn)行全面分析。根據(jù)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(jì)算工況,然后通過ansys軟件建立對應(yīng)的有限元模型,對鋼吊箱在各種施工工況下的力學(xué)性能進(jìn)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(shè)計(jì)合理,在各個施工工況,整體應(yīng)力水平較低,結(jié)構(gòu)安全可靠,抽水工況為最不利工況。該分析結(jié)果對以后鋼吊箱設(shè)計(jì)與施工具有指導(dǎo)意義。

在橋梁基礎(chǔ)建設(shè)中,鋼吊箱圍堰作為一種臨時阻水結(jié)構(gòu),廣泛應(yīng)用于大型深水基礎(chǔ)的施工中。鋼吊箱的施工質(zhì)量直接關(guān)系到橋梁基礎(chǔ)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(nèi)某特大跨橋梁6號鋼吊箱結(jié)構(gòu)的施工工況進(jìn)行數(shù)值模擬,基于工程中常用的計(jì)算方法和線性繞射理論法分別對鋼吊箱各個工況進(jìn)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(xué)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(gòu)件的跨度、腹板高度、翼緣寬度和厚度等幾何參數(shù),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(jié)構(gòu)抗剪承載力受初始缺陷影響較小的結(jié)論。通過理論分析,得到了一個可以用來指導(dǎo)設(shè)計(jì)的抗剪承載力計(jì)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(chǎn)生鏜桿變形,影響加工精度和質(zhì)量。針對懸伸鏜削加工建立鏜桿的力學(xué)模型,分析其撓度和轉(zhuǎn)角,并利用有限元軟件ansys對鏜桿進(jìn)行靜力學(xué)分析。

利用有限元分析軟件ansys9.0建立高強(qiáng)螺栓連接的簡化模型,對高強(qiáng)螺栓連接形式進(jìn)行計(jì)算分析,重點(diǎn)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(jié)構(gòu)的非線性接觸行為進(jìn)行模擬。通過對有限元計(jì)算結(jié)果的分析,對摩擦型高強(qiáng)螺栓連接的適用性進(jìn)行評價,并重點(diǎn)比較分析主滑動發(fā)生前后,高強(qiáng)螺栓的受力性能。其分析結(jié)果為工程實(shí)際提供一定意義的參考。

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(gòu)件進(jìn)行數(shù)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(shù)取值對構(gòu)件扭轉(zhuǎn)性能的影響,得到最佳的參數(shù)取值。通過試算得到的接觸參數(shù),對離心鋼管混凝土構(gòu)件進(jìn)行數(shù)值分析,得到構(gòu)件的抗扭承載力,并與試驗(yàn)進(jìn)行了對比,結(jié)果較吻合。

題目申報表 設(shè)計(jì)（論 文）題 目 25米高桿路燈燈桿的力學(xué)計(jì)算與有限元分析 題目類型 題目來 源 面向?qū)?業(yè) 指導(dǎo)教師 職 稱 學(xué) 位 從事專 業(yè) 題目簡介： 本課題主要運(yùn)用ansys大型商用有限元軟件，對25米高桿路 燈燈桿燈桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析與有限元計(jì)算。分析25米路燈燈桿在 自重、風(fēng)載、雪載等多種載荷作用下的應(yīng)力應(yīng)變場分布情況，分析路 燈燈桿結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與剛度是否符合設(shè)計(jì)要求，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了改 進(jìn)設(shè)計(jì)，以降低燈桿的重量與成本。 審核意見： 審核人簽名： 年月 日 題目類型－－1、為結(jié)合科研；2、為結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際；3、為結(jié)合大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃； 4、為結(jié)合學(xué)科競賽；5、模擬仿真；6、其它 題目來源－－a.指導(dǎo)教師出題；b.學(xué)生自定、自擬 任務(wù)書 論文 題目 25米高桿路燈燈桿的力學(xué)計(jì)算與有限元分析 年級專業(yè) 學(xué)生 姓名 學(xué)號 主要內(nèi)容： 1.能夠熟練運(yùn)

A形吊耳強(qiáng)度有限元分析

為了更好地研究矩形鋼管混凝土柱的力學(xué)性能,在以往試驗(yàn)和理論研究的基礎(chǔ)上,提出一種適用于任意截面形狀的三節(jié)點(diǎn)八自由度單元模型.結(jié)合混凝土和鋼材的本構(gòu)關(guān)系建立了非線性有限元模型,用于對單調(diào)和反復(fù)加載受力方案進(jìn)行計(jì)算分析.對包括純彎、軸壓、偏壓和低周反復(fù)荷載等多種受力模式下的矩形鋼管混凝土試件進(jìn)行計(jì)算,并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,兩者較為吻合,證明所提出的非線性有限元分析方法可以較好地模擬矩形鋼管混凝土的受力和變形性能.